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1、浅谈生态环境需水量的研究动态 摘要根据国内外不同学者对生态环境需水量的研究资料,归纳分析了国内和国外对生态环境需水量概念的认识和计算方法。 关键词生态环境需水量;计算;研究 1国外研究动态 早期的研究是关于河道枯水流量(Loinimumacceptablefloe,EAFR)的研究逐渐展开[4],其主要是为了恢复河流生态系统功能,为满足不同的环境要求而进行生态可接受流量范围的研究。 目前,国际上对河流的生态环境需水量使用较为广泛、通用的概念是枯水流量。近10年来,为了促进水文水资源研究,国际之间加强了合作,其中包括对河
2、道枯水流量的研究[5],如FREND(FloesfromExperimentalandNetData)行动计划,第一个行动计划由水文组织(instituteofHydrology(UK))倡导,并为1985—1988年的国际水文计划方案Ⅲ(UNESOInternationalHydrologicalProgramme-Ⅲ)做了部分工作[6]。这个组织包括13个欧洲国家,主要是应用国家水流量(水文)数据库及不同的研究方法,预测河流的洪、枯水流量,分析和研究了欧洲西北部1350条河流的的枯水流量状况[7]。研究集中在应用水力学参数研究枯
3、水流量与流域河床组成特性之间的关系,以及研究不同频率不同时段年均流量(mean)与最小流量(annualminima)和枯水流量(loFloentalMethology)法是应用比较广泛的计算环境需水量的方法[20],IFIM根据现场数据如水深、河流基质类型等,采用PHABSIM(physicalHabitatSimulation)模型模拟流速变化和栖息地类型的关系,通过水力学数据和生物学信息的结合,适合于一定流量的主要的水生生物及栖息地。Orth等[21]认为由于IFIM法所需要的定量化的生物资料的缺乏,使这种方法的应用受到一定的
4、限制。King等[22]指出,传统的IFIM法将其重点放在一些河流生物物种的保护,而没有考虑诸如河流规划以及包括河流两岸在内的整个生态系统,由此计算出的推荐流量范围值并不符合整个河流的管理要求。二是CASIMIR法[23]。CASIMIR(puterAidedSimulationModelforInstreamFloentsindivertedstream)法是基于现场数据—流量在空间和时间上的变化,采用FST[24]建立水力模型、流量变化、被选定的生物类型之间的关系,估算主要水生生物的数量、规模,并可模拟水电站的经济损失。 2国内
5、研究动态 在我国,系统研究生态需水量的工作尚处于起步阶段,对生态环境需水的概念、内涵与外延等没有统一的定义,对其计算方法的研究也不够深入、完善,基本停留在定性分析和宏观定量分析阶段。其研究大致可分为3个阶段:一是20世纪70年代末开始探讨河流最小流量问题。主要集中在河流最小流量确定方法的研究。长江水资源保护科学研究所的《环境用水初步探讨》是其典型代表。二是20世纪80年代,针对水污染日益严重的问题,国务院环境保护委员会《关于防治水污染技术政策的规定》指出:在水资源规划时,要保证改善水质所需的环境用水。主要集中在宏观战略方面的研究,
6、对如何实施、如何管理处于探索阶段。三是20世纪90年代以来,针对黄河断流、水污染严重等问题,水利部提出在水资源配置中应考虑生态环境用水。如在全国水功能区划中考虑了生态与环境用水问题。刘昌明[25]提出了我国21世纪水资源供需的“生态水利”问题。与此同时,与生态、环境需水相关的研究也逐渐展开。 主要的研究成果为:一是对非汛期最小流量、水土保持、冲沙水量等的河流系统的生态环境需水研究。如20世纪80年代赵业安、钱意颖总结了黄河三门峡水库运行对下游河道的影响规律,同时开展黄河上游大型水电工程对下游冲积河流影响的研究,采用实测资料分析的方法
7、研究大型水库对径流泥沙的影响,对每年水库蓄水与中游高含沙洪水遭遇情况进行了深入研究,通过回归分析建立了水库调蓄与下游河道冲淤的相关关系[26-27]。二是对恢复湿地、城市河湖用水及地下水回补等生态和生态环境需水量的研究[28]。三是对西北干旱、半干旱地区生态环境需水量及河道环境的讨论与宏观定量研究[29-30]。四是刘昌明根据水资源开发利用与生态用水量的关系,提出了“四大平衡”的原理[25],即水分能量平衡、水盐平衡、水沙平衡与水量平衡(含水资源平衡),从而丰富了水资源合理开发利用的内涵。五是钱正英等[31]从保护和恢复内陆河下游的
8、天然植被及生态环境、水土保持和水保范围之外的林草植被建设、维持河流水沙平衡及湿地水域等生态环境的基础流量、回补黄淮海平原及其他地方的超采地下水等方面,分析并估算了全国的生态用水。 截至目前,国内生态环境需水研究方法主要集中在陆地和河
