河流水生态环境质量评价技术指南

河流水生态环境质量评价技术指南
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生态流量的确定

生态流量的确定 1.常用计算方法 生态流量的计算应根据河湖生态环境功能、生态环境状况及人类对河流的开发利用程度,合理确定维持河流基本生态环境功能和维系给定目标下生态环境功能的不同保护要求,计算基本生态环境需水量和目标生态环境需水量。 迄今为止,国际上有200多种生态环境流量计算方法,大致可分为水文学法、水力学法、栖息地评价法、整体分析法。(常用计算方法详见本刊第15期)按照河流生态流量的计算方式,又可划分为查表法、数据分析法、功能分析法、水力栖息模型法等4类,其中Tennant方法是查表法的代表,基于IHA (Indicators of Hydrologic Alteration)的变动范围法是数据分析法的代表,BBM (Building Block Methodology)法是功能分析法的代表方法。 实际计算生态流量过程中,并不局限于单一的方法,可将两种或多种方法结合使用,例如将水文学与水力学结合,将水文学与栖息地法相结合等。 2.不同生态系统的生态流量计算 保障河湖生态流量(水量)目的是为了维持河流、湖沼生态系统的基本形态、生物基本栖息地,以及生物多样性等生态功能。由于不同生态系统结构与功能不同,其对应的生态流量各具特征。在计算生态流量时,要根据生态系统的结构特征选择合适的生态流量计算方法。 河流生态系统可根据地理位置及河流大小特征等细分为:大江大河与支流溪流、山区河流与平原河网、高含沙河流以及咸淡水交错的河口等。不同河流类型的生态流量共性表现为,水文情势及水力学要素是河流生态流量的重要影响因子。根据资料的齐备情况,通常可采用水文学法、水力学法、栖息地评价法等计算生态流量。 然而,不同类型河流的生态流量又各具特点。例如,山区河流多建有大型水利工程,水文情势的改变以及其对生物栖息地的影响需要在推求生态流量时予以考虑;平原河网闸坝密布,流速较小,生物基本栖息地功能下降甚至丧失,需要实施严格的生态流量管控;部分溪流由于小水电项目的过度开发,出现减脱水河段,河流出现不同程度萎缩甚至断流,计算生态流量时应予以重点考虑水流连通性。河口区的生态流量,主要目的是维持河口基本形态,河口滩地潮间带水生生物基本栖息地,同时要考虑防潮压咸等生态环境功能,因此可根据河口泥沙输运、河口水生生物需水、河口水盐平衡等计算河口生态流量。 湖沼生态系统主要包括湖泊、沼泽、湿地等。湖沼生态需水计算通常采用水位作为指标,通过核算生态水位,推求湖泊生态流量(水量),以维持湖泊、沼泽的生态环境功能。 综上所述,生态系统组成与功能不同,其生态流量计算方法不同。在实际计算过程中,通常多个生态系统相互联系,例如河湖连通、河沼连通,以及河湖河口沼泽连通等,此时应该将多个生态系统作为一个整体考虑,建立多个生态系统之间的水力联系,推求满足多个生态系统的生态流量过程。 此外,分项计算后需对所得的不同生态系统生态流量进行核验。河流控制断面生态流量均应小于相应时段的天然径流量,一般不应大于多年平均实测径流(现状经济社会用水挤占生态环境用水的河流除外)。河口生态流量一般不大于

水资源配置中的生态环境用水问题浅析

水资源配置中的生态环境用水问题浅析 国家电力公司华东勘测设计研究院傅菁菁张祖生 摘要:根据目前国内外生态环境用水的研究情况,对解决水资源配置中的生态环境用水问题提出了几点思路,并综述了各项生态环境用水量的计算方法。 关键词:生态环境用水计算方法 生态环境是人类生存发展的基本自然条件,水对维持人类赖以生存的生态环境起着决定性作用,而长期以来,人类在水资源的开发利用中,只重视解决生产、生活用水的需求,对水资源保护利用与生态环境的相互依存关系缺乏认识,忽视生态环境用水,从而导致了一系列的生态环境问题。 海河流域曾是水域、湿地广泛分布的地区,生态环境状况良好,而目前其水资源开发利用率已达80%以上,严重超出世界公认的30%开发利用率上限,已造成流域内的许多河流断流、湖泊湿地干涸以及地面沉降。 新疆塔里木河及甘肃、内蒙古黑河下游,河水断流、湖泊干涸、湿地消失、林草植被大面积死亡;黄河下游河段长时间枯水、断流、黄河三角洲湿地退化、地下水位下降等,无一不是由于生态环境水量减少引起的。 美国中央河谷工程和加利福尼亚州水道工程都是以萨克拉门托河为取水水源,调水量较大,造成海湾水质恶化,影响海湾水生生物,海水倒灌使旧金山湾地区的土地盐渍化,给生态环境带来了较大不利影响[1]。 科罗拉多河的地表水,绝大部分用于灌溉美国7个州的含盐土地,每年引水量约为95亿m3,致使河水含盐量不断增加,被浇灌的土地盐碱化[1]。 因此,近年来,有许多研究者强力疾呼我国所面临的水资源问题,向全社会提出,“在水资源配置中,要从不重视生态环境用水,转变为在保证生态环境用水的前提下,合理规划和保障经济社会的用水”[16]。“应该在水资源总量中专门划出一部分作为生态环境用水,另一部分为国民经济各部门的用水,包括工、农业及城市生活用水等”[17]。 1.生态环境用水的基本概念 目前,对生态环境用水的概念尚无统一的定义。生态用水量应该是特定区域内生态系统用水量的总称,包括生物体自身的用水量和生物体赖以生存的环境用水量,其实质就是维持生态系统生物群落及其栖息环境动态稳定所需的用水量。在美国,环境用水量系指服务于鱼类和野生动物、娱乐及其它具有美学价值目标的水资源需求;在中国,环境用水量被看作为满足水质改善、生态和谐与环境美化目标的水资源需求,其实质就是为满足生态系统的各种基本功能健康所需的用水[2]。 然而,生态用水与环境用水是很难割裂开来探讨的,目前关于生态用水和环境用水的研究多数都是综合了生态用水和环境用水两个方面来考虑的。钱正英等认为:“从广义上讲,维持全球生物地理生态系统水分平衡所需要的水,包括水热平衡、生物平衡、水沙平衡、水盐平衡等所需要的水都是生态环境用水”,“狭义的生态环境用水是指为维护生态环境不再恶化并逐渐改善所需要消耗的水资源总量”,其狭义概念的实质是生态环境建设用水[3]。 2.研究生态环境用水的目的和意义 水是生命之源,万物之本。陆地水文过程与生态环境变化相互作用、相互影响。生态环境质量直接关系到区域水文状况与水文环境的好坏,而区域水文情势则对生态平衡起到重要的调节作用。长期以来,在水资源开发利用中往往没有考虑生态环境保护和改善的水资源分配问题,致使一些地区的生态环境出现退化,表现出类似上述的各类自然生态问题。为根治这些生态环境问题,实现我国经济社会可持续发展,国务院制定并发布了《全国生态环境建设规

[原创]河流生态功能

[原创]河流生态功能 河流的生态功能及水文变化的生物学效应 大坝建设对生态环境的影响是近来讨论的热点问题,学者和公众对于大坝建设对景观多样性、文化多样性、生物多样性的(生态系统、物种、基因)影响“存在性”基本认可,但对影响“程度”认知相差甚远~争论体现了:开发与环境保护协调发展的“度”的衡量,日益高涨的环保意识与不明确的生态环境保护目标的矛盾,以及由于目前理论与现状资料缺乏导致的大坝建设的“真实生态影响”难以搞清等问题。 淹没、阻隔、径流调节变化对生态环境的影响是大坝建设关注的主要问题,如何评价这些影响并提出缓减措施,是未来水利水电建设必须解决的问题,认识河流的生态结构与功能是评价的基础。基于这一认识,本文概要介绍河流生态功能与水文过程的生态效应,以期对水利水电工程建设的生态环境保护提供借鉴。 一、河流的生态结构 河流是一个完整的连续体,上下游、左右岸构成一个完整的体系,连通性是评判河道或缀块区域空间连续性的依据。高度连通性的河流对物质和能量的循环流动以及动物和植物的运动等非常重要。 从横向上讲,河流宽度指横跨河流及其临近的植被覆盖地带的横向距离。影响宽度的因素有:边缘条件、群落构成、环境梯度以及能够影响临近生态系统的扰乱活动(包括人为活动)。连通性和宽度构成了河流生态系统的重要结构特征。二、河流生态功能 河流的生态功能包括:栖息地功能、过滤作用、屏蔽作用、通道作用、源汇功能等方面。 1 生态功能-栖息地功能

栖息地是植物和动物(包括人类)能够正常的生活、生长、觅食、繁殖以及进行生命循环周期中其它的重要组成部分的区域。栖息地为生物和生物群落提供生命所必需的一些要素比如空间、食物、水源以及庇护所等。河道通常会为很多物种提供非常适合生存的条件,它们利用河道来进行生活、觅食、饮水、繁殖以及形成重要的生物群落。 河道一般包括两种基本类型的栖息地结构:内部栖息地和边缘栖息地。内部栖息地相对来说是更稳定的环境,生态系统可能会在较长的时期仍然保持着相对稳定的状态。边缘地区是两个不同的生态系统之间相互作用的重要地带。边缘栖息地处于高度变化的环境梯度之中。边缘栖息地中会比内部栖息地环境中有着更多样的物种构成和个体数量。边缘地区相当于对其内部地区起到了过滤器的作用。边缘地区也是维持着大量动物和植物群系变化多样的地区。 栖息地功能作用很大程度上受到连通性和宽度的影响。在河道范围内连通性的提高和宽度的增加通常会提高该河道作为栖息地的价值。河流流域内的地形和环境梯度(例如土壤湿度、太阳辐射和沉积物的逐渐变化)会引起植物和动物群落的变化。宽阔的、互相连接的,并且具有多样的本土植物群落的河道是良好的栖息地条件,通常会发现比在那些狭窄的、性质都相似的并且高度分散的河道内存在着更多的生物物种 2 通道作用 通道功能作用是指河道系统可以作为能量、物质和生物流动的通路。河道由水体流动形成,又为收集和转运河水和沉积物服务。还有很多其它物质和生物群系通过该系统进行移动。 河道既可以作为横向通道也可以作为纵向通道,生物和非生物物质向各个方向移动和运动。有机物物质和营养成分从高处漫滩流入低洼的漫滩而进入河道系统内的溪流,从而影响到无脊椎动物和鱼类的食物供给。对于迁徙性野生动物和运动频

生态环境建设与水资源的保护利用

生态环境建设与水资源的保护利用 1.引言 近些年,在加快工业化的背景下,水资源问题更加严重,环境问题也越发突出。现阶段,深入开展建设生态环境是保护水资源的迫切任务。我国要想实现可持续发展,建设生态环境是主要切入点。所以,要加强生态环境建设,切实保护好和利用好水资源。 2.生态环境建设的内涵 在持续推进可持续发展的战略中,不断加强建设生态环境,这也是西部大开发的一个重要内容。尽管还没有明确生态环境建设内涵,不过在探索中已经发现其作用。以破坏生态环境为代价得到的经济发展,出现了越发明显的恶果,建设生态环境主要是重新建设生态环境。我国在生态环境建设的规划中提出,在陆地部分生态环境建设的主要内容是:生态农业、草原建设、防治荒漠化、保持水土、植树种草、保护自然资源比如天然林等。建设生态环境的手段主要是:其一,利用生物措施建设植被。其二,利用工程措施建设工程。这两种措施互相辅助,为建设生态环境做出贡献,其中建设生态环境的重点内容就是保持水土、防治沙漠化。 3.生态环境建设和保护利用水资源的现状

由于我国人口比较多,资源人均占有率比较低。我国是贫水国家,人均水资源占有量是世界水平的四分之一。地理分布上,我国总体呈现西少东多、北少南多的情况,且会因季节变化受影响。如今,我国有四分之三的大中型城市面临缺水问题,并且形势比较严峻。在利用和开发水资源方面,我国总用水的一半以上是农业用水,其中农业用水的三分之二是用在灌溉上。之所以灌溉会使用如此大的水量,其原因主要是是我国的灌溉技术不高,无法有效利用水资源,水利用率比较低,相比世界先进水平还有较大差距。此外,工业领域也消耗了较大的水资源。如今,我国对工业用水的管理主要采取定额方式,利用水资源的效率比较低,不少工业废水直接流进河流,污染水资源,导致缺水问题越发严峻。 4.加强保护和利用水资源的一般措施 (1)构建节水型社会 为了有效保护和利用水资源,加强建设生态环境,关键措施就是积极构建节水型社会。构建节水型社会指全民都参与到节约水资源的活动中,所有人都从基本小事做起,在生活中贯彻落实节约用水。另外,全民都参与到节约用水中,从本质上降低浪费的水资源。比如农业上,可以改造灌区节水、田间节水等工程,对节水措施加以调整,提升综合农业水平。在工业领域,要持续改造节水技术,对当前的产业结构、经济布局进行合理化调整。另外,也要积极普及循环用水,以提升农业领域

天然河流在线流量监测系统方案

天然河流在线流量监测系统方案 1. 在线监测系统概述 1.1 基本情况 流量站实时测流系统的建立。 随着国家工业发展水资源越来越紧,同时水污染加重可利用水源越发稀缺。中小河流在线流量监测重要性更显突出。 河流在线流量监测,可实时掌握可用水资源。 河流在线流量监测,可通过水闸等调配县市级流域水量。 河流在线流量监测,可了解污水走向,提供决策依据。 河流在线流量监测,在山洪和台风期间掌握各河道流量防范“天灾”。 省市县镇交界河道流量在线流量监测,可为相互“水权”提供依据。 1.2 设计目标 流量站新建全自动的流量实时在线监测方式,实现对河段断面流量流速的实时在线监测,并且将流量计算的水位信息等数据通过无线传输方式传送到水文站房。 1.3 设计原则 (1)实时性、容错性 实时采集现场中的流速、水文等信息,会同断面数据能及时获得流量信息,并将其存在业务数据库中。具有较强的实时性和较高的处理效率,对访问的响应时间要短;采集接口的实时性好,能满足其应用的需要;采集接口的采集周期在5秒到5分钟之间(可根据需要进行设定);采集接口的实时性不能影响控制系统的性能。采集通信方式在具备条件的场合,实现冗余;采集软件要有容错处理机制;实时数据库系统具有容错能力,根据具体的硬件条件实现冗余。 (3)完整性、标准化 信息的传输与处理遵循标准化的协议,以保证信息的相对完整性与一致性。对采集方式、采集设备尽量采用统一标准和型号, 坚持系统的开放性和可扩展性。建立一个开放的、标准的、可扩充、易管理、升级的实时数据库系统。不仅仅要做到配置上的先进,更主要的是开发上和应用上的先进。

(5)安全性、可靠性 在操作上严格权限管理。系统应提供审计跟踪功能,记录所有用户操作过程,对出现的系统安全问题提供调查的依据和手段;系统应具备事务日志功能。保证在恶劣天气条件下能正常运行,确保采集通信信道畅通。 1.4 系统功能 (1)能对断面流速、水温、流向、水位等进行24小时连续在线监测。 (2)能根据实时采集的流速、水位,计算断面流量。 (3)能实现水量数据采集、流量计算、存储、传输的功能。 (4)能将采集的水位、流速、流量和测站状态信息通过通讯网络传输到接收中心。 (5)可人工设定和修改断面平均流速关系线。 2. 流量方案比选 监测方法 主要断面流量监测方法 2.1 主要断面流量 目前进行流量自动测量的方式有以下6种:缆道测流、声学多普勒流速(ADCP)、超声波时差法测流、水工建筑物(涵闸)推算流量、水位比降法推算流量、雷达水表面波流速测量再推算流量。 缆道自动测流 1、缆道自动测流 缆道测流是适合我国国情的一种测流方式,经 50多年发展,技术设备较为成熟,其中全自动缆道测流系统测流精度可达到95~98%。该方法由人工一次性启动缆道测流装置后,可自动测量全断面测点流速和垂线水深,并自动计算出断面面积和流量。由于缆道测流的测量精度较高,且不需要进行率定,在系统工程中主要是用于不规则断面的流量测量,实现对主要测流断面的流量控制。 超声波时差法测流 2、超声波时差法测流 超声波时差法测量流速国内外均有定型产品用于管道和渠道,但国内没有定型生产用于天然河流的产品。本方法能方便地解决断面不同水层的平均流速测量,充分利用电脑技术将超声波时差法测流、超声或压力水位计和预置河床断面等技术集于一体后,可构建实时在线的流量测量系统,该方法适用于断面较稳定,

河道生态环境综合治理方案

河道生态环境综合治理方案 一、指导思想 以科学发展观为指导,牢固树立科学治污、绿色生态和可持续发展的理念,以“治污减排、改善环境、防范风险”为主线,依托治理工程,实施综合整治,强化环境监管,打造完善的“治、用、保”生态保护体系,促进流域生态指标明显改善,实现全市经济社会平稳较快发展。 二、任务目标 按照流域性、综合性、系统性治污原则,以提升小清河流域水环境质量为目标,深化流域生态环境综合治理,确保小清河流域生态环境“一年一变样、三年大变样”,最终将小清河(段)建设成为集生态、航运、防洪、旅游等多功能为一体,沿河两岸建设成为全省生态经济先行区和蓝黄经济增长极,打造“治、用、保”生态保护体系样板区。 三、时间范围 小清河流域综合治理,紧紧围绕加大产业结构调整力度、强化流域污染治理、构建再生水循环利用体系和生态修复保护等四个方面,总体分两个阶段: (一)第一阶段(2012.4-2013.12)。重点抓好污水处理厂新、改、扩建及管网配套工程。2013年6月底前,彻底解决我市小清河流域污水直排环境问题。2013年底前,在重点排污口、河流入湖口、支流入干流处,因地制宜建设人工湿地净化工程,切实发挥湿地系统在净化水质、改善生态环境、防止污染事故蔓延等方面的综合作用,构建好我市小清河流域“治、用、保”科学治污体系基本框架。 (二)第二阶段(2014.1-2015.12)。2015年底前,我市小清河流域形成完整的流域“治、用、保”科学治污体系,小清河干流达到水环境功能区标准,主要支流张僧河、阳河消除劣Ⅴ类水体,基本解决小清河流域污染问题。 四、主要任务 本次治理共实施污染防治、再生水循环利用、生态修复与保护、生态旅游、饮用水安全与环境安全防控工程等6大类22小类98项,计划总投资74.07亿元。 (一)污染防治工程。1、工业污染治理工程。按照新修订的排放标准要求,以造纸、化工和畜禽养殖等行业为重点,开展新一轮限期治理工作,投资5.18亿元,实施14项工业废水污染治理工程。从2013年起,我市小清河流域区域内企业直排废水COD、氨氮排放浓度限值分别不得超过60mg/L、10mg/L。对不能按期达标排放的企业,依法实施限产治理,限产治理仍然达不到要求的,依法采取限产限排或者停产整治措施。2、城镇污水和污泥处理工程。抓好城镇污水处理厂升级改造、管网铺设、污泥处理设施建设,努力提高管网覆盖范围和污水集中处理能力。所有新(扩、改)建的城镇污水处理厂全部执行一级A排放标准。3、城镇垃圾无害化处理工程。提高城镇垃圾无害化处理能力,建立完善的城市生活垃圾收集、运输系统。投资4.8亿元,实施2项城乡垃圾收集转运设施及处理场建设工程。到2015年,建成一批符合农村实际的垃圾收集处置设施,小清河流域内镇全部建成垃圾收集、转运、处置体系,基本解决城镇垃圾污染问题。4、农业污染防治工程。加强规模化畜禽养殖场治理,投资6900万元,实施15个规模化畜禽养殖污染治理工程。到2015年,确保规模化畜禽养殖场和养殖小区配套固体废物和污水贮存处理设施,畜禽养殖污染治理率和废弃物综合利用率达到70%以上。同时,投资5.8亿元,实施11项清洁种植和生态农业示范工程,示范面积达到723公顷。投资1.2亿元,实施水肥一体化、高效节水节肥等23个农业面源污染防治工程,到2015年,基本解决化肥、农药造成的农业面源污染问题。 (二)再生水循环利用工程。在张僧河新建橡胶坝16座,提水泵站21座,利用巨淀湖调蓄下泄再生水。加大电力、化工、造纸等用水行业节水技术改造力度,提高再生水循环利

生态需水计算的理论基础

2005年9月南京晓庄学院学报VO L.21,NO.5第21卷第5期JOURNA L OF NAN J I NG XI AOZH UANG C O LLEGE Sep.,2005 生态需水计算的理论基础和方法探析 丰华丽1,郑红星2,曹阳3 (1.南京水利科学研究院,江苏 南京 210029;2.中国科学院地理科学与资源研究所, 北京 100101;3.河海大学 环境科学与工程学院,江苏 南京 210098) [摘 要] 生态需水的研究已成为国内外地球科学领域普遍关注的一个热点问题。本文探讨了生态需水计算的一般理论基础,对现有的计算方法进行整理和分类,并评价了各种方法的特点和局限,构建了一个较为明晰的生态需水计算框架。研究认为,生态需水的计算应该在水与生态系统关系的基础上,遵循水文循环和水量平衡原理、自然地带性原理以及生态系统完整性原理,进行水资源的合理配置。对于整个流域生态需水的估算,可分为河道外生态需水和河流廊道生态需水两部分。目前,河道外生态需水的计算方法主要有基于蒸散发或基于生物量两种方法。河流廊道生态需水的计算方法主要有分项合成法和整体耦合法。 [关键词] 生态需水;河道外;河流廊道;理论方法 [中图分类号] P33 [文献标识码] A [文章编号] 1009-7902(2005)05-0050-06 水是生态系统最重要的因子之一。随着社会经济的发展,水资源开发利用范围和强度的不断地扩大和加深已经影响到了生态系统的安全。特别是在干旱半干旱地区,人类活动对生态系统需水量的挤占已成为生态环境退化的一个重要原因。基于这样的认识,从生态环境保护以及水资源可持续利用的角度出发,生态需水的研究已成为国内外地球科学领域普遍关注的一个热点问题,是生态水文学研究的重要课题之一。在国外,生态需水研究主要集中在河流生态系统。在我国,生态需水的研究处在发展阶段,但发展很快,并取得了一定的研究成果。 从国内外生态需水的研究看,研究人员从不同的研究目的出发,对生态需水的认识不尽相同,提出的概念也有所差别,同时尚缺乏生态需水计算理论和方法的系统研究,在实际应用中还存在许多不确定性因素。研究认为,生态需水是指在特定的生态目标下,维持一定时空范围内的生态系统水分平衡所需要的总水量[1]。在这一概念的基础上,本文将探讨生态需水计算的一般理论基础,构建一个较为明晰的生态需水计算框架,同时对现有的计算方法进行整理和分类,并评价各种方法的特点和局限,以期为生态需水的进一步研究提供新的思路。 1 生态需水计算的理论基础 生态需水的概念是针对生态环境的保护和建设以及水资源的合理开发利用而提出的[1],其实质 [基金项目] 国家科技攻关项目(2004BA610A-01),南京水利科学院基金项目(Y50402) [收稿日期] 2005-03-15 [作者简介] 丰华丽(1974-),女,南京水利科学研究院副研究员、博士。

生态流量

河流最小生态流量的概念 生态需水量应该是特定区域内生态系统需水量的总称,包括生物体自身的需水量和生物体赖以生存的环境需水量,生态需水量实质上就是维持生态系统生物群落和栖息环境动态稳定所需的用水量。由中国工程院组织、43位院士和近300位院外专家参加完成的《21世纪中国可持续发展水资源战略研究》认为:广义的生态环境用水,是指“维持全球生物地理生态系统水分平衡所需用的水,包括水热平衡、水沙平衡、水盐平衡等,都是生态环境用水”。“狭义的生态环境用水是指为维护生态环境不再恶化并逐渐改善所需要消耗的水资源总量”。狭义的“生态环境用水计算的区域应当是水资源供需矛盾突出以及生态环境相对脆弱和问题严重的干旱、半干旱和季节性干旱的半湿润区”。狭义的生态环境用水主要包括“保护和恢复内陆河流下游的天然植被及生态环境;水土保持及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流;回补黄淮海平原及其他地方的超采地下水”等方面。 在美国,环境用水系指服务于鱼类和野生动物、娱乐及其他美学价值类的水资源需求。主要包括:1、联邦和州确定的自然和景观河流的基本流量。2、河道内用水:指用于航运、娱乐、渔类和野生动物保护以及景观等美学价值等的用水。3、湿地需水:主要指湿地保护区的需水包括咸水湿地、微盐沼泽和淡水湿地的需水。4、海湾和三角洲的流量:为保持和控制海湾和三角洲的环境包括咸度、入海流量而规定的需水量[1]。 目前,关于河流最小生态环境需水量的研究尚不充分。在有限的研究成果中,河流水污染防治用水临界值可用以水质目标为约束的方法求得,或按照简单的十年最枯月平均流量法估算。前者需要知道上游来流中的污染物浓度、河段内污染物产生量、河段内污染物治理程度、河段内污废水资源化程度、河段内城市污废水产生总量和污染物削减等详细信息,在不易获得准确信息时可以近似采用后一种方法。河流生态用水因河流本身就是其中生物体不能完全脱离的生活环境,所以许多情况下都避开生物体自身需水的问题而直接寻求满足一定数量和质量生物体生存的河流水量,有关的方法如湿周法、R2CROSS法和河道内流量增加法等。在资料短缺的情况下,可以对最小河流生态用水进行规定,如法国规定最小河流生态用水流量不应小于多年平均流量的1/10。对多年平均流量大于80m3/s的河流,最低流量的下限也不得低于多年平均流量的1/20。 摘自《水电站审批中最小生态流量的初步研究》

探析水资源配置中生态环境需水问题

探析水资源配置中生态环境需水问题摘要:生态环境是指由生物群落及非生物自然因素组成的各种生态系统所构成的整体,主要或完全由自然因素形成,并间接地、潜在地、长远地对人类的生存和发展产生影响。生态环境的破坏,最终会导致人类生活环境的恶化。因此,要保护和改善生活环境,就必须保护和改善生态环境。根据目前国内外生态环境用水的研究情况,对解决水资源配置中的生态环境用水问题提出了几点思路,并综述了各项生态环境用水量的计算方法。 关键词:生态环境用水;计算方法 1研究生态环境用水的目的和意义 水是生命之源,万物之本。陆地水文过程与生态环境变化相互作用、相互影响。生态环境质量直接关系到区域水文状况与水文环境的好坏,而区域水文情势则对生态平衡起到重要的调节作用。长期以来,在水资源开发利用中往往没有考虑生态环境保护和改善的水资源分配问题,致使一些地区的生态环境出现退化,表现出类似上述的各类自然生态问题。为根治这些生态环境问题,实现我国经济社会可持续发展,国务院制定并发布了《全国生态环境建设规划》。随着我国生态环境建设的开展,生态环境用

水问题将越来越突出,研究我国生态环境用水,对于实现我国水资源区域间、部门间的合理配置和可持续发展利用具有十分重要的意义。 2生态环境用水的计算方法 计算时需考虑的几个指标:①河流流量指标:一般情况下,河道内应保证60%的水质达标水量,流量减少会直接影响其生态功能。人类为维持生活、生产和生态的河道外用水,一般不应超过河流径流量的40%;②湖泊的面积与水量:城市水体面积的比率直接关系到城市空气的湿度和温度,是城市生态的重要指标。采用河湖占城区面积比来反映城市水生态状况; ③湿地指标:湿地面积比率反映了湿地影响的大小。以湿地面积、湿地水体面积和湿地比率作为衡量湿地状况的指标;④地下水指标:地下水位直接反映了地下水储量,如果地下水位很低,不仅不能补给地表水,而且湿地和河流就很难蓄住水,地表植被也难以生长。抽取地下水后,地下水位应不低于保持原植被的水平,更不能造成地面沉降;⑤水质指标:水质状况决定了水体发挥什么样的功能和发挥功能的大小,污水危害生物的生存,降低水的生态功能。水体水质是反映水体好坏的定量体现;COD是水污染 的主要污染物,是实现“总量控制”的重要指标;污水处理率反映了污水治理的程度,决定着进入水体污染物的总量。流域排污总量,应在河流径流量的1/40以内,以达到自然稀释,超标的一定要达标排放。

重视河道生态环境需水,改善流域生态环境

重视河道生态环境需水,改善流域生态环境 —石羊河河道生态环境需水量的思考 王开录1,阎有喜2 (1.甘肃省武威市石羊河流域综合治理指挥部,733000,武威;2.衢州学院建筑工程系,324000,浙江衢州) 摘要:河流是石羊河流域生态环境的主要影响因素,是石羊河流域绿洲的生命线。重视石羊河河道生态环境需水是石羊河流域荒漠化防治的需要,是维护本流域生态安全的需要,是流域地下水位恢复的需要,是保护绿洲永存的需要,是流域经济社会可持续发展的需要。因此,要考虑石羊河流域河道本身的生态环境需水,就必须加大河流水源涵养的保护力度,合理制定各河流水库的调度方案,对各条河流分段划定生态环境功能,分段确定各河段的入河流量及年过水总量,分段确定各河段的河道外引用水总量,确保不使河流干涸而丧失环境功能。树立人与自然和谐相处的理念,恢复河道生态环境需水,改善流域生态环境,保障流域生态安全,保障流域内经济社会可持续发展。 关键词:河道;生态环境;需水量 《中华人民共各国水法》第三章第二十一条规定,“在干旱和半干旱地区开发、利用水资源,应当充分考虑生态环境用水需要”。第三十条规定,“县级以上人民政府水行政主管部门、流域管理机构以及其他有关部门在制定水资源开发、利用规划和调度水资源时,应当注意维持江河的合理流量和湖泊、水库以及地下水的合理水位,维护水体的自然净化能力”。中华人民共和国水利部发布的《水资源评价导则》要求,在进行水资源开发利用及其影响评价时,要调查统计分析河道外用水和河道内的用水情况。水法提到了水资源开发要注意江河的合理流量和湖泊、水库及地下水的合理水位,水资源评价导则提到河道内的生态用水问题,实际上,不论是江河的合理流量,还是湖泊的合理水位,均涉及到河流本身的生态需水和用水问题。 对于石羊河流域来说,由于水资源缺乏,生产用水和生态环境用水矛盾突出,如何考虑河道本身的生态环境需水量,如何保证河道本身的合理流量,如何保证其尾闾湖泊的合理水位,是需要认真思考的问题。 1 河道生态环境需水量的内容 随着生产力的发展和对河流水资源开发利用程度的提高,人类对河流影响和控制能力越来越强,河流生态环境需水的研究范围逐步扩大[1]。刘昌明等认为,河流系统生态环境需水量主要有8个方面的内容,一是河流系统中天然和人工植被耗水量,包括水源涵养林、水土保持措施及天然植被和绿洲防护林带的耗水量;二是维持水(湿)生生物栖息地所需的水量;三是维持河口地区生态平衡所需的水量;四是维持河流系统水沙平衡的输沙水量;五是维持河流系统水盐平衡的水量;六是保持河流系统一定的洗释净化能力的水量;七是保持水体调节气候、美化景观等功能而需损耗的蒸发量;八是维持合理的地下水位所必需的入渗补给量等[2]。 对于石羊河流域来说,干旱少雨,资源性缺水严重,笔者认为,维持合理的地下水位所必需的入渗补给量、维持水(湿)生生物栖息地所需的水量、保持河流系统一定的洗释净化能力的水量和河道水流蒸发量,应必须考虑。根据河道内生态环境用水可一水多用和重复利用的功能,其它几个方面的问题也就随之解决了。 2 石羊河流域的河道特性与生态用水现状 石羊河流域的河流有一个显著的特性,就是支流发源于山区,支流河流象树叉一样,深入到山区内,分布在干流的上游,干流形成于平原绿洲区,延伸至沙漠区,形成湖泊。由于上游的建库筑坝,引水灌溉,造成河道断流或萎缩,尾闾湖泊干涸消失而沙漠化。

西北水资源与生态环境思考题

姓名: 陈兆荣 学号: 2010300340091 院系: 外国语言文学学院英语 西北地区水资源与生态环境 思考题 第一章 一. 生态、环境、生态环境的含义及其相互关系。 1.生态是指人类赖以生存的自然环境,生态文明反映的是人类处理自身活动与自然界关系 的进步程度,是人类与社会共同进步的重要标志; 2.环境是指周围事物的境况,周围事物是同某项中心事物相对而言的。当代环境概念泛 指地理环境,是围绕人类的自然现象总体,可分为自然环境、经济环境和社会文化环境; 3.生态与环境虽然是两个相对独立的概念,但两者又紧密联系、“水乳交融”、相 互交织,因而出现了“生态环境”这个新概念。它是指生物及其生存繁衍的各种自然因素、条件的总和,是一个大系统,是由生态系统和环境系统中的各个“元素”共同组成。它是由生物群落及非生物自然因素组成的各种生态系统所构成的整体,主要或完全由自然因素形成,并间接地、潜在地、长远地对人类的生存和发展产生影响; 4.生态环境与自然环境是两个在含义上十分相近的概念,有时人们将其混用,但严格说来, 生态环境并不等同于自然环境。自然环境的外延比较广,各种天然因素的总体都可以说是自然环境,但只有具有一定生态关系构成的系统整体才能称为生态环境。仅有非生物因素组成的整体,虽然可以称为自然环境,但并不能叫做生态环境。从这个意义上说,生态环境仅是自然环境的一种,二者具有包含关系。 二. 西北地区的生态环境问题主要表现在哪些方面? 1.有些山区滥伐滥垦,削弱了水源涵养作用,水土流失仍很严重; 2.草地超载过牧,滥垦滥采,造成大面积退化甚至沙化; 3.内陆河流上中游大量用水,造成下游河湖萎缩,植被衰亡,天然绿洲大量退化以至消亡; 4.灌区内土壤的次生盐碱化; 5.河流的水质污染已开始导致地下水和土壤污染,将严重威胁居民健康。 第二章 一. 可持续发展、和谐社会的含义是什么? 1. 可持续发展的定义: 既能满足当代人的需求,又不危及后代人满足其需求的发展。这个定义包含两个基本观点: 一是人类要发展,要满足人类的发展需求;二是发展有限度,不能危及后代人的发展。其它

河流生态功能

河流的生态功能及水文变化的生物学效应 大坝建设对生态环境的影响是近来讨论的热点问题,学者和公众对于大坝建设对景观多样性、文化多样性、生物多样性的(生态系统、物种、基因)影响“存在性”基本认可,但对影响“程度”认知相差甚远!争论体现了:开发与环境保护协调发展的“度”的衡量,日益高涨的环保意识与不明确的生态环境保护目标的矛盾,以及由于目前理论与现状资料缺乏导致的大坝建设的“真实生态影响”难以搞清等问题。 淹没、阻隔、径流调节变化对生态环境的影响是大坝建设关注的主要问题,如何评价这些影响并提出缓减措施,是未来水利水电建设必须解决的问题,认识河流的生态结构与功能是评价的基础。基于这一认识,本文概要介绍河流生态功能与水文过程的生态效应,以期对水利水电工程建设的生态环境保护提供借鉴。 一、河流的生态结构 河流是一个完整的连续体,上下游、左右岸构成一个完整的体系,连通性是评判河道或缀块区域空间连续性的依据。高度连通性的河流对物质和能量的循环流动以及动物和植物的运动等非常重要。 从横向上讲,河流宽度指横跨河流及其临近的植被覆盖地带的横向距离。影响宽度的因素有:边缘条件、群落构成、环境梯度以及能够影响临近生态系统的扰乱活动(包括人为活动)。连通性和宽度构成了河流生态系统的重要结构特征。 二、河流生态功能 河流的生态功能包括:栖息地功能、过滤作用、屏蔽作用、通道作用、源汇功能等方面。 1 生态功能-栖息地功能 栖息地是植物和动物(包括人类)能够正常的生活、生长、觅食、繁殖以及进行生命循环周期中其它的重要组成部分的区域。栖息地为生物和生物群落提供生命所必需的一些要素比如空间、食物、水源以及庇护所等。河道通常会为很多物种提供非常适合生存的条件,它们利用河道来进行生活、觅食、饮水、繁殖以及形成重要的生物群落。 河道一般包括两种基本类型的栖息地结构:内部栖息地和边缘栖息地。内部栖息地相对来说是更稳定的环境,生态系统可能会在较长的时期仍然保持着相对稳定的状态。边缘地区是两个不同的生态系统之间相互作用的重要地带。边缘栖息地处于高度变化的环境梯度之中。边缘栖息地中会比内部栖息地环境中有着更多样的物种构成和个体数量。边缘地区相当于对其内部地区起到了过滤器的作用。边缘地区也是维持着大量动物和植物群系变化多样的地区。 栖息地功能作用很大程度上受到连通性和宽度的影响。在河道范围内连通性的提高和宽度的增加通常会提高该河道作为栖息地的价值。河流流域内的地形和环境梯度(例如土壤湿度、太阳辐射和沉积物的逐渐变化)会引起植物和动物群落的变化。宽阔的、互相连接的,并且具有多样的本土植物群落的河道是良好的栖息地条件,通常会发现比在那些狭窄的、性质都相似的并且高度分散的河道内存在着更多的生物物种 2 通道作用 通道功能作用是指河道系统可以作为能量、物质和生物流动的通路。河道由水体流动形成,又为收集和转运河水和沉积物服务。还有很多其它物质和生物群系通过该系统进行移动。 河道既可以作为横向通道也可以作为纵向通道,生物和非生物物质向各个方向移动和运动。有机物物质和营养成分从高处漫滩流入低洼的漫滩而进入河道系统内的溪流,从而影响到无脊椎动物和鱼类的食物供给。对于迁徙性野生动物和运动频繁的野生动物来说,河道既是栖息地同时又是通道。生物的迁徙促进了水生动物与水域发生相互作用(例如:鲑鱼溯河产卵的迁移活动。产卵期间溯河到达河流系统上游地段的那些产卵的和垂死的大量成熟鱼种为

城市河流、湖泊生态需水计算方法

附录A 城市河流生态需水计算方法 A.1 水文学法 A.1.1Q p法。又称不同频率最枯月平均值法,以节点长系列(≥30年)天然月平均流量、月平均水位或径流量(Q)为基础,用每年的最枯月排频,选择不同频率下的最枯月平均流量、月平均水位或径流量作为节点基本生态环境需水量的最小值。频率P根据河湖水资源开发利用程度、规模、来水等实际情况确定,宜取90%或95%。 A.1.2Ternnant法。依据观测资料建立的流量和河流生态环境状况之间的经验关系,用历史流量资料就可以确定年内不同时段的生态环境需水量,使用简单、方便。不同河道内生态环境状况对应的流量百分比见表A.1.1。 表A.1.2 不同河道内生态环境状况对应的流置百分比(%) 不同流量百分比对应河道内生态环境状况占同时段多年年均天然流量 百分比(年内较枯时段) 占同时段多年年均天然流量百分比 (年内较丰时段) 最大200 200 最佳60~100 60~100 极好40 50 非常好30 50 好20 40 中10 30 差10 10 极差0~10 0~10 A.1.3频率曲线法。用长系列水文资料的月平均流量、月平均水位或径流量的历史资料构建各月水文频率曲线,将95%频率相应的月平均流量、月平均水位或径流量作为对应月份的节点基本生态环境需水量,组成年内不同时段值,用汛期、非汛期各月的平均值复核汛期、非汛期的基本生态环境需水量。 A.1.4流量历时曲线法、7Q10法、近10年最枯月平均流量(水位)法等其他水文学法计算方法可参考SL/Z 712。

A.2.1 湿周法。水力学法中最常用的方法,利用湿周作为水生生物栖息地指标,通过收集水生生物栖息地的河道尺寸及对应的流量数据,分析湿周与流量之间的关系,建立湿周—流量的关系曲线。将曲线中拐点对应流量作为基本生态环境需水量,即维持生物栖息地功能不丧失的水量。 A.2.2R2CROSS法。以曼宁方程为基础的计算方法。首先根据研究河段控制断面的河顶宽度,查表A.2.1得到环境流量所需的水力学参数:平均水深、湿周率和平均流速。然后再根据该断面建立的水深、湿周率和平均流速与流量的关系分别得到3个流量Q1、Q2和Q3,最后在3个流量中选出所需要的环境流量:如果是在夏季和秋季,那么平均水深、平均流速及湿周率必须全部满足,即生态流量为Q1、Q2和Q3中的最大值;(2)如果是在冬季和春季,3个水力参数满足两个即可,即为Q1、Q2和Q33个流量中的第二大值。 表A.2.2 R2CROSS法确定生态流量的标准 河顶宽度(m)平均水深(m)湿周率(%)流速(m/s) 0.3~6 0.003~0.06 50 0.3 6~12 0.06~0.12 50 0.3 12~18 0.12~0.18 50~60 0.3 18~31 0.18~0.30 ≥70 0.3 A.3 栖息地法 A.3.1生物需求法。对于有水生生物物种不同时期对水量需求资料的,水生生物需水量可采用式(A.3.1)计算: W i=Max(W ij)(A.3.1)式中W i——水生生物第i月需水量,m3; W ij——第i月第j种生物需水量,m3;根据物种保护的要求,可是一种或多种物种。实际计算中,可根据实测资料和相关参考资料确定生物物种生存、繁殖需要的流速范围,再依据“流速—流量关系曲线”,确定对应的流量范围,进而计算得到W ij。 当水生生物保护物种为多个时,应分别计算各保护物种的需水量,并取外包值。

水资源利用与水环境保护论文

《水资源利用与水环境保护》课程论文 专业: 班级: 姓名: 学号: 时间: 摘要:水是人类赖以生存、经济社会赖以发展的基础自然资源之一,而当今世界普遍存在的水资源短缺、水环境污染、洪水灾害问题,都影响到了水资源长久有效的利用,影响到人类社会可持续发展的实现。有效地解决各种水资源危机的一个重要方法就是进行科学的水资源管理。通过水资源的合理分配、优化调度、科学管理,科学合理地开发利用水资源和保护水资源,才能保障经济社会的资源基础,实现人类社会的可持续发展 一、水资源污染日趋严重 水污染按污染物质的类型可分为以下几种: (1)病原体污染。 (2)需氧物质污染。 (3)植物营养物质污染。 (4)石油污染。 (5)热污染。 (6)有毒化学物质污染,主要是重金属和难分解有机物的污染。 (7)无机物污染。 (8)放射性污染。

水污染日益严重,水环境恶化的趋势没有有效扭转。苏州乃至整个太湖流域水体污染的问题由来已久,并已引起了各个方面的高度关注。1999年1月1日由国务院9部委联合开展了“聚焦太湖零点行动”,虽然取得了一定成绩,但包括苏州在内的整个太湖流域水体污染、水质恶化的趋势并未得到有效遏制。 水生态日益恶化,湿地沼泽大量减少,水生生物多样性受到严重破坏,水系的自净能力不断下降。湖泊、河道、湿地以及各类养殖水体,构成了苏州水域生态环境,在调节气候、维护生态等方面起着重要作用,维护着城市肌体的健康运行。然而,随着工业化、城市化步伐的不断加快,苏州的水生态环境遭到了严重破坏,作为“城市之肾”的功能已日趋衰竭。 地下水超采严重,地质灾害隐患依然存在。随着地表水水质的日益恶化,不少工厂转而使用地下水。但地下水的超强度开采大大超过了自然补给量,导致地下水资源趋于枯竭,形成大面积的超采漏斗区,造成地面下沉等地质灾害。虽然自1997年开始对地下水进行控采,较大地压缩了地下水的开采量,尤其是2001年省人大立法对苏锡常实施地下水禁采后,地下水位有所上升,地面沉降的速率开始趋缓,但今年二季度最低水位仍达米(地下水水位距基准面的距离),地质灾害的隐患还远远没有消除。由于地面下沉的危害性是在经历漫长的过程后才被人们觉察出来的,其灾害不像洪水暴发来得急促,也不像沙漠化那样一目了然,常常被人们所忽略。这种状况如不改变,一旦地面下沉到与海平面近乎同一水平线上的时候,那将是比黄河、长江的洪涝灾害,比草原沙漠化的灾害更为严重。 城市废水污水排放总量增大,而污水处理能力则严重不足。农业面源污染量大面广,农村落后的生产生活方式成为影响水质的重要原因。河道水系严重破坏,河水的自然流动速率和自净能力大大降低。管理体制不顺,九龙治水导致水务管理处于混乱状态。 诚然,政府在科学发展观的指导下,进行了一系列的水环境整治措施,取得了一定阶段性的成果,苏州水资源状况确实有所改善,但是水污染形势依然不容乐观,我们依然要积极努力寻找对策,解决问题,以下提出一些水资源可持续利用的建议与措施。 一是做好防洪抗旱工作。防洪减灾工作是一项长期而重要的任务,必须高度重视,常抓不懈。正确处理人与洪水的关系,给洪水以出路,这一思路,不仅要体现在抗洪期间,还要在经济社会建设中予以高度重视。“十一五”期间,初步建成我国大江大河防洪工程体系,基本建立完善的防洪管理制度,确保大江大河、重要城市和重点地区的防洪安全;做好抗旱工作,保障人民群众的生活用水,确保经济社会的正常运行。 二是保障饮水安全。把保证饮水安全、维护人民群众的生命健康作为水利工作的首要任务抓紧抓好。“十一五”期间,解决1亿农村人口的饮水安全问题,使农村存在饮水安全问题的人口减少1/3。加强水资源保护,

西北水资源与生态环境(谢平)期末考试答案

西北地区水资源与生态环境期末作业 第一章 1. 生态、环境、生态环境的含义及其相互关系 (1)生态是指人类赖以生存的自然环境,生态文明反映的是人类处理自身活动与自然界关系的进步程度,是人类与社会共同进步的重要标志。 (2)环境是指周围事物的境况,周围事物是同某项中心事物相对而言的. (3)生态环境是指由生物群落及非生物自然因素组成的各种生态系统所构成的整体,主要或完全由自然因素形成,并间接地、潜在地、长远地对人类的生存和发展产生影响。 (4)生态环境与自然环境是两个在含义上十分相近的概念,有时人们将其混用,但严格说来,生态环境并不等同于自然环境。自然环境的外延比较广,各种天然因素的总体都可以说是自然环境,但只有具有一定生态关系构成的系统整体才能称为生态环境。仅有非生物因素组成的整体,虽然可以称为自然环境,但并不能叫做生态环境。从这个意义上说,生态环境仅是自然环境的一种,二者具有包含关系。 2.西北地区的生态环境问题主要表现在哪些方面 有些山区滥伐滥垦,削弱了水源涵养作用,水土流失仍很严重; 草地超载过牧,滥垦滥采,造成大面积退化甚至沙化; 内陆河流上中游大量用水,造成下游河湖萎缩,植被衰亡,天然绿洲大量退化以至消亡;灌区内土壤的次生盐碱化; 河流的水质污染已开始导致地下水和土壤污染,将严重威胁居民健康。 第二章 1. 可持续发展、和谐社会的含义是什么 (1)可持续发展的定义: 既能满足当代人的需求,又不危及后代人满足其需求的发展。 这个定义包含两个基本观点: 一是人类要发展,要满足人类的发展需求; 二是发展有限度,不能危及后代人的发展。 其它几种具有代表性的定义 着重于自然属性 可持续发展是不超越环境系统再生能力的发展。 着重于社会属性 在生存不超出维持生态系统涵容能力的情况下,提高人类的生活质量 着重于经济属性 在保护自然资源的质量和其所提供服务的前提下,使经济发展的净利益增加到最大限度。着重于科技属性 可持续发展就是转向更清洁、更有效的技术,尽可能接近零排放,或“密闭式”的工艺方法,尽可能减少能源和其他自然资源的消耗。 (2)和谐社会含义:人类共同目标是以人为本的自然一经济一社会复合系统的持续、稳定、健康的发展。民主法治,公平正义,诚信友爱,充满活力,安定有序,人与自然和谐相处 2. 造成西北地区生态环境恶化的主要原因是什么 西北地区水源减少、草原退化、土地沙化、水土流失等生态恶化现象,与全球气候变暖的温

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