河流断面生态环境需水量计算优化方案

2023-06-27 理论教育版权反馈

【摘要】：内陆河生态环境需水量计算，一般按天然年均径流量的50%左右进行宏观控制。

1.3.3.1　基本生态流量计算

河流控制断面基本生态流量的计算，按生态基流、敏感期生态流量、年内不同时段值和全年值表述应符合下列要求。生态基流为年内需水过程中的最低值。年内不同时段值为逐月（旬、日）或非汛期、汛期（封冻期较长地区还包括冰冻期）河道中需保持的水量。全年值为年内不同时段值的水量之和。

（1）生态基流计算。

①有n＞30a长系列水文资料的河流控制断面，一般采用Qp法、Tennant法计算。原则上，丰枯变化剧烈、工程调控能力较弱的主要控制断面，可以采用Qp法计算（p取90或95）；其余断面可以采用Tennant法计算。

②缺乏长系列水文资料的河流控制断面，可采用近10a最枯月平均流量（水位）法计算，近10a最枯月平均流量相当于90%设计保证率年最枯月流量。

③比较分析多种方法计算结果，合理确定生态基流。考虑以下几个方面：a.维持枯水河槽的水量要求，需包括塑造河道基本形态需要短期泄放大流量过程。b.维持生物栖息地功能的最小水量，需包括鱼类产卵和泗游、种子输运、水禽繁殖等需要短期泄放的大流量脉冲过程。c.维持水功能区纳污能力是保护水域使用功能水质的基本要求，因此，可以将水功能区纳污能力设计水量作为维持河段自净功能的最小水量。

（2）敏感期生态流量计算。根据敏感期生态保护对象对需水过程的要求，具体确定敏感期生态流量。

①有长系列的水文、生态观测资料的河流控制断面，一般采用BBM法、IFIM法、ELOHA法计算。

②缺乏长系列水文资料的河流控制断面，一般采用类比法、原型观测法计算。

③比较分析多种方法计算结果，合理确定敏感期生态流量。

（3）年内不同时段值计算。

①可采用Tennant等方法计算。

②可根据保护目标所对应的生态环境功能，分别计算维持各项功能不丧失需要的水量，取外包作为年内不同时段值。各项功能主要包括：维持河流形态功能不丧失的水量，可用河床形态分析法；维持生物栖息地功能不丧失的水量，可用QP湿周法、生物空间法；维持自净功能基本要求的水量，可按照《水域纳污能力计算规程》（GB／T25173—2010）相关规定计算。

③比较分析多种方法计算结果，合理确定基本生态流量的年内不同时段值。

（4）全年值计算。

①可采用下式计算：

式中，Qba为基本生态流量的全年值，以水量计，单位为m3。Qbi为目标生态流量年内不同时段值，包括逐月（旬、日）或非汛期、汛期值，以水量计，单位为m3。

②注意把相应时段的平均流量值换算成水量值，用公式计算全年值的水量，得到全年平均流量，即为基本生态流量的全年值。

1.3.3.2　目标生态流量计算

河流控制断面的目标生态流量，应按照保护目标对应的生态环境功能维持在正常水平的需水量要求，综合考虑河道内生产用水需求，计算年内不同时段值和全年值。年内不同时段值和全年值计算应符合下列要求。（相关部门关于河流输沙、水生生物需水等单项、多项或综合性生态环境需水研究成果，经合理性分析后，可以直接采用或计算时作参考）

（1）年内不同时段值计算。

①可采用Tennant法、频率曲线等方法计算。

②可根据保护目标所对应的生态环境功能，分别计算正常发挥各项功能需要的水量，取外包值作为年内不同时段值。水生生物需水量可选用生物需求法，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。输沙需水量计算可选用输沙需水计算法，或对相关部门的输沙需水研究成果，经合理性分析引用。河流含沙量、输沙量可按照《河流悬移质泥沙测验规范》（GB50159—2015）要求测定和收集。自净功能需水量可根据河流（河段）水功能区不同时段或不同水期的水质要求，选择与之匹配的水文设计条件进行计算。水生生物需水量是指具有珍稀、濒危、特有鱼类及其他水生动植物物种的河流、河段，应按照维持珍稀、濒危、特有物种良好生存、繁衍条件对应的水量及过程要求计算。自净功能需水量应根据对河流自净功能的要求（如水质），合理确定不同时段或水期（丰水期、平水期、枯水期或汛期、非汛期）的设计水（流）量，作为维持水体自净功能的需水量。

③比较分析多种方法计算结果，合理确定目标生态流量的年内不同时段值。

（2）全年值计算。

①可采用下式计算：

式中，Qta为目标生态流量的全年值，以水量计，单位为m3。Qti为目标生态流量年内不同时段值，包括逐月（旬、日）或非汛期、汛期值，以水量计，单位为m3。

②注意将相应时段的平均流量值换算成水量值，用公式计算全年值的水量，得到全年平均流量，即为目标生态流量的全年值。

1.3.3.3　生态环境需水量计算应考虑的因素

（1）由于水资源开发利用程度高，造成常年断流的平原河流，以维持一定的入水量，或保证部分河段槽蓄等要求，此情形下只确定基本生态流量。

（2）丰枯变化较大的河流，数据获得性较好，宜采用多种方法计算生态环境需水量，并经合理性分析确定。

（3）季节性河流，只计算非断流期的生态环境需水量。

（4）水资源较为丰沛、生态保护等要求较高的河流，可适度采用较高标准确定生态环境需水量。

（5）内陆河生态环境需水量应考虑维持沿河植被需水量和尾闾湖泊的需水量。沿河植被需水量可根据维持沿河一定范围内的地下水水位或埋深等要求，采用潜水蒸发等方法计算。尾闾湖泊需水量应统筹考虑维持合理湖水水面及靠湖水补给维持的湖岸带植被、周边地下水一定水位的需水要求，经综合分析确定。内陆河一般是山区产流、平原消耗，山区产生的径流不仅要输送至尾阔湖泊，还要维持河流下游沿岸和尾闾湖泊周边天然绿洲所需的地下水位。内陆河沿岸天然植被是干旱区生态系统的重要组成部分，主要依赖内陆河地表水和入渗补给地下水生存，因此，河流沿岸天然植被生态环境需水量也要包括在内陆河生态环境需水量的计算中。沿河植被生态环境需水量计算的常用方法，有潜水蒸发法、植物蒸散发量法、水量平衡法、生物量法等。内陆河生态环境需水量计算，一般按天然年均径流量的50%左右进行宏观控制。具体计算时，要根据生态保护目标要求，结合自然条件、河流特点、开发利用现状和未来需求，经综合分析后确定。

（6）河口生态环境需水量计算。根据河口的生态环境功能，结合河流水资源条件和开发利用程度合理确定，也可对相关部门研究成果经合理性分析后引用。河口生态环境需水量的计算，按基本生态流量、目标生态流量表述应符合下列要求：

①基本生态流量采用入海水量法计算，或根据保护目标所对应的生态环境功能，分别计算维持河口各项功能不丧失需要的水量，取外包值求得河口基本生态流量。入海水量及其变化与河口生态环境功能和状况密切相关。因此，利用水文资料计算河口生态环境需水量主要以入海水量分析为基础。

②目标生态流量应通过河口生态—水文过程分析，根据维持河口水沙、水生生物、水盐平衡等生态环境功能和良好生态状况对入海水量的需求，分别采用河口输沙需水计算法、生物空间法、河口盐度平衡需水计算法等方法，并综合考虑河口河道内生产用水需求，进行计算。对于防治河岸侵蚀有需求的河流，还应根据要求计算对水沙过程的需求。

（7）应对河流控制断面生态环境需水量计算结果的合理性进行分析检验，并符合下列要求：

①宜采用两种及两种以上方法，分析比较计算结果，并考虑区域水资源条件和经济社会发展用水需求，合理确定河流控制断面生态环境需水量。

②河流控制断面生态环境需水量与河流控制断面实测径流量、天然径流量、控制断面以上河道外用水及耗损量等进行平衡分析比较，河流控制断面生态环境需水量计算结果不宜大于相应时段的河流控制断面多年平均天然径流量。

③河口生态环境需水量，应综合分析河流来水和经济社会耗水，河口盐度、水质、形态、生态状况等。河口生态环境需水量计算结果不宜大于多年平均实测入海水量。这里的“经济社会耗水”是指在输用水过程中，通过蒸腾蒸发、产品带走、居民和牲畜饮用等，以及补给地下含水层而不能回归到地表水体的水量。

④比较分析同一条河流各控制断面计算成果，检验各控制断面计算成果的合理性。

河流断面生态环境需水量计算优化方案

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