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第十二章水文学与生态环境-资料
Zuo Qiting
12.2.2.2 植被生态环境需水量计算方法
根据植被生态环境需水的特性,可以把其计算 方法分成两大类(左其亭,2019)。
(1)直接计算方法,是以某一区域某一类型植被的面积 乘以需水定额,计算得到的水量即为生态环境需水量。 该方法适用于基础工作较好的地区与植被类型,其计算 的关键是要确定不同覆被类型的需水定额。
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12.2.2 生态环境需水量计算方法综述
12.2.2.1 河流生态环境需水量计算方法
(1)标准流量设定法
是根据河流流量,把按照一定统计标准对应的流量值 作为河流基本流量值。如,蒙大拿法(Montana法), 是将多年平均径流量的百分比作为一定保护目标下的 流量需求(丰华丽等,2019);7Q10法,是将近10 年最枯月平均流量或90%保证率最枯月平均流量作为 河流基本流量设计值。
水量计算可采用间接计算方法(左其亭、陈曦, 2019)。根据湖泊和湿地的实际情况,可以把湖 泊或湿地分成:无植物水面区、有植物沼泽区和 有植物旱地区。
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(1)无植物水面区
其蒸发可直接通过水面蒸发观测值换算求得。设湖区 Φ20cm蒸发皿观测的月蒸发量为He(mm),选择 折算系数k,无植物水面区面积为F1,则蒸发量为:
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12.1.2 生态环境与水的联系
下面将从不同的角度来介绍水对生态环境 的影响和作用。 (1)水是生态环境存在的基础
水是一切细胞和生命组织的主要成分,是构成自 然界一切生命的重要物质基础。
无论自然界环境条件多么恶劣,只要有水的保证, 就可能有生态环境-资料
第十二章 水文学与生态环境
主要内容 12.1
生态环境的概念及其与水的联系
12.2
生态环境需水量计算
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12.1 生态环境的概念及其与水的联系
12.1 生态环境的概念及其与水的联系 12.1.1 生态环境的概念 生态环境是以人类为主体,其他生命物体和 非生命物质都被视为环境要素的环境,除包括 自然因素外,还包括社会因素。
(12.2.4)
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12.2.2.4 城市生态环境需水量计算方法
QE2=F2·Ep= F2·K s·E q0= K s·F2·He·k/1000
(12.2.2) 式中,K s为植物修正系数;F2为有植物沼泽区面积。 其他符号同前。
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(3)有植物旱地区
此区蒸散发也有两种途径:一种是覆盖层下面的地面 蒸发Et;一种是植物蒸腾Etr。同样道理,可以把Et和 Etr合起来(即蒸散量Ep)进行估算。简单、直接的方 法是根据当地对不同植物耗水量观测资料计算:
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12.2 生态环境需水量计算
12.2 生态环境需水量计算 12.2.1 生态环境需水的概念
广义的生态环境需水是指“特定区域、特定时段、特 定条件下,生态环境达到某一水平时的总需求水分”。
狭义的生态环境需水是指“特定区域、特定时段、特 定条件下,生态环境达到某一水平时的总需求水资源 量”。
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(3)水力学法
是基于水力学参数的计算方法,参数包括湿周、水面 宽度、流速、深度和底质类型等。该方法需要建立流量 和生态环境之间的关系,用于预测适宜河道内栖息地数 量的变化,它与IFIM法的区别在于没有考虑生物因素的 响应(丰华丽等,2019)。如,河道湿周法,是利用 湿周作为栖息地的质量指标,来估算期望的河道流量值; R-2Cross法,假设浅滩是临界的河流栖息地,以此确 定临界参数,来估算期望的河道流量值。
QE3=μF3/1000
(12.2.3)
式中,μ为当地条件实测充分供水时单位面积植物耗 水量(mm)。可参照实际观测值确定。
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综上可得湖泊或湿地实际蒸散发量,作为湖泊或湿地生
态环境需水量。如下式: QE= F1·He·k/1000+ K s·F2·He·k/1000+μF3/1000
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(2)物理栖息地计算法
是根据河流特征、流量与物种栖息地之间的关系,建 立定量化模拟模型,并据此确定河流基本流量值。如, 河道内流量增加法(IFIM法),它是由一套分析工具和 计算机模型组成,用来评价河道内流量的变化对渠道结 构、水质、温度和所选物种适宜栖息地的影响;物理栖 息地模拟模型法(PHABSIM法),是IFIM法的计算程 序包,它是关于河道内物理变量(深度、流速、底质和 盖度)变化、特殊物种栖息地及研究生物的生活阶段的 一套计算机模型(丰华丽等,2019)。
(2)间接计算方法,是根据潜水蒸发量的计算,来间接 获得生态环境需水量。即,用某一植被类型在某一潜水 位范围的面积乘以该潜水位范围时的潜水蒸发量与植被 系数,得到的乘积就是生态环境需水量。这种计算方法 主要适合于干旱区植被生存主要依赖于地下水的情况。
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12.2.2.3 湖泊、湿地生态环境需水量计算方法 湖泊、湿地作为陆面重要生态环境类型,其需
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(4)对经济社会发展的宏观调控,是实现人类与生态环境 和谐共存的途径
人类与生态环境和谐共存是当今社会发展的主流指导思 想,也是可持续发展理论的重要体现,对经济社会的宏 观调控则是实现这一目标的重要手段。就水资源而言, 用“以供定需”替代“以需定供”,通过对水资源的合 理分配,使得在保证生态环境需水的前提下,考虑经济 社会需水;加强污水处理和水环境保护工作,严格控制 污水排放总量,确保各类水体不超越水环境容量的范围; 通过水资源规划为水资源保护确立目标和方向,同时通 过水资源管理工作,将水资源保护落到实处。
QE1=F1·He·k/1000
(12.2.1)
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(2)有植物沼泽区
此区蒸散发有两种途径:一种是覆盖层下面的水面 蒸发Eq;一种是植物蒸腾Etr。一般情况下由于资料缺 乏,要分别准确计算Eq、Etr比较困难,因此常把Eq和 Etr合起来(即蒸散发Ep)进行估算。设:无植物覆盖 的水面蒸发量为Eq0,可采用下式来估算: