对于生态环境需水量多种计算方法的探讨
朱国1何林峰2
1、2、四川省岷江水文水资源勘测局四川眉山620010
摘要：为合理分配水资源,使水资源利用效率最大化，科学地计算生态环境需水量，对不同类型的生态环境需水量计算模型进行探讨与选择。
笔者重点对四川省峨边彝族自治县官料河流域的生态环境需水的内容、生态环境特征进行了分析，选取了相应的计算方法。
关键词：生态环境需水量；计算方法；河流
Abstract:for reasonable distribution of water resources,the utilization of water resources to maximize efficiency,scientific computing the water ecological environment,to different types of ecological environment water calculation model to explore and choice.The author key in sichuan province,the yi autonomous county ebian material river basin of the eco-environment water requirement of the content,analyzing the characteristics of the ecological environment, the selection of the corresponding calculation method.
Key words:water ecological environment;Calculation;river
中图分类号：F323.22文献标识码：A文章编号：
1引言
生态需水量一般指改善生态环境质量或维护环境质量所需的水量。
从广义上来讲，维持全球生物地球化学平衡诸如水热平衡、源汇库动态平衡、生物平衡、水沙平衡、水盐平衡所需的最低水分消耗都是生态需水，用于河流水质保护和鱼类回游等所需的最低水量也属生态需水的范畴。
对于生态环境脆弱区，生态需水应当指维护生态环境不再进一步恶化并逐渐改善所需地表水和地下水资源总量。
河流生态需水研究是在河流系统中，需要考虑的生态需水问题有：防止河道断流、湖库萎缩所需要的河道基流量；维持江河水沙平衡的最小流动水量；防止海水入侵所需的河口最小流量；改善江河水环境质量的最小稀释净化水量；维持生态系统稳定所需的河流流量；维持地下水水位动态平衡的最小补给水量。
2.官料河流域生态环境需水量计算
2.1官料河流域概况
官料河又名西溪河，系大渡河下游右侧一级支流。
发源于峨边、甘洛、美姑三县交界处的阿米都洛几至椅子垭口一带山岭，由南向北流经勒乌、西河、金岩、大堡、杨村、红花，在峨边县城上游5km的斑鸠嘴汇入大渡河。
官料河流域属亚
热带湿润气候区。
冬季受西风带气流影响，寒冷少雨，夏季受东南暖湿气流控制，温湿多雨。
在季节上具春迟、夏短、秋早、冬长特点，并多低温、秋雨绵绵天气。
据峨边县气象站历年资料统计，多年平均气温16.1℃，极端最高35.7℃，极端最低-3.2℃。
多年平均降水量1227.1mm，年最大降水量1543.3mm，年最小降水量518.6mm，多年平均相对湿度76%。
多年平均风速2.2m/s，历年最大风速17.3m/s。
官料河流域处于青藏高原向四川盆地和云贵高原之间的过渡地带，属横断山脉东侧，地势南高北低。
洪水常发生在6-9月，洪水成因为暴雨产流。
属山区性河流，山高坡陡，汇流时间短，洪水涨落急剧。
2.2生态水量计算方法
根据实际资料，本文采用10a最枯月平均流量以及不考虑特定用途的Montana 法等来综合计算官料河流域的河道生态需水量，由于红旗水文站为官料河流域控制水文站，因此计算时可直接采用红旗水文站的资料。
2.2.110a最枯月平均流量计算
对1958—2006年的红旗水文站进行分析，计算出官料河流域河道保证率为P=90%最枯月平均流量值为8.2m3/s。
2.2.2Montana法
不需要现场测量。
河流流量推荐值以预先确定的年平均流量的百分数为基础。
在有水文站点的河流，年平均年流量的估算可以从历史资料获得，在没有水文站点的河流，通过可以接受的水文技术来获得。
根据《保护生态等有关环境资源的河川流量标准》规范。
按照Montana法计算官料河1958—2006年共48年枯水期多年平均流量和丰水期多年平均流量（表1）
表1官料河典型流量
河流名称
枯水期多年平均流量
(m3/s)丰水期多年平均流量
(m3/s)
多年平均流量(m3/s)
官料河28.377.951.0
根据规范的标准，在枯水期选择枯水期多年平均流量的20%最为枯水期的生态需水量，而在丰水期选择丰水期多年平均流量的30%作为丰水期的生态需水量。
2.2.3根据《水利水电建设项目水资源论证导则(SL525-2011)》中关于生态水量的计算。
《水利水电建设项目水资源论证导则(SL525-2011)》文中说明，对于河道生态需水量的确定，原则上按照多年平均流量的10%～20%确定；水网区、湖泊、水库、闸坝等蓄水工程，可以最小水深控制；季节性河流或干旱地区，需在保持现状生态用水量的基础上适度增加，即把保持这些地区的生态环境现状作为最低要求。
水资源年内丰枯变化较大，且实测最小流量小于工程控制断面多年平均流量的10%的河流，经现场查勘和综合分析，可以工程控制断面实测最小流量作为最小生态需水量控制。
表2官料河生态流量（根据<导则>计算）
河流名称多年平均流量(m3/s)
多年平均流量
10%(m3/s)多年平均流量20%(m3/s)
官料河51.0 5.110.2
2.4河流输沙用水
官料河流域植被条件良好，土质多为森林土，土壤侵蚀微弱，多年平均含沙量较小，因此在计算中部单独进行河流输沙用水的计算。
2.5官料河河道生态需水量的确定
由于相关资料获得比较困难，本文计算中不专门考虑保护生物栖息地和娱乐景观用水，综合以上方法确定的结果，结合官料河河道生态需水量以逐步恢复流域的健全生态系统为目标，不可能一下解决生态需水的问题，同时还应该考虑其他用水部门的用水要求，官料河生态需水流量和需水量如表3所示。
表3官料河各段最小生态流量和最小生态需水量河流名称最小生态流量(m3/s)最小生态需水量(m3/s)
官料河
枯水期丰水期枯水期丰水期
5.6623.370.89 3.7
2.6计算结果比较
10a最枯月平均流量的统计值为8.2m3/s，多年平均径流量的1/10为5.1m3/s，多年平均径流量的1/5为10.2m3/s，根据Montana法确定的枯水期按照枯水期多年平均流量的20%为5.66m3/s，丰水期按照丰水期多年平均流量的30%为23.37
m3/s，按照枯水期对生态环境需水的要求更为突出的原则，在枯水期的最小生态环境流量的选取中选取较大的值，由此确定官料河的最小生态环境流量为枯水期8.2m3/s，丰水期23.37m3/s。
3结论
官料河流域生态环境需水量的计算结果表明，官料河流域河道生态环境需水量枯水期为8.2m3/s，丰水期为23.37m3/s，径流总量为4.59×108m3，占流域多年平均地标径流量总量16.08×108m3的28.5%，从计算结果来看，河道生态需水量约为流域地表径流量的1/4—1/3之间，官料河水资源系统完全可以满足自身生态用水的需求，为缓解目前的状况，在计算过程中,作者收集了大量的河道水文资料，并对资料根据计算要求作了详细的统计分析。
在计算结果的认定上，作者认为枯水期是生态环境问题最为严重的时间段，在取值时尽量取较大值,这样能够尽可能保证枯水期的生态环境用水。
因此本文的结果在理论上是合理的，在实际上是可行的。
国际上公认的地表水合理开发利用程度是30%，极限开发利用程度是40%。
从本文生态环境需水量的计算结果也可以得知，地表水的开发利用存在一个合理的临界值，而官料河流域的水资源开发利用程度比较高，这种水资源的高度开发，使官料河流域偶尔出现了严重的河道低水位现象，使河流生物资源大为减少，甚至完全消失，给社会经济和人民生活带来了很大影响。
因此,在进行全流域的水资源优化配置规划时，应充分考虑维持河流系统生态平衡的重要性，保证河流系统的生态环境需水量。
参考文献：
[1]李丽娟,郑红星.海滦河流域河流系统生态环境需水量计算[J].地理学报,2000,55(4): 495~500.
[2]王西琴,刘昌明,杨志峰.河道最小环境需水量确定方法及其应用研究(I)———理论[J].环境科学学报,2001,21(5):544~547.
对于生态环境需水量多种计算方法的探讨
作者：朱国， 何林峰
作者单位：四川省岷江水文水资源勘测局
刊名：
城市建设理论研究（电子版）
英文刊名：ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu
年，卷(期)：2012(17)
本文链接：/Periodical_csjsllyj2012171820.aspx。