董楠楠 吴向东 康 有

（1.安徽淮河水资源科技有限公司 蚌埠 233001 2.河海大学水文水资源学院 南京 210098）

关于水资源论证中河道内生态需水的探讨

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（1.安徽淮河水资源科技有限公司 蚌埠 233001 2.河海大学水文水资源学院 南京 210098）

在水资源论证中，合理分析计算河道内生态需水量，为河流水资源的可持续利用提供重要的保障。本文在综合分析国内生态需水研究进展的基础上，阐述生态需水的概念，对河流生态需水不同计算方法进行比较，阐明其优缺点及适用范围，并对水资源论证项目中计算生态需水时存在的问题进行探讨，结合实例进一步突出存在的问题。

水资源论证 生态需水 计算方法 问题

随着社会经济的快速发展，人类对于水资源的开发利用量不断增加，致使人类对流域以及生态系统的干扰程度不断增加，甚至超出了环境的承载能力，进而衍生出一系列环境与生态问题。2002年5月1日颁布实施的《建设项目水资源论证管理办法》中虽没有明确规定必须在水资源论证中考虑生态需水问题，但从重视生态环境，协调生活、生产、生态用水等方面考虑，在建设项目水资源论证中必须考虑生态需水问题，如何合理考虑和计算生态需水，是建设项目水资源论证中面临的迫切问题。本文通过对河道内生态需水的基本概念、计算方法及工作中存在问题的探讨，希望能对推动水资源论证中生态需水的应用性研究有所裨益。

1 生态需水的基本概念

1.1我国生态需水研究的发展状况

方子云在1988年的《水资源保护工作手册》提及流域生态用水的内容；汤奇成等人在分析塔里木盆地水资源与绿洲时提出了生态环境用水概念，率先开展了生态环境需水研究；20世纪90年代后期，生态环境需水进入了较全面的研究阶段，刘吕明根据水资源与生态用水的关系，提出了水热平衡、水盐平衡、水沙平衡与水量平衡原理，探讨了生活、生产与生态用水之间的共享性。由于干旱、半干旱和季节性干旱的半湿润区，水资源供需矛盾突出及生态环境相对脆弱等问题严重，因此，目前国内的研究目标多集中在这些地区且以河流生态系统需水作为主要研究对象。国家“十五”科技攻关项目“中国分区域用水标准研究”从基础理论、应用技术、管理决策三个层面，提出一系列相互关联的关键技术，形成符合我国实际生态需水理论与计算方法体系，提出了水循环生态效应理论，建立了区域生态需水类型划分的三大准则，为区域生态需水计算奠定理论基础。

1.2生态需水的定义

对于生态需水的研究有不同途径与观点，没有形成一个系统、科学的理论体系，国内学者们对生态需水概念还没达成一致。王西琴等认为：生态需水是指维持生态系统中具有生命的生物物体水分平衡所需要的水量，主要包括维护天然植被所需水量、水土保持及水保范围之外的林草植被建设所需水量和保护水生生物所需水量；胡顺军认为：生态需水是指生态系统在特定条件下需求多少水，并把生态需水与环境需水统称为生态环境需水；马铁民认为：生态需水量是生态系统达到某种生态水平或维持某种生态系统平衡所需水量，或是发挥期望的生态功能所需水量；生态环境需水量是指维持一个特定区域内生态环境不再恶化并逐步改善所需要消耗的水资源总量，并不是单指生物体的需水量；赵西宁等人为：生态需水是从生态系统本身角度出发，维持或恢复良好稳定状态所需水量；崔树彬认为生态需水量不能单指生物体的需水量等。笔者认为生态需水是为了维护生态系统的稳定和保护生态环境质量所需的水资源量，生态需水是以保证环境内的生物需水为主要目标，实际上这个目标达到了，生物所生活的环境需水也就得到满足，可以说生态需水同时兼顾维持生物存在和环境保护的功能，则可理解为生态需水强调的是生态，兼顾的是环境。

2 河道内生态需水的计算方法

目前关于生态需水计算的方法很多，由于生态系统的复杂性和对生态系统认识的局限性，没有一种适宜于所有计算的通用方法。河道内生态需水计算方法已经初步形成体系，大体分为历史流量法、水力定额法、栖息地法和整体分析法4类。

历史流量法是利用已有的历史流量资料来推导生态需水量。该类方法的优点是比较简单，容易操作，对于数据要求不高，径流数据可与生态数据相联系，容易将计算结果与水资源规划相结合。但由于简化了区域的实际情况，没有直接考虑生物的需求和生物间的相互影响，只能在优先度不高区域使用，或者作为其他方法的一种粗略检验。

水力定额法应用水力学现场数据。考虑河道内生态需水，需确定河流流量与鱼类栖息地指示因子的关系，考虑参数有湿周、水面宽度、流速、水深、横断面面积等。与历史流量法相比，水力定额法包含更多具体的河流信息。然而这种方法忽略水流流速变化，未考虑具体生物或生命阶段的需求。同时该类方法假定河道在时间尺度上是稳定，并且所选横截面能够确切地表征整个河道特征，实际上并非如此。

栖息地定额法用水力学模型计算不同流量相应的河段水深、流速、水质等栖息地参数，从而确定栖息地与流量的关系，该方法的生物学基础是栖息地适宜度曲线。由于此方法是定量且基于生态原理，相对来说更为合理和可靠。

整体分析法建立在尽量维持河流生态系统原始功能的原则之上，对整个区域的水源发源地、河道、河岸地带、洪积平原、地下水、河口和沼泽等均需评价。

在水资源论证中具体计算生态需水时可根据计算区的实际情况选用合适的方法。在现有阶段，由于我国普遍缺乏生态资料，栖息地法一般无法使用，整体分析法也难以在我国普遍应用，水力定额法需要野外现场资料，从使用角度讲，我国现阶段一般具备历史流量法的应用条件，则该方法应用较多。

3 在水资源论证中计算河道内生态需水存在的问题

在水资源论证中，如何合理考虑河道内生态需水是焦点和难点，存在如下问题：

（1）只有少部分建设项目水资源论证考虑生态需水，即使考虑了生态需水，但计算方法过于简单，不能反映项目所在区域的真实情况；

（2）没有掌握各种计算方法的内涵和适用性，对具体河流生态环境分析不合理，就任意照搬国外的计算方法；

表1 蚌埠、小柳巷控制断面分时段最小生态流量成果表单位：m3/s

（3）由于项目经费不足和时间有限，工作人员不能对论证范围内的生态系统做详细的调查和勘测；

（4）不同区域和不同部门在生态系统服务价值上认识不一致，使得评审专家难以下定量结论。

造成上述问题的原因是多方面的，首先是国家还没有出台水资源论证中生态需水的计算规范，使得论证设计单位没有参考依据。其次是大多数设计人员对生态需水的基本理论和计算方法不熟悉；对生态需水的重要性不够重视。

最重要一点是当前国内对生态需水研究仍显不足。在概念上还存在许多分歧；我国区域生态环境状况复杂多样，不同区域背景不同，再加上不同部门间、不同学术专业领域间对生态保护和管理目标的认识也有很大的差别；现有生态需水量化方法，存在不同程度的缺陷；另外计算方法研究侧重于单项研究，在区域生态需水总量研究中，经常采用各项简单相加减的方法，对各分项之间内涵上的交叉重复考虑不足；目前，关于生态需水量的计算结果，往往仅限于理论上的讨论，无法满足水资源科学配置的实际需要，究其根本原因是生态需水保护目标的不统一。

4 实例

本文以淮河流域五河泵站水资源论证为实例，五河泵站位于安徽省五河县郜湖洼地内，距离蚌埠闸下约67km，总装机5000kW，为中型泵站，论证分析范围为蚌埠至洪泽湖水资源三级区。

在取水水资源论证中，进行了取水河段水量平衡分析，在计算蚌埠闸下河段用水量时，从城镇生活用水、工业用水、退水、农业用水和生态环境需水量5个方面考虑，此项目考虑取水河段的生态环境需水主要是指河段内生态最小需水量，即确保河道内最小水深和水量，以维持河道内生物需水、补充蒸发和渗漏损失水量。直接引用最新批复的《淮河流域综合规划（2012-2030年）》中“水生态系统保护与修复”的现成成果，进行简单相加得出蚌埠闸下河道用水量。淮河干流蚌埠、小柳巷控制断面分时段最小生态流量成果见表1。

此项目在考虑生态环境需水量时，直接引用已有成果进行简单计算，至于得出结果是否合理未做进一步的分析和核实，这也反应了在水资源论证中考虑生态需水时，工作做得不充分。

5 结论

建设项目水资源论证中考虑生态需水问题，对管理部门和研究部门来说，是一个全新领域，有许多理论和方法问题需要进一步探讨和深入研究，同时在实践中进行验证。建设项目水资源论证中生态需水问题不但要从计算方法上，而且还要从评价指标体系、需水阈值上进行系统研究，为管理决策提供更具有操作性的方案和准则。有关部门应该尽快出台相关规定，规范生态需水的计算方法，确保生态需水不受侵占，支撑国民经济的可持续发展和造福子孙后代■