城市河流、湖泊生態(tài)需水計(jì)算方法

1、附錄 A城市河流生態(tài)需水計(jì)算方法A.1水文學(xué)法p 法。又稱(chēng)不同頻率最枯月平均值法，以節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)系列（ 30年）天然月平均流量、月平均水位或徑流量（Q）為基礎(chǔ)，用每年的最枯月排頻，選擇不同頻率下的最枯月平均流量、 月平均水位或徑流量作為節(jié)點(diǎn)基本生態(tài)環(huán)境需水量的最小值。頻率P 根據(jù)河湖水資源開(kāi)發(fā)利用程度、規(guī)模、來(lái)水等實(shí)際情況確定，宜取 90%或 95%。法。依據(jù)觀(guān)測(cè)資料建立的流量和河流生態(tài)環(huán)境狀況之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，用歷史流量資料就可以確定年內(nèi)不同時(shí)段的生態(tài)環(huán)境需水量，使用簡(jiǎn)單、方便。不同河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境狀況對(duì)應(yīng)的流量百分比見(jiàn)表。表不同河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境狀況對(duì)應(yīng)的流置百分比（%）不同流量百分比對(duì)應(yīng)占同時(shí)段多年年

2、均天然流量占同時(shí)段多年年均天然流量百分比河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境狀況百分比 (年內(nèi)較枯時(shí)段）(年內(nèi)較豐時(shí)段）最大200200最佳60 10060 100極好4050非常好3050好2040中1030差1010極差0 100 10頻率曲線(xiàn)法。用長(zhǎng)系列水文資料的月平均流量、月平均水位或徑流量的歷史資料構(gòu)建各月水文頻率曲線(xiàn)，將 95%頻率相應(yīng)的月平均流量、 月平均水位或徑流量作為對(duì)應(yīng)月份的節(jié)點(diǎn)基本生態(tài)環(huán)境需水量，組成年內(nèi)不同時(shí)段值，用汛期、非汛期各月的平均值復(fù)核汛期、非汛期的基本生態(tài)環(huán)境需水量。流量歷時(shí)曲線(xiàn)法、 7Q10 法、近 10 年最枯月平均流量（水位）法等其他水文學(xué)法計(jì)算方法可參考SL/Z 712。2

3、2A.2水力學(xué)法濕周法。水力學(xué)法中最常用的方法，利用濕周作為水生生物棲息地指標(biāo)，通過(guò)收集水生生物棲息地的河道尺寸及對(duì)應(yīng)的流量數(shù)據(jù)， 分析濕周與流量之間的關(guān)系，建立濕周流量的關(guān)系曲線(xiàn)。 將曲線(xiàn)中拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)流量作為基本生態(tài)環(huán)境需水量，即維持生物棲息地功能不喪失的水量。法。以曼寧方程為基礎(chǔ)的計(jì)算方法。首先根據(jù)研究河段控制斷面的河頂寬度，查表得到環(huán)境流量所需的水力學(xué)參數(shù)：平均水深、濕周率和平均流速。然后再根據(jù)該斷面建立的水深、 濕周率和平均流速與流量的關(guān)系分別得到 3 個(gè)流量 Q1、Q2 和 Q3，最后在 3 個(gè)流量中選出所需要的環(huán)境流量：如果是在夏季和秋季， 那么平均水深、 平均流速及濕周率必須全部滿(mǎn)

4、足， 即生態(tài)流量為 Q1、Q2 和 Q3 中的最大值；（2）如果是在冬季和春季， 3 個(gè)水力參數(shù)滿(mǎn)足兩個(gè)即可，即為 Q1、Q2 和 Q33 個(gè)流量中的第二大值。表法確定生態(tài)流量的標(biāo)準(zhǔn)河頂寬度（ m）平均水深（ m）濕周率（ %）流速（ m/s）0.360.0030.06500.36120.060.12500.312180.120.1850600.318310.180.30 700.3A.3棲息地法生物需求法。對(duì)于有水生生物物種不同時(shí)期對(duì)水量需求資料的，水生生物需水量可采用式（計(jì)算：Wi =Max （Wij ）（）式中Wi 水生生物第 i 月需水量， m3；Wij 第 i 月第 j 種生物需水量

5、， m3；根據(jù)物種保護(hù)的要求，可是一種或多種物種。實(shí)際計(jì)算中， 可根據(jù)實(shí)測(cè)資料和相關(guān)參考資料確定生物物種生存、繁殖需要的流速范圍，再依據(jù)“流速流量關(guān)系曲線(xiàn) ”，確定對(duì)應(yīng)的流量范圍，進(jìn)而計(jì)算得到 Wij 。當(dāng)水生生物保護(hù)物種為多個(gè)時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算各保護(hù)物種的需水量，并取外包值。23A.4綜合法法。從河流生態(tài)系統(tǒng)整體出發(fā)，根據(jù)專(zhuān)家意見(jiàn)綜合研究流量、泥沙運(yùn)輸、河床形狀與河岸帶群落之間的關(guān)系。水文 - 生態(tài)響應(yīng)關(guān)系法。計(jì)算過(guò)程如下：調(diào)研河流的生態(tài)狀況；認(rèn)識(shí)自然水文情勢(shì)的生態(tài)功能、水文改變的生態(tài)響應(yīng)，構(gòu)建水文-生態(tài)響應(yīng)的概念模型；確定環(huán)境水流評(píng)估的生態(tài)保護(hù)目標(biāo)及其關(guān)鍵期；針對(duì)不同生態(tài)目標(biāo)， 采用一定的數(shù)學(xué)

6、模型和方法建立水文指標(biāo)與生態(tài)指標(biāo)的量化關(guān)系；估算生態(tài)需水，并與人類(lèi)需水相協(xié)調(diào)， 確定可操作的環(huán)境水流； 基于適應(yīng)性管理方法開(kāi)展多次環(huán)境水流試驗(yàn)，不斷修正水文生態(tài)響應(yīng)關(guān)系和環(huán)境水流估算結(jié)果。附錄 B城市湖泊生態(tài)需水計(jì)算方法湖泊形態(tài)法。通過(guò)分析湖泊水面面積變化率與湖泊水位關(guān)系來(lái)確定維持湖泊基本形態(tài)需水量對(duì)應(yīng)的最低水位。首先通過(guò)實(shí)測(cè)的湖泊水位H 和湖泊面積 F 資料，構(gòu)建湖泊水位H 與湖泊水面面積變化率 dF/dH 的關(guān)系曲線(xiàn)（見(jiàn)圖）。在湖泊枯水期低水位附近的最大值對(duì)應(yīng)水位為湖泊最低生態(tài)水位如果湖泊水位和dF/dH 關(guān)系線(xiàn)沒(méi)有最大值，則不能使用本方法。圖湖泊水位和湖泊面積變化率曲線(xiàn)示意圍注： F 為

7、湖泊水面面積， H 為期泊水位。湖泊最低生態(tài)水位計(jì)算可采用式（計(jì)算：24式中F 湖面面積， m2；H 湖泊水位， m；Hmin 湖泊天然狀態(tài)下的多年最低水位，m；a、b 和湖泊水位變幅相比較小的一個(gè)正數(shù)，m。水量平衡法。通過(guò)計(jì)算維持一定水面面積的湖泊蓄水量來(lái)計(jì)算湖泊基本生態(tài)環(huán)境需水量與目標(biāo)生態(tài)環(huán)境需水量。通過(guò)分析計(jì)算范圍內(nèi)各水量輸人、輸出項(xiàng)的平衡關(guān)系，用水量平衡法進(jìn)行計(jì)算。可采用式（）計(jì)算：式中Wz 湖泊生態(tài)環(huán)境需水量， m3；F 湖泊水面面積， km 2；P 湖泊多年平均降水量， m3/km2；Qi 湖泊與河湖連通情況下的流入水量，m3；Ez 湖泊計(jì)算面積水面蒸發(fā)需水量，m3；T 湖泊植物蒸

8、散發(fā)需水量，m3；G 湖泊土壤滲漏需水量， m3；W0 維持一定水面面積的湖泊蓄水量，m3；Q0 湖泊與河湖連通情況下的流出水量，m3；當(dāng)湖泊敏感保護(hù)目標(biāo)年內(nèi)不同時(shí)段對(duì)水深和水面面積有不同要求，水面面積可根據(jù)保護(hù)目標(biāo)不同時(shí)段的需水要求而具體確定。棲息地法（生物空間法）。該法基于湖泊各類(lèi)生物對(duì)生存空間的需求來(lái)確定湖泊的生態(tài)環(huán)境水位。 可用于計(jì)算各類(lèi)生物對(duì)生存空間的不同需求下對(duì)應(yīng)的水位。各類(lèi)生物對(duì)生存空間的基本需求，應(yīng)包括魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵、洄游，種子漂流，水禽繁殖等需要短期泄放大流量的過(guò)程。換水周期法。換水周期系指全部湖水交換更新一次所需時(shí)間長(zhǎng)短的一個(gè)理論概念，是判斷某一湖泊水資源能否持續(xù)利用和保持良好水質(zhì)條件額度的一項(xiàng)重要指標(biāo)，采用式（）進(jìn)行計(jì)算。并在此基礎(chǔ)上采用式（）計(jì)算湖泊生態(tài)環(huán)境需水量?；颍˙.0.3）25其中， T 為換水周期（天）；W 為多年平均蓄水量（ 104m3）； Qt 為多年平均出湖流量（ m3/s）；Wq 為多年平均出湖水量（ 1