水与生态环境：河湖生态需水评估

生态需水量评估，简单地说就是有多少流量和以怎样的节律连续进入河流和其洪泛区，以保持特殊的、具有价值的生态系统。生态需水量评估的目标是可以维护或加强整个河流生态系统，包括各种水生和滨岸生物以及从源头到大海的组分，最大化经济鱼类的产量，保护特殊的濒危物种，或者保护科学、文化或休憩价值的载体。

全世界均已认识到河流水文改变与环境退化之间的关系，这使得科学估算环境流量变得十分必要。国内外开展河流生态需水量研究已有60多年的历史，由于水生生态和河流水文情势之间关系的复杂性，以及各自研究的出发点不同，形成了多种河流生态需水量的分析方法。Tharme R．E．对世界上6个地区44个国家207种各类生态需水量的计算方法进行综述，可以划分为水文设定法、水力参数法、生境模拟法以及综合法四种，另外两种为代表了各种类型结合的组合法和其他的方法，如图6-2所示。

图6-2　全球范围内六种河道环境流量评估方法的数量比例

（一）水文设定法

水文学法是以历史流量为基础，根据简单的水文指标确定河道环境流量。水文学法认为历史流量是水生生物原有的生活条件，就一定能维持现存的生命形式，即在该流量下，这些因素可以满足现有生物的要求。

水文学法没有明确考虑食物、栖息地、水质和水温等因素的变化情况，适合于对河流进行最初的目标管理，作为战略性的管理方法使用。目前，最常用的代表方法有Tennant法、最小月平均径流法、历时曲线法等。

（二）生境模拟法

生境模拟法是对水力参数法的进一步发展，它是将指示生物生境适合的水力学参数（水深、流速、基质和覆盖物等）基于生物原则定量化，根据指示物种所需水力条件的模拟，确定河流流量，目的是为水生生物提供一个适宜的物理生境。该类方法一般是基于这样两种假设：保护水生生物指示物种所需水量与保护整个水生生境所需水量是相同的；保护水生生物栖息地、产卵场或育幼场等，所需要的水量、流量与保护其他水域生态良好属性所需要的水量是相同的。生境模拟法要考虑到指示生物在不同生活期生境要求的变化，这种变化在河流流量上表现为对季节变化和适当的洪水规模的要求。但该方法需要大量人力、物力，不适合快速使用。

（三）水力参数法

水力参数法是以栖息地保护类型的标准设定所需要的水力学条件，通过水力学条件推求生态需水量，主要有湿周法和R2-CROSS法。(www.xing528.com)

水力参数法的优点是只需要进行简单的现场测量，不需要详细的物种与生境关系数据，数据容易获得，能为其他方法提供水力学依据，所以可与其他方法相结合使用。缺点是难以体现季节变化，受河流断面形态影响较大，适用范围较小。

（四）综合法

综合法直接确定的是河流总的生态环境需水量，以BBM法为代表。综合法强调河流是一个综合生态系统，从河流生态系统整体出发，根据专家意见综合研究流量、泥沙运输、河床形状与河岸带群落之间的关系。根据专家意见定义河流流量状态的组成成分，这些组成包括干旱年基本流量、正常年基本流量、干旱年高流量、正常年高流量等，利用这些成分确定河流的基本特性；生态学家和地理学家对河流流速、水深和宽度提出要求；水文学家根据水文数据尽可能进行分析，以保证河流推荐流量可以得到满足，并且符合河流实际情况。

综合法的优点是：推荐的河道流量具有全面性，强调河流是一个综合生态系统。从流域生态系统整体出发，使推荐的河流流量能够满足生物保护、栖息地维持、泥沙沉积、污染控制和景观维护等功能。因此，综合法需要组成包括生态学家、地理学家、水力学家、水文学家等在内的专家队伍。缺点是：资源消耗大，时间长，一般至少需要2年时间。

（五）水文生物分析法

水文生物分析法是从河流流量与生物量或种群变化关系入手，建立初始生物数据（物种生物量或多样性）与环境条件（流量、流速、水深、化学、温度）的关系，从而判断生物对河流流量的需求，以及流量变化对生物种群的影响，研究对象通常是鱼、无脊椎动物（昆虫、甲壳纲动物及软体动物等）和大型植物（高等植物）。采用的方法为多变量回归统计方法。

该方法的优点是将流量与生物关系相联系，从生物本身的要求出发确定需水量。缺点是生物数据难以获得，对影响因素之间的相互作用关系缺乏认识。

（六）我国行业标准要求

水利部行业标准《河湖生态环境需水计算规范》（SL/Z 712—2014）和国家环境保护部《水电水利建设项目河道生态用水、低温水和过鱼设施环境影响评价技术指南（试行）》（环评函〔2006〕4号）对建设项目河湖生态需水量的计算方法做出了规定，河湖相关建设项目均需依据标准开展生态环境需水论证，并对工程下泄生态流量提出要求。