生态流量概念大全11篇

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关键词：河流生态需水量；基本概念；计算方法；现状；水文学法；水力学法；生态

中图分类号：TV213 文献标识码：A 文章编号：1672-1683（2012）01-0112-04

Review of Research on River Ecological Water Demand

SUN Jia-lan1,2,LEI Xiao-hui2,JIANG Yun-zhong2,WANG Hao2

(1.School of Civil Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China;

2.China Institute of Water Resources and Hydropower Research,Beijing 100038，China)

Abstract: In recent years,the development and utilization of water resources may result in the destruction of water ecological system,thus protecting the water ecological system with sustainable development has received more and more attention.In order to coordinate the relationship between the development and utilization of water resources and the protection of the ecological environment,the river ecological water demand has become a hot spot.This paper introduces the basic concepts,the calculation methods,and the current research status of river ecological water demand,and discusses the applicability of several common calculation methods such as the Tennant method,the Texas method,the habitat simulation method,and the overall analysis method.Due to the variety of different calculation methods,the results obtained from these methods need the evaluation standards to assess their validities.Furthermore,this paper proposes the future research aspects on river ecological water demand based on the reasonable water resources optimal allocation in China.

Key words:river ecological water demand;basic concepts;calculation methods;current status;hydrologic method;hydraulic method;ecology

随着可持续发展观念的不断深入，合理开发利用水资源的同时注重水生态环境的保护成为新的研究热点，“生态水利”越来越受到广泛的认同和重视，河流生态需水量的计算方法及应用研究逐渐开展起来。

1 基本概念

国外对河流生态需水量的研究比较早，美国渔业与野生动物保护组织在20世纪40年代就规定河流需保持其最小的生态流量，其目的主要是为了避免河流生态系统退化。随后转变成对河流最小可接受流量(Minimum Acceptable Flows(MAFs))的研究，其目的是为了满足排水纳污的需求［1］。MAFs研究大多从水生生物，如鱼类、无脊椎动物等对生长环境的最低需求出发，确定出河流的最小流量。Petts等［2］认为在河流管理中，应该将生态对流量的需要与河流流量变化特征联系起来，实现水量的平衡分配。

国内对河流生态需水的研究起步比较晚，但近几年发展迅速。汤奇成在1989年首次提出了“生态环境用水”的概念，他认为保护绿洲生态环境的用水为生态环境用水，包括绿洲周围植树造林种草所需的水量和保持一定的湖泊水面所需的水量［3］。许新宜等［4］认为尽管生态需水与环境需水两者之间存在着交叉和重合的部分，但从概念上来讲是两个不同的概念，应该区别对待。生态需水的出发点主要以生物为主体，侧重能够维持其自身发展并能对生物多样性起到保护作用，环境需水则主要从改善环境的角度考虑需水量。

随着对生态需水概念的不断认识和总结，倪晋仁等［5］指出面对不同的系统和不同的功能需求，生态需水量可以不同的形式出现。譬如流域生态需水量、河流生态需水量、湿地生态需水量、河口海湾和三角洲生态需水量等。并给出河流生态需水量的定义，即在特定的时间和空间为满足特定服务目标的变量，是能够在给定目标下满足河流系统各类功能所需的水量总称。李丽娟等［6］通过对海滦河流域河流的生态需水量的计算，并针对我国北方流域开发利用程度高这一问题指出河流生态需水量需要应至少是能维持河流生态系统基本功能的那部分水量。严登华等［7］认为河流系统生态环境需水应该包括对水质和水量两个方面的要求，或者说是在一定水质要求下的合理水量，根据河流系统的空间结构，又可分为维持河流物理构造需水、水面蒸发需水以及洪泛地生态需水。

综上，河流生态需水量的概念是在生态需水量的基础上根据研究对象的侧重不同而有所不同，由于众多学者研究的出发点不同其概念和内涵也就没有得到统一。广义上讲，河流生态需水量不仅包括满足水生生物需要的最小水量还包含维持环境现状所需的一定水质的水量。狭义上，河流生态需水量指河流最小或适宜的生态需水量。无论是广义还是狭义，研究河流生态需水量的目的就是针对具体的某一条河流提出保护其可持续发展所需的水量或一定水质的水量要求。

2 计算方法

国外对河流生态需水计算的方法有很多，从类型上看主要有：水文学法；水力学法；生境模拟法；整体分析法。

2.1 水文学法

水文学法主要包括Tennant法、枯水频率法（7Q10）、Texas法、流量历时曲线等。

Tennant［8］法是美国中西部为了保护河流的健康环境而规定的最小流量方法，该方法将年天然径流量的百分比流量作为河流生态环境需水量，不同的百分比代表可以达到不同的河道生态系统状态，如在美国维吉尼亚地区，10%的年平均流量表示退化或贫瘠的栖息地状态；20%的年平均流量可以适当保护水生生物栖息地；30%的年平均流量在小河流中才可以接近最佳生物栖息地标准。通常在研究优先度不高的河段流量时使用，由于它是超脱于特定用途的综合型算法所以经常作为其它方法的一种检验。

7Q10法［9］是美国考虑水质因素确定的河道内生态环境需水的方法，它从控制污染源的角度出发，采用90%保证率最枯连续7 d的平均水量作为河道生态需水最小流量值。

Texas法［10］是在Tennant法的基础上进一步考虑了水文季节变化因素，通过对各月的流量频率曲线进行计算后，取50%保证率的月流量的特定百分率作为河道生态所需最小流量。其定百分率的设定以研究区典型植物以及鱼类的水量需求为依据。但该法具有地域性，比较适用于流量变化主要受融雪影响的河流。

流量历时曲线法是在了解各月流量历时曲线的基础上，以某个保证率相应的流量作为河道内生态需水流量。这种方法需要至少20 d的日流量数据,并且每个月都有一个推荐流量［11］。

2.2 水力学法

水力学法主要包括湿周法、R2CROSS法。

湿周法［12］的假设是：保护好临界区域的水生物栖息地的湿周，同时也对非临界区域的栖息地提供足够的保护。该方法需要在临界的栖息地区域现场搜集河道的几何尺寸和流量数据，并以临界的栖息地类型作为河流其余部分的栖息地指标。该方法适用于宽浅型河流，河道的形状是影响其分析结果的因素。

R2CROSS法［13］基于曼宁公式，根据栖息地要求的水深、河宽和流速等计算出河流生态环境需水量，其中计算参数需要通过实地调查，适用于一般浅滩式的河流栖息地类型。

2.3 生境模拟法(栖息地法)

生境模拟法(栖息地法)主要包括IFIM /PHABSIM法和CASIMIR模型。

IFIM法［14］是应用比较广泛的生态环境需水量计算方法，它根据水深、河流基质类型、流速等现场资料，采用PHABSIM( Physical Habitat Simulation)模型模拟流速变化和栖息地类型的关系,通过水力学资料和生物学信息的结合,判定一定流量条件下的水生生物种类及栖息地分布。CASIMIR 法［15］是通过建立水力学模型、流量变化与被选定的生物类型之间的关系估测河流所需水量,同样需要实测资料。

2.4 整体分析法

整体分析法是从研究区生态环境整体出发，将河流作为一个综合的系统来考虑。该方法考虑包括发源地、河道、河岸地带、洪积平原、地下水、沼泽和河口在内的各类需水量。最有代表性的是南非的BBM法［16］。在整体分析法中，河流的天然特征用逐月流量来描述。河道内流量的重要成分包括枯季流量、泛滥流量和中小洪水。整体分析法克服了栖息地法只针对一两种生物的缺点，从生态系统整体出发，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，使推荐的河道流量能够同时满足生物保护、栖息地功能维持、泥沙不沉积、污染控制和景观维护等不同功能。

国内研究对国外计算方法借鉴的较少,大多依赖于河流的水文数据和水质数据,偏重于宏观尺度的描述,很多计算方法具有一定的局限性［17］。国内关于河流生态环境需水量的计算方法主要有以下几种方法。

① 10年最枯月平均流量法［18］,即采用近10年最枯月平均流量或90%保证率河流最枯月平均流量作为河流环境用水，在7Q10法的基础上经过改进后重点用于计算污染物允许排放量；

② 河流基本生态环境需水量计算法,即以河流最小月平均实测径流量的多年平均值作为河流的基本生态环境需水量，其计算公式为：

wb=Tn∑ni=1Qimin

式中：Wb-河流基本生态需水量(108m3)；Qimin-第i年实测最小月平均流量(m3/s)；T-换算系数,其值为31536×10-2；n-统计年数。

③ 逐月频率计算法［19］，在考虑生态系统对水量要求的同时，还考虑了不同时期生态环境的不同要求，将河流生态环境需水量看作一个与自然径流过程相适应的有丰有枯的年内变化过程。首先对天然月径流量长系列进行频率计算，然后根据实际情况对各个季节取不同保证率的月径流量值作为河流的生态环境需水量。此方法把河流的生态需水量看成一个动态的过程，比较符合实际情况，因此较其它方法更为合理。

④ 以水质目标为约束的生态环境需水量计算方法,它主要计算污染水质稀释自净的需水量,作为满足环境质量目标约束的城市河段最小流量；用于河流水面蒸发和渗漏需求的水量补充法、河流输沙水量计算法；环境功能设定法；计算湖泊生态环境需水量的功能法,以及基于水量平衡原理计算湿地生态环境需水量的计算及公式。

3 应用现状

美国、法国、澳大利亚等国家都相继开展了许多关于鱼类生长繁殖和产量与河流流量关系的研究。此外，许多国家在研究过程中采用立法的形式来加强对河流生态需水量的保护：法国1992 年颁布的水法中规定10%的实测径流量作为保证河道内最小生物基流的底限。在加拿大的大西洋四省( Atlantic Canada,包括新伯伦瑞克、新斯科细亚、纽芬兰和爱德华王子岛),25%的平均流量作为保护水生生物的最小流量。1998年南非也颁布了新的《水法》并指出为了保证未来水资源的可持续利用，对于河流要确保其生态功能的河流生态需水量［20］，随后南非的学者开始积极的用水文学法或其他方法开展河流生态需水量的计算研究，BBM法就是在此过程中产生的。近年来，澳大利亚开始研究湿地、地球植被等以地下水为依赖的系统的生态需水量，主要是以控制地下水水位降低的范围作为确定生态需水量的依据［21］。

国内近几年对河流需水量的量化研究有了很大进展，其中水文学法是最广泛应用的。许多学者还采用水文学法、水力学法等多种方法进行对比计算研究，一般选用Tennant法进行验证。

吕文丽，张旭［22］针对南方河流面临的水资源紧缺与水环境恶化问题,在汉江中下游分别建立了基于水文学与水力学的河流生态需水量计算模型,提出了水文-水力学耦合的生态需水量计算方法，得出了该河流分段生态控制流量。

石维等［23］，针对海河流域不同类型河流特点和生态目标，分别用植被需水定额法、75％保证率最枯月平均流量法、生物空间最小需求法和槽蓄法计算了河流生态需水量。

王伟等［24］为量化水库下游河道生态修复所需水量,以滦河下游潘家口水库―滦河口为研究样区,采用逐月频率法和生态水力学法估算河道生态需水量,在应用水文学方法的同时考虑了生物学特性，强调了水文-生态的联系。

吴春华等［25］采用水文学和水力学方法,分析计算了西线调水工程的河道生态需水量,并考虑了两岸主要保护的植被及河道内的水生生物,有目的性的分析与计算了河流生态需水量。

然而河流生态需水量往往不是一个固定的值，随着时间、河段的不同而变化，但也会在一定的范围内，即存在一个最小（或最大）的临界值，在阈值范围内，生态系统可以维持自身的现状。因此一些学者也从河流最小生态流量、适宜生态流量等出发计算河流生态需水量。

康玲等［26］针对汉江中下游的主要生态问题，采用水文学方法分析计算了汉江的最小生态流量、适宜生态流量并以丹江口为例建立了基于河流生态需水量的水库生态调度模型。

冯夏清等［27］ 以太子河为例，实地调查研究了太子河的有关参数，采用月保证率法和鱼类生境法估算了河道内生态需水量，确定了太子河各段最小、适宜和理想等级的河流生态需水量，选用Tennant法对计算结果进行验证。结果表明,2种方法计算结果是合理的。

蔡涛,李琼芳［28］为以淮河上游为例，分别采用不同时期不同保证率下的流量作为淮河上游适宜生态径流的确定方法,并运用Tennant 法进行评价。结果表明,最小生态径流在很大程度上有损于河流生态系统稳定与健康。

4 展望

通过广泛查阅文献发现，河流生态环境需水量的量化研究已经形成了比较成熟的体系，尤其是在水文学法和水力学法的应用研究上，计算出的河流生态需水量已经开始为水利工程实施和管理过程提供依据。但仍存在一些问题:没有成熟的理论体系规范研究内容，国内学者在量化研究河流生态需水量时往往根据研究的侧重不同而缩小概念进而导致计算结果偏小。这使得河流生态需水量的数据在一定程度上得不到广泛的认可；国内的诸多研究与生物学、生态学等学科结合的仍不够紧密，局限于地区资料的不足；由于区域和生态系统类型的不同，缺少一个初步的区域评价体系和评价方法来管理河流生态需水的研究；对于河流生态系统的监测手段还需加强，以便于及时反馈研究数据的可靠性、合理性，这样也可为今后全国范围的“生态用水安全”工作提供科学的依据和支撑。

随着现代科技的不断进步，在今后的河流需水量计算研究中可以考虑利用3S等技术提高计算结果的精度，改进已有的计算方法。此外，河流生态需水量的研究应与“生态水利”紧密结合，不仅在生态学领域，更要在水资源优化配置领域发挥作用，使得水资源真正成为一种清洁能源；对于大江大河的水质、水量联合调度问题，河流生态需水量也应作为目标函数约束条件的一部分从而扩展约束条件的范围，在枯水期适当进行调度满足河流生态需水量的要求，研究基于生态需水的人工-自然复杂系统的水资源优化配置与调度的准则、模式。

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篇（2）

中图分类号：X143 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2012）15－3204-08

The Research System and Calculation of Ecological Water Requirement of River Basin

WANG Zhi-rong，ZHANG Xiao-xiao，TIAN Yan-jie

（College of Environment Science and Safety Engineering，Tianjin University of Technology，Tianjin 300384，China）

Abstract： The research of ecological water requirement（EWR） of river basin is an important prerequisite for the scientific management of water resources， and has been the research focus home and abroad in recent years． Based on the conception of EWR of river basin and review of the research of EWR， the four grades research system of EWR was proposed． The calculation methods of EWR between aquatic ecosystems， dryland ecosystems and groundwater ecosystems were compared from the aspect of basin． It was considered that meaning and content of EWR， spatial and temporal scale effects， the change of surface water－ground water－soil water， calculation methods， applications of nontraditional water resources and ＂3S＂ technology in EWR should be paid attention to in future research． And the theory and technology system of EWR would be improved based on the development of river basin management of water resources．

Key words： ecological water requirement of river basin； research system； calculations； river basin management

篇（3）

中图分类号：O647.3；X783 文献标识码：A 文章编号：1672-1683（2017）02-0109-07

流量作为河流最重要的因子之一，是保证河流环境功能和生态功能正常发挥的必备条件。世界自然保护联盟将环境流量定义为“在用水矛盾突出、且用水量可以进行调度的河流、湿地和沿海区域，为维持其正常生态系统及功能所拥有的水量”。国外其他学者针对环境流量也进行了定义，也为维持河流生态健康所需的流量。近10年来，我国学者结合我国河流面临流量短缺和水质污染的双重威胁的实际情况，界定了适用于我国河流的h境流量内涵及组成。其中王西琴等对环境流量的概念界定的较早，其认为环境流量具有更广的内涵：如满足白净功能需求的水量一环境需水，满足河道水沙平衡的水量―输沙需水，满足生态系统最低需求的水量―基本生态需水等。围绕环境流量的计算，近年来也有许多研究成果，主要分为两大类别，一类是基于水质水量平衡模型计算为改善河流水质所需的环境流量，一类是生态需水量相关计算研究。水质水量平衡模型主要通过模型的构建，可定量评价生态补水或不同调水情景对水质的变化。国内生态需水量计算常采用方法有水文学法（如改进Tennant法、月保证率法）、水力学法（湿周法和生态水力学法）、栖息地模拟法、整体法等。不同河流环境流量需求不同其适合的计算方法也不同。

本文在分析北方河流环境流量概念和内涵的基础上，探讨不同功能目标下环境流量的组成；结合北方河流缺水的特征，充分考虑二元水循环条件下，建立水质水量平衡模型，开展为改善河流水质所需环境流量的计算；同时以清溟河为例，采用不同计算方法计算河流生态系统所需环境流量，初步确定清溟河环境流量阈值。

1环境流量概念与组成界定

1.1环境流量概念与内涵

国内外目前对于环境流量概念与内涵没有统一认知，国外主要是指为维持河流生态系统健康所需的流量，而国内存在水质污染严重与生态系统亟需恢复的双重问题，多指维持河流生态环境功能正常发挥的流量。

本文认为环境流量是指在特定的区域、流域内，在相应的生态保护、恢复或建设目标下，某一时段能够满足河流系统生态环境功能所需流量。一方面，河流环境流量可以随时间和空间变化，表现出动态变化的特征；另一方面，河流环境流量具有协调河流各项基本功能的内涵，表现出在特定时空单元内最大限度地满足河流主要功能的优先选择性。

1.2环境流量组成界定

环境流量组成界定需以河流功能分析为基础，其中水环境功能区划和水功能区划中均涉及对河流功能的界定。水环境功能区划管理目标中只考虑了水质标准，并以水质标准来界定该水质控制区的水域功能，与河流实际使用功能存在一定偏差，而水功能区划是按相应水域的主导功能来划定，并考虑了水资源的合理开发和有效保护，因此本文以河南省辖河流为对象，主要依据《河南省水环境功能区划》和《河南省水功能区划》来分析河流功能。

结合河流功能界定结果及广义环境流量的概念及内涵，不考虑河流社会功能所对应的水利流量，河南省辖河流环境流量主要由维持水生生物栖息、稀释自净、景观娱乐、防止泥沙淤积、地下水位和蒸发6项流量组成。

2环境流量计算模型构建

2.1水质水量平衡模型的构建

基于二元水循环的思想，将工业/生活排水等回归水作为河道内流量一部分的前提下，建立了测算环境流量的水质水量平衡模型。

（1）模型具体构建思路。

水箱模型：在研究河段入河节点的实测径流的基础上，统计分析该河流或河段的降雨径流、排水、取水和调水等水量的输入、输出，建立水量平衡；

一维水质模型：在水量平衡基础上，考虑输入、输出污染物的衰减与降解，并采用一维水质模型模拟计算污染源变化引起的水质变化结果，并建立污染物通量平衡。

根据河流或河段不同阶段水质目标要求，基于通过。建立水量水质平衡模型，测算分析保障河流水质达标所需的水量。河段水质水量平衡模型示意图见图1。

其中图1中Q为输入输出水量，P为输入输出污染物总量。

（2）模型计算参数的确定。

主要针对该模型中的降雨径流Q6和自净削减量P净中的综合衰减系数k进行说明。其他参数可根据掌握的2014年的流量及水质数据进行确定。

降雨径流Q6

河道径流量的计算方法主要有等值线图法、水位比拟法、径流系数法、水文勘察法和经验公式法本文中河段内的径流量的推算采用径流系数法。

径流系数法是指当小流域或附近有年降雨量资料时，且降雨与径流产生密切关系时，可利用多年平均降雨量与径流量之间的关系计算径流量即利用年降雨量的平均值与径流系数推求多年平均径流量，计算公式为：

W=1000×C×P×F （1）式中：W为年径流量（m3）；C为该地区径流系数，与研究区域植被、地形、地质、主河道长度等因素有关，可通过公式C=R/P计算径流系数；P为多年平均降雨量（1982年-2012水文站点数据）（mm）；R为多年平均径流深（1982年-2012水文站点数据）（mm）；F为控制河段流域面积（km2）。

综合削减系数k

针对区段内水量不平衡，需要首先进行水量平筑在水量平衡中以断面实测值为准可增加平衡水量（Q），其值等于上断面流量与区段内汇入水量和下断面流量之差。因此，本文确定的k值的综合削减系数为计算公式为：

（2）

2.2Tennant法计算模型

Tennant法属于水文学方法的一种，其所需数据为某断面在人工干扰较少时期，自然状态下近40年左右的逐月实测流量数据。特殊情况下，若河道长期人工干扰严重，自然状态下的流量数据年份不足，此时可采用自然状态下近10年左右的流量数据。

根据我国的北方河流的实际需水特点，对于Tennant方法的水期划分要进行改进。在我国北方内陆河流中4月-6月为河流鱼类产卵和各类植物复苏生长的高峰期；7月-10月为传统意义上的雨季，降水丰沛，河道水量明显增加，流量变大；11月一次年3月降水较少，河道水量较小，受温度影响，有些河段甚至出现结冰现象，河流的水生动植物进入冬眠期，生态需水量相对较小。因此，将河流生态需水按季节划分为三个时段能更好地反映河流实际的来水过程。依据Tennant法的环境流量标准确定三个用水期的环境流量标准见表1。

2.3湿周法计算模型

湿周法是以湿周作为衡量栖息地质量的指标，来估算河道内流量最小值的方法。它根据河道的水力特性参数，如湿周、水力半径、平均水深等，由实测的河道断面湿周与断面流量之间的对应关系，绘制湿周流量关系曲线，该曲线上的突变点对应的流量值即为河道最小生态流量。本文采用湿周法中的斜率法对清溟河环境流量进行计算。

（1）建立湿周-流量关系。

依据典型性、稳定性和实用性的原则选择河道断面，结合断面的形态依据表2来建立湿周-流量关系，并进行曲线拟合。

（2）确定临界点。

取湿周-流量关系曲线上斜率为1的点为临界点，对函数p（q）求导，使dp/dp=1成立，即可算出最小生态流量q。

3清溟河环境流量计算结果分析

清溟河属淮河流域沙颍河水系，发源于新郑市，流经长葛市、许昌县、魏都区（许昌市区）、临颍县、鄢陵等县（市、区），至鄢陵县陶城闸下汇入颍河，全长149 km，流域面积2 362 km2。流域水系图见图2。

3.1基于水质水量平衡模型计算结果分析

清溟河省控临颍高村桥断面的“十二五”省政府责任目标、消除劣V类水体目标和水环境功能区划水质目标具体目标值见表3。

结合上述水质目标要求，以2014年水质及流量数据为基准，不同的水质要求设定不同的计算条件，开展环境流量计算，具体计算条件如下：

（1）“十二五”省政府责任目标测算条件：考虑2014年流域规划、碧水工程计划中相关治污工程已建成、碧水工程计划中相关治污工程已建成，上述工程2015年正常运行。

（21消除劣V类水体目标：入河工业点源、集中污水处理厂有地方流域标准的按标准要求的排放浓度达标排放计算，无流域标准的工业点源按《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）一级标准（COD≤100mg/L、氨氮≤15 mg/L）达标排放计算，集中污水处理厂按《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A标准（COD≤50 mg/L、氨氮≤5mg/L、生活污水处理率≥85%）达标排放计算。

（3）水环境功能区划水质目标：入河工业点源执行COD≤50 mg/L、氨氮≤5 mg/L，集中污水处理厂执行COD≤40 mg，L、氨氮≤3 mg/L。

依据上述计算条件，2014年清溟河现状年平均流量为2 03 m3/s，为实现不同水质目标，清溟河高村桥断面处所需新增环境流量见表4。

由于实现三种水质目标所需环境流量的计算条件与目标值均不同，所以计算结果不能相互比较，但可以看出通过工业点源和集中污水处理厂的进一步提标，可以减少为实现水质目标所需的新增流量。

3.2基于Tennant模型计算结果分析

依据清溟河三里桥水文站1958年-1970年的流量数据，采用Tennant法计算清溟河生态系统所需的环境流量见表5。

Tennant法计算所得清溟河生态系统所需的环境流量适宜范围采用“好”级别的流量范围，为0.16-1.67 m3/s，其中丰水期适宜流量范围为0.75-1.67 m3/s、平水期0.16～0.37 m3/s、枯水期0.16-0.49 m3/s。适宜的流量过程见图3，从枯水期到丰水期所需的流量有呈骤然增加的变化趋势，平水期和枯水期则变化不大。

3.3基于湿周模型计算结果分析

（1）典型年的选取。

根据清溟河三里桥站1958年-1970年历年流量数据进行水文频率计算，选取频率P=25%、P=50%和P=75%所对应的年份作为丰水年、平水年和枯水年的典型年。三里桥站水文频率和典型年计算结果见表6。

（2）断面特征。

因清溟河三里桥水文站o实测断面资料，使用2009年清溟河河道治理工程设计断面图作为研究断面（图4），断面为梯形的硬质化河道，底宽6=15m，边坡系数m=0.833。

（3）计算结果。

根据梯形断面流量和湿周关系公式（表2），计算各典型年各月平均流量对应的湿周，并进行曲线拟合，不同水平年的流量湿周关系曲线见图5。

采用斜率法确定临界点，得出各典型年环境流量为：Q（P=25%）=q，Qm=1.05 m3/s，Q（P=25%）=0.03 m3/s，Q（P=25%）=0.01 m3/s。为了验证该方法计算结果是否符合实际情况，将湿周法计算结果与Tennant法计算结果进行对比分析，见表7。

由表7可知，湿周法计算清溟河三里桥断面P=25%丰水年河道内环境流量超出Tennant法所设定鱼类产卵育幼期和一般用水期中适宜环境流量，而P=50%平水年和P=75%枯水年环境流量远远小于Tennant法所设定鱼类产卵育幼期和一般用水期中最小环境流量，其中S水年（1963年）生态水力学法计算环境流量结果为Tennant法设定的鱼类产卵育幼期适宜环境流量的129.6%，得到了Tennant法的验证，而平水年和枯水年的环境流量计算结果不能采用。造成这一结果的原因可能为清溟河三里桥水文站流量数据序列只有14年，且其中枯水年比例较高，导致经验频率计算结果不能很好地反映三里桥站真实的水文频率。本文采用丰水年计算结果即环境流量为1.05m3/s。

3.4环境流量计算结果整体分析

（1）河道应保障的常态环境流量。

湿周法计算得出的结果为1.05 m3/s，是全年的平均流量，没有分不同水期和月份计算，而Ten-nant法计算所得为每个月份的较适宜的流量，由Tennant法计算的“好”级别的流量值可以看出，只有7月、8月的流量大于湿周法所计算流量，其他月份均小于湿周法计算流量。为最大程度地保障河流生态系统所需流量，7月、8月份采用Tennant法计算值，其他月份均采用湿周法计算值，则清溟河河道应保障的常态环境流量计算结果见表8。

（2）河道改善水质所需应急补水。

根据实现不同水质目标所需环境流量计算结果，实现“十二五”省政府责任目标是最为迫切的，需新增环境流量为1.5 m3/s；而消除劣V类水体目标和水环境功能区划水质目标是假设进一步提标排污条件下，远期才能实现。因此，近期清溟河河道改善水质所需的环境流量为1.5 m3/s。

4结论

（1）环境流量是能够满足河流系统生态环境功能所需流量，应结合河流功能特点界定环境流量的组成并选择适用的计算方法。

篇（4）

1、生态水文学的发展

水文学(hydrology)是地球科学的一个重要分支，它研究地球上水的起源、存在、分布、循环和运动等变化规律，并运用这些规律为人类服务的知识体系[1]。自从科学界公认水圈、岩石圈和大气圈都从地圈中分离出来，并作为地球的独立圈存在后，水文科学的形成就有了其基础和地位[23]。

人类进入20世纪末，由于社会经济发展，人与自然的冲突加大，生态环境问题愈来愈突出，如湿地的退化、河道断流、入海水量减少、水体污染加剧等等。近20年来，生态学家们愈来愈意识到水文过程对生态系统功能的重要影响。但是，缺乏了解水文过程与生态系统植物群落变化与相互制约的内在联系。同样，过去水文学家关心最多的是洪水与干旱的成因、工程水文的实际的设计应用等。但是，随着生态与环境问题的重视与提出，愈来愈多的水文学家开始关注与水相关的生态问题，例如流速如何影响河道内的植物生长？河川径流的情势与滨岸生境生态过程之间是如何相互作用与联系的？由于水文循环联系地球系统地圈~生物圈~大气圈的纽带作用，水文循环过程的变化与其相关的生态环境的变化交叉研究与社会需求，产生了新的学科生长点，即生态水文学(eco-hydrology)。

生态水文学是20世纪80年代以后逐步发展的一门新兴交叉学科[1-20]。它重点研究陆地表层系统生态格局与生态过程变化的水文学机理，揭示陆生环境和水生环境植物与水的相互作用关系，回答与水循环过程相关的生态环境变化的成因与调控。利用生态水文学原理可以积极地用来保护和改善自然景观，正确指导生态环境脆弱地区的生态环境建设与水资源管理。

生态水文学的提出与发展大致在20世纪70年代以后。早期的生态水文学主要定义在生态湿地系统范畴。例如，1996年wassen等学者专门撰文[44]，认为“生态水文学是一门应用性的交叉学科，旨在更好地了解水文因素如何决定湿地生态系统的自然发育，特别在自然保护和更新方面有重要价值”。

1971年，联合国教科文组织（unesco）正式启动人类生物圈（mab）计划，水生生态系统研究成为该计划中的一个重要项目。第一阶段的会议于1986年在法国图卢兹召开，主要讨论了土地利用对水生生态系统的影响。会议期间，确定了一个具有决定性意义的主题：陆地生态系统和水生生态系统之间的过渡带，对生物化学循环和景观镶嵌体具有重要的调控作用。因此，过渡带的研究被推荐为unesco未来生态系统工作的重点。它是生态水文学发展的雏形阶段。

1988年，unesco组织了过渡带研究的国际专题研讨会。期间，国际应用系统分析协会和匈牙利科学研究院筹划了水陆过渡带功能方面的合作研究项目，试图通过对生态过程的充分理解，确定过渡带恢复或重建的管理思想。

1996年9月在法国召开了“小流域生态水文学过程”研讨会。会议共收到30篇论文，研究集中在小尺度上，内容主要包括土壤和大气相互作用的模拟，径流产生过程和水流路径、水量和水文生物地球化学行为等。在这次会议中，还讨论了分区和尺度的影响问题，分析了气候变化对水文行为和数量的影响。1997联合国教科文组织出版了“小流域生态水文学过程”会议文集。

联合国教科文组织（unesco）国际水文计划（ihp）是由世界各个国家政府组织参加、在国际上有重要影响的水科学及其相关的水资源和环境科学的大型国际研究计划。从1965-1974联合国科教文组织实施国际水文十年（ihd）计划后，ihp已经执行了五个阶段，其中：第一阶段（ihp-i，1976-1980）着重人类活动影响，水资源与自然环境之间关系的研究；第二阶段（ihp-ii，1981-1985）着重于把研究领域扩大到各个特定的地理、气候区域，并向着综合利用水资源的水问题方向发展；第三阶段（ihp-iii，1986-1990）定名为“为经济、社会发展合理管理水资源的水文学和科学基础”，除继续把水文科学作为重点外，把计划内容扩大到合理管理水资源；第四阶段（ihp-iv，1991-1995）研究计划重点是“大气-土壤-植被”之间的水循环关系，全球气候变化对陆地水文过程的影响。

ihp第五阶段（ihp-v，1996-2001）方向是“脆弱环境中的水文水资源开发”，由三个模块、八个主题和31个计划项目组成。模块1的资源过程与管理研究中主题2是“地表生态过程”。生态水文学是ihp计划的核心内容[14-19]。之后，生态水文学得到了迅速发展。从1996年到2002年，联合国教科文组织国际水文计划召开了一系列生态水文学研讨会。

1997年国际水文计划出版了专集：生态水文学—水生资源可持续利用的新范例。文集指出生态水文学主要是为了研究水循环过程、机制与生物、非生物之间的相互关系。水生环境的水量、水质和某些过程，不仅受气候因素的控制，而且在很大程度上受生物因素的影响。因此，生态学和水文学知识的综合，被认为是一个研究水和生物关系的合适的新工具。这本书首次提出了新的、具有挑战性的概念——生态水文学，建立淡水资源可持续发展的基础。图1表明了生态水文学与以往生态学和水文学思维的不同方式：

1998年5月在波兰召开了unescoihp-v2.3-2.4工作组会议。同年，出版了会议文集，主要包括以下4个方面的内容：1）介绍了生态水文学的框架和研究领域；2）提出了当前存在的缺点和未来发展路线；3）宣传生态水文学的概念，认为河流生态系统是受水文过程控制的“超有机体”。确定生态水文学研究的目标为：（a）比较和评价现有的水文和生态过程相互关系的信息；（b）评论预测的潜力、确定未来研究最重要的方向；（c）识别与水文过程相关联的环境问题层次；（d）定量生物因素、非生物因素之间的联系以及它们在水中的沉积物质、营养物质和污染物质运输、转化中的作用，以确定从区域到流域尺度上的转移路径；（e）以可持续发展为目标，建立可操作性的程序交互平台以及科学家、政策制定者和决策者之间新的思维方式。这一出版物为生态水文学的研究提供了指导作用。

1999年9月8日至22日，ihp-v组织了生态水文学研究进展方面的会议，在不同科学团体之间交流了生态水文学的研究成果。会议为来自24国家的不同领域的年轻科学家提供了辩论的机会。在生态水文学和水资源管理方面，科学家交换了基础性研究和应用研究的最新观点。基于研究过程中得到的数据和知识，科学家讨论和提议了生态水文解决环境问题的潜在办法。2000年出版了生态水文学研究进展文集。

需要指出，ihp-v中生态水文计划的核心目标旨在从流域观点、从河流系统与自然社会经济的联系中，理解生物和物理过程的整体性，以提高水资源的管理水平。专家们认为，当今世界范围的水资源问题已经受到来自全球气候变化和人类自身经济开发活动的巨大影响与挑战。在面对不断变化环境的水资源管理中，生态水文学的研究方法和思想将是最好的、可持续的方法。这一范例认为，流域就好像一个超有机体，它具有反抗压力的抗性和弹性特征，是面对变化环境下水资源可持续管理的最有效的一个工具。

1999年，为倡导生态水文学方面的科学研究，国际知名的英国水文研究所正式改名为“生态水文学研究中心”。

同年，英国谢菲尔德大学（sheffielduniversity）自然地理系andrewj．baird博士和德比大学（derbyuniversity）自然地理系高级讲师、美国国家大气研究中心项目科学家robertl．wilby博士共同编著出版了《生态水文学》。它是综述有关陆生环境和水生环境植物与水分关系问题方面的第一本书，阐述和探讨了各种环境植物与水分相互作用问题。该书对于水文学家、生态学家、自然保护学家以及研究生态系统、植物生活和水文过程的其他学者有很大的参考价值。中国科学院寒区旱区环境工程研究所赵文智和王根绪博士翻译出版了该书的中文全文[44]。

目前，在生态水文学或水文生态学的研究领域，活跃着一大批科学团体，使得这一领域的研究有了很大的发展。在联合国教科文组织国际水文计划（unescoihp）-v(2.3/2.4)的支持下，由maciejzalewski组织出版了一系列“生态水文学”专集，是一个里程碑。以后“生态工程杂志（eej）”杂志、“水文科学杂志（hsj）”都出版了“生态水文学”专刊。以zalewski为特约主编致力于生态水文学研究的新期刊。国际水文科学协会（iahs）也专门由acreman博士主编了“水文生态学”有关专集。

进入21世纪后，国际水文计划（ihp）实施2002-2007年新的第六阶段计划，方向确定为“水的相互作用：来自风险和社会挑战的体系”。主要的不同点是需要考虑下面若干方面新的研究与挑战的问题，即：地表水与地下水、水文循环的大气与陆地部分、淡水与咸水、全球化的流域与河流尺度、质与量、水体和生态系统、科学与政治、水与文化。它由五个主题组成：主题1、全球变化与水资源；主题2、流域地表水与地下水动力学集成；主题3、陆地生境水文学；主题4、水与社会；主题5、水教育与培训。其中主题3的陆地生境水文学仍然是生态水文学核心内容。

总之，生态水文学是现代水文科学与生态科学交叉中发展的一个亮点，它以生态过程和生态格局的水文学机制为研究核心，以植物与水分关系为基础理论，将尺度问题贯穿于整个研究之中，研究对象涉及旱地、湿地、森林、草地、山地、湖泊、河流等。因此，生态水文学的发展对我国生态环境建设，将会有重要的促进和推动作用。

2.国内外生态需水研究的问题

生态需水（ecologicalwaterrequirements）是生态水文学中的一个重要的研究课题。凡是联系到与水相关的生态系统自然发育、气候变化和人类活动干预下的生态系统退化等问题，都需要回答维系生态系统所需求的水或者河川径流等问题。在国际上提出生态需水的概念与研究生态需水的理论与方法，已经有了一段历史。在我国，生态水文学的研究刚刚起步，生态需水理论与方法还有待于发展与完善。

早在20世纪四十年代，随着水库的建设和水资源开发利用程度的提高，美国的资源管理部门开始注意和关心渔场的减少问题。美国鱼类和野生动物保护协会对河道内流量与鱼类生长繁殖、产量的进行了许多研究，提出了河流最小环境(或生物)流量的概念，已有学者撰文强调了河川径流作为生态因子的重要性。

在20世纪70年代后，澳大利亚、南非、法国和加拿大等国家针对河流生态系统，比较系统都开展了关于鱼类生长繁殖、产量与河流流量关系的研究。以大马哈鱼的河流生境（habitat）需水为例，加拿大哥伦比亚大学（ubc）有关学者通过大量的实地调查，分别获得了维系大马哈鱼到淡水河流繁衍所必需的河流生境的基本生态需水基本数据，其中包括适宜的流速和水深等。进一步，他们绘制了大马哈鱼繁衍所必需的河流生境质量的高低与基本生态需水（流速和水深）之间的曲线关系。

为了保护水生生物或生境，通常是基于河流物理形态、鱼类和无脊椎动物确定最小或最佳的生态需水流量。但是，这一流量仅仅考虑了渔业的流量需求或者湿地对水的需求，并没有体现生态系统的完整性。国外学者g.e.,petts认为，在河流管理中生态的需要与河流流量变化特征相联系应该至少考虑3个方面，即：（1）纵向的连接；（2）洪泛平原的流量；（3）维持河道的流量，包括最小的和最适宜的流量。基流流量的自然频率和持续时间也应加以考虑，无论何时，都要尽可能地保持生态可接受的流量变化。

gleick提出了基本生态需水量的概念（basicecologicalwaterrequirement），其概念实质是生态建设（恢复）用水[10]。falkenmark区分了绿色水（greenwater）和蓝色水的概念，指出从“蓝色”水的社会利用部门转向利用“绿色”水的生态系统中来，这种“绿色”水储存在土壤中用于蒸发或合成植物有机体。事实上，“绿色”水就是生态需水的概念，这种“绿色”水的概念适用于水生生态系统和陆地生态系统。

直到20世纪90年代，随着国际水文计划等大的项目推进，研究的对象开始打破过去局限于所关心的物种（如鱼类）或某一单一目标的情景，人们才开始考虑维持河流系统完整性的生态流量需求，提高对河流生态系统保护的有效性。但是，由于在西方发达国家，并没有中国西部如此生态问题的多样性和复杂性，因此，他们对生态需水的研究主要集中在维系自然生态系统平衡的方面，比较少考虑高强度人类活动大量挤占生态需水的现实问题。

中国是一个降水时间空间分布非常不均匀、人口压力大的发展中国家。人口、资源与环境的矛盾比较突出。就中国西部地区而论，20世纪90年代以前的水资源规划与配置管理中，很少涉及生态环境建设与生态需水问题。水资源可持续利用与合理配置是从国家“九五”攻关项目开始，提出的“生态需水”是一个新生事物。在中国，由于生态水文学基础研究起步比较晚，大家对于“生态需水”概念的理解也不尽相同。许多国内文献书籍、研究报告出现有“生态需水”、“生态用水”和“生态耗水”多个名词。有人认为它们的概念与涵义是不同的，但是有人认为它们都是指一回事（见文献[22]、[26-46]）。

1989年，中国科学院地理研究所汤奇成较早提出生态用水问题[45]。他认为“为了保证塔里木盆地各绿洲的存在和发展，必须要保护各绿洲的生态环境，而生态环境的保护也离不开水，这部分水可统称为生态用水”。1995年[46]，他认为“对生态环境用水很少或根本没有安排，这种情况必须彻底加以改变，否则干旱区绿洲外的环境将日益恶化；应该在水资源总量中专门划出一部分作为生态环境用水，另一部分为国民经济各部门的用水，包括工、农业及城市生活用水等”。以后许多专家学者对生态需水、生态用水和生态耗水等，提出不同的观点、定义和研讨，丰富了生态需水的理论与学术研究。

2001年，由钱正英、张光斗主编正式出版了的中国工程院重大咨询项目研究成果“中国可持续发展水资源战略研究”[27]。提出我国水资源的总战略必须以水资源的可持续利用支持经济的可持续发展；建议从防洪减灾、农业用水、城市和工业用水、生态环境建设等8个方面实行战略性改变，在中国大地上真正展开一场提高用水效率的革命。在该报告中，对生态用水做的定义是：“从广义上说，维持全球生物地理生态系统水分平衡所需用的水，包括水热平衡、水沙平衡、水盐平衡等，都是生态环境用水；狭义的生态环境用水是指为维护生态环境不再恶化并逐步改善所需要消耗的水资源总量。”。

在学术研讨方面，潘启民等把生态用水理解为生态需水量（状态值）和生态耗水量（动态概念）两个概念[47]。严登华等把河流水可划分为生态水、资源水和灾害水[30]。王芳等通过她的博士论文研究探讨了生态需水理论问题[38-39]，将生态需水概念界定为：为维护生态系统稳定，天然生态保护与人工生态建设所消耗的水量。将生态需水划分为可控（非地带性）与不可控（地带性）生态需水和天然与人工生态需水。刘昌明强调要在研究水循环和水量转化规律的基础上确定生态需水的理论内涵，提出陆地系统中的水可分解为资源水、灾害水、生态水和环境水。生态需水研究面临许多新的挑战。

笔者们参加了中国工程院重大咨询项目“西北地区水资源配置、生态环境建设和可持续发展战略研究”。有几个不同的观点：（1）我们理解的国际水文计划（ihp）研究意义上的生态需水，是指以水文循环为纽带、从维系生态系统自身生存和生态功能角度，相对一定生态环境品质目标下客观需求的水。例如，为了维系河流某鱼类的生境，需要必须的基本水文特征值保证（如一定的河川基流、一定的水流速度、水深要求等），生态系统对水资源需求的大小需要通过科学实验与观察获得，并不是人们主观要给出什么样的水资源配置。水的配置是针对水资源管理、不同水的用户即用水而言。因此，就应该有生态耗水和用水的概念，它们与生态需水有区别也有联系。（2）中国工程院重大咨询项目中所指的“生态需水”不同之处，在于为水资源的合理配置服务、为生态建设（林草，河道生态功能要求）服务的生态需水。所以，国际上提出的生态需水概念需要讨论与扩展。通过讨论，有比较一致的看法是：

生态需水是指维系一定环境功能状况或目标（现状、恢复或发展）下客观需求的水资源量。进一步，对中国西部生态环境建设研究工作的目标，生态需水可以理解为维系一定生态功能的环境目标（例如维系现状生态系统不再退化、恢复某个时期的生态景观、或者具体目标如黑河水必须要到东居延海等）下科学意义下生态系统需求的水资源。它是生态环境建设重要的科学依据。

生态耗水是指现状多个水资源用户（生产、生活和生态）或者未来水资源配置（生产、生活和生态）后，生态系统实际消耗的水量。它需要通过该区域社会经济与生态耗水的平衡计算确定。生产、生活耗水过大，必然挤占生态耗水。

因此，生态需水与生态耗水是有不同的含义，既有联系又有区别。例如，在黄河上游地区，自然降水条件下一般能够满足天然植被蒸散发对水的需求（降水p大于蒸散发e），因此，生态需水估计的数量比较小。但是，由于人的行为通过水土保持等措施建设林地，耗用（减少）了输送到河流下游的水资源量。人们往往称这部分耗用（减少）的实际水量为生态耗水量。所以，在黄河上游地区生态需水量与生态耗水量是有不同的。

相比之下，在西北内陆地区河流的下游，由于内陆地区河流的下游降水非常少，为维系胡杨林生态系统生存，估计的生态需水将完全占用河川径流量。维系胡杨林生态系统的生态环境用水也完全取决与能够提供给下游的河川径流量。在某种意义下，维系胡杨林生态系统的生态需水量也就是生态耗水量。

因此，生态需水与生态耗水的概念在西部地区既有联系又有区别。通过生态需水的估算，能够提供维系一定的生态系统与环境功能所不应该被人所挤占的水资源量基本的信息，它是西部地区水资源可持续利用与生态环境建设的基础，它也是估计在一定的目的、生态环境建设目标或配置条件下，生态环境耗水大小的基础。通过对生态需水和生态耗水的估计，能够分析人对生态需水挤占的程度，决策生态环境建设对生态环境用水的合理配置。

3.中国西部地区生态需水研究的挑战

水是干旱区的关键生态因子,植被的组成和结构由水密切控制,同时在各种尺度上对水产生重要的反馈作用。因此，在干旱区，研究生态学和水文学的相互关系，研究生态需水问题，对干旱区生态建设的模式和生态恢复至关重要。一方面，干旱区水文过程对植被生理特征和格局成因产生影响，同时植被对水土流失具有控制作用。

生态需水的实质是生态系统结构、功能和水分之间相互关系问题。生态需水是生态水文学研究的重要内容之一，只有建立在流域水循环基础上通过生态水文学理论的指导，生态需水量的确定才会更合理。目前在生态需水估算方面，面临许多挑战的问题。主要有：

3.1干旱区植被对缺水的适应机制研究

研究表明，干旱区的某些植物具有水分补偿能力，即利用冬季（低强度）降水补偿夏季干旱用水，冬季干旱就以夏季降水来补偿，这大概是灌木在这种环境中得以与一年生植物竞争的一种手段。另外，在干旱区，植物为了适应荒漠环境，具有许多生理结构上的变化。国外学者ewenari把荒漠植物分为两类：一类是随水变植物，这类植物对极端干旱具有许多生理上的适应性；但大多数植物属于恒水植物，这些植物对干旱有许多适应机制。不同植物的水分利用效率的、对水分亏缺的生理响应机制等研究，将为植被建设和恢复提供理论支持。

3.2植被格局成因的控制性因素研究

干旱区植被最显著的特点就是低覆盖度。研究表明，如果干燥度系列从p/etp>1（降水量与潜在蒸发量的比值）降到<0.3，就会发现潜在植被从全面覆盖而经一系列破碎的植被冠层到植被处于斑块状分布状态。近期研究表明，在黑河下游，随着上游来水的减少，不同景观类型的面积、数目和优势植被发生了很大的变化。在干旱区，胡杨、柽柳的空间分布普遍呈紧缩分布现象，当干旱程度有所减缓时，植被在空间上的分布相对较为分散。在防止土壤侵蚀的人工植被建设方面，由于只考虑植被盖度和高度，忽视了斑块格局及其配置方式。所以出现了北方人工植被土壤旱化、稳定性低的问题。以上说明了水分动态影响植被的分布格局，但这种分布格局如何响应水文过程的变化，它的生态学意义何在？植被的这种自然分布格局能否指导干旱区植被恢复等均有待研究。在今后的研究中，应加强植被类型、格局的生态水文学和生态需水研究。

3.3植被格局对水土流失、土壤侵蚀的定量化研究

在干旱地区，植被多呈斑块状分布，这种分布对改变水分径流的路径、减缓水蚀，提高斑块内的土壤水分含量等都具有重要意义。尽管对植被斑块的丛生状况有所认识，近来理论方面的研究和模拟方面的研究也有助于了解这一过程，但对这种现象的生态机制却知之甚少。这种缀块分布格局如何影响径流？这种格局的生态学意义何在，都是值得探讨的问题。另外，应加强大时空尺度上的植被格局和水文过程的关系研究。

分析干旱植物在水分胁迫下的群落组成结构、分布格局与演变过程，始终是干旱区生态水文科学研究的重要领域，迄今为止，关于这方面的研究未能取得突破性进展，尤其是群落演变的生态机理仍然处于未知阶段。近年来，关于干旱区植物分布如何影响径流和水分分布，以及如何调节干旱区侵蚀等问题的研究受到广泛重视，同时，大尺度“土壤—植被—大气”传输相互作用以及干旱区植被随气候变化的演化也是目前生态学家和水文学家共同感兴趣的话题。

3.14区域生态需水估算方法研究

我国的生态水文学基础研究刚刚起步。尽管在一些方面已经取得令人鼓舞的成果，如陈亚宁在新疆塔里木下游生态需水方面新的研究等，但总的看，目前处在初期发展阶段，没有比较成熟的估算方法，还存在这样或那样的问题，需要多途径比较与发展。

现行的区域生态需水估算方法主要思路是：依据不同气候带与降水等条件，开展自然生态系统分区，确定生态需水计算的不同类别的生态-水文参数；利用遥感提供中国西部区域土地利用信息，确定生态需水计算的不同类别的范围；通过不同植被类型的蒸散发计算、流域降水-径流计算确定河道外生态需水（地带性和非地带性的生态需水）以及河道内生态需水；最后利用水资源分区的水量收支平衡控制，估算生态需水或生态耗水总量。

由于对于生态需水概念理解的不同，实际中生态需水估算的方法就有不同或者差异。例如，按维护现状生态系统不再退化的理解，就会有一套基于2000年的遥感图，依生态分区，分类以及用总水量平衡核算的核算方法。按生态建设目标（过去，现状和未来），又有不同数量的估算方法。

客观说，基于生态水文学的研究思路是估算生态需水的基本途径，它从成因观点估算流域的生态需水，有比较好的理论依据。但是，由于西部地区生态环境问题的复杂性，特别是缺乏必要的生态水文过程与空间变化的资料，由点的植被蒸发扩展到面的植被耗水机理的尺度问题等，导致目前估算有一定困难与结果的差异。现行的水量平衡方法估算生态耗水，能够从宏观总量上给予控制，但是生态需水的精度取决于水资源平衡中其它耗水部门估算的正确与否。因此，在区域生态需水估算方法不成熟的情况下，鼓励多种途径方法的相互比较和佐证，可能比一种方法为好，这也是新生事物学科发展所需要的。如何在有限水文水资源资料和生态监测资料条件下，获得更为客观与科学的生态需水估计，的确是一个重要的挑战性任务与课题。

4.结语

生态水文学是一种对环境有利、经济可行和社会可接受的有效方式。由于生态退化等问题的出现，生态水文学成为国际研究的热点问题之一。本文回顾了生态水文学的发展历程，讨论了生态需水研究明亮的问题与挑战。它们作为生态环境建设的基础与学科发展，有如下几点认识与建议：

（1）优先、重点保护原则：在西北地区，由于水资源匮乏，不可能保护所有的生态系统，只能优先保护控制性生态系统，满足控制性生态系统对水分的需求。在此基础上，进一步形成保护干旱区生态系统的网络结构。干旱区流域下游荒漠绿洲是外来径流作用的产物，绿洲景观结构及组成类型的空间分布严格受河流廊道影响。因此，若把河流两岸乔灌木林和河岸灌丛草甸视作河流廊道的构成要素，则荒漠绿洲的高级生物组成实质就是河流廊道。在干旱区河流廊道不仅具有传输能量与养分的功能，而且是绿洲生物流的载体和传导源，为维持整个流域生态系统的稳定发展奠定了坚实的基础。所以干旱区河流廊道就是控制性的生态系统，生态需水应该优先得到满足。

篇（5）

然而，一年多来，社交电商的概念很少提及了，反倒是朋友圈电商、人人电商、微店等依托微信社交生态产生的“微商”引起了社交震荡。在朋友圈卖面膜、卖眼睫毛、卖女装、卖佛珠还有一些做海外代购的生意越来越多，单月流水竟可达到数十万乃至上百万的水准，制造了一个个创富神话不说，更是释放了大众对于微商美好未来的全部想象。

微商陷入“传销化”困境

但，好景不长，最近微商陷入了“传销化”的舆论炮口之下。其实称之为“传销”并不合适，有点舆论情绪上的排斥反感，因为传销是直接以发展“人头”下限来非法获利的，微商的内核毕竟还是商品本身，只不过是在商业模式上有所偏离，沾染了“传销”的味道。如果按照人人电商的概念，微商借助社交化平台是可以大有作为的，为何如今落到被“传销化”的境地了，原因是微商病态化了，生存环境越来越艰难，甚至有点病入膏肓了。

一、在微信社交平台成长初期，尝试做微商的人比较少，贴近商业本质，整个微商生态较为良性，确实有不少微商主赚到了钱，但随着微商创业者的鱼龙混杂汹涌而入，竞争者多了，卖同一品类的微商面临着残酷的竞争，有不少微商主急功近利，弄虚作假，把这个微商生态搞混了。

二、一开始，社交软件还是个比较新鲜的产物，朋友圈里出现个别做生意的个人，只要不是严重刷屏，大家还是有一定接受度的，而现在，微信生态成熟了，熟人圈关系基本确立了，大众对朋友圈充斥的太多刷屏卖卖比较反感，遇到了就会自动屏蔽，很多微商主前期积累下的社交关系链中有效用户占比越来越小。

三、很长一段时间，借助微信平台做生意，微信官方的态度是睁一只眼闭一只眼，但随着微商生态的恶化，微信迫于压力，不得不实施一系列平台政策进行压制。比如：限制微信公众账号引导式分享，限制微信好友5000人上限，加强举报处理等等。

种种困境之下，很多做微商做生意的逻辑发生了改变，过去还是以商品买卖为根本，现在都以扩大层级为盈利点，一个总代如果有10个一级，每个一级下面又有50到100个二级，以这样模式来出货，到最后，总代都不需要担心货有没有真正卖到消费者手里，反正只要分发给商钱就到手了。而产品怎么样，消费者用的怎么样，反倒不怎么关心了，如此这般，命运真得堪忧啊。

微商离社交电商有多远？

从形势上来看，微商处境并不乐观，是否意味着“社交电商”走向穷途末路了？要搞清楚这个问题，需要阐明微商跟社交电商的关系，其实微商正是借助社交红利自然衍生出来的社交电商初级模式。成熟的社交电商生态应该是这样的。

一、流量问题：社交平台本身是个庞大的流量入口，用户黏性比较高，用户大部分碎片化的时间都消耗在社交软件上，如果把这些流量转化成电商流量，其商业价值不可预计，而且这些流量都是自然成圈层小生态的，一个卖面膜的，只要有1000个女性潜在客户群体，生意就会持续做下去，相比之下传统的电商生态本质上还是地产出租的概念，过于中心化，店家过多依赖平台的广告位推荐，搜索优化推荐等，流量分发存在天花板。

二、信任问题：传统的电商生态需要依托第三方平台做信任中介支撑，需要长时间的积累和习惯培养。而社交平台天然具有熟人关系的基因，用户之间容易建立信任，能够降低交易门槛。很多微商到现在都是先付款后发货，完全没有第三方平台保障，用户的信任起主导作用。

三、传播问题：传统的电商生态口碑和品牌的参考标准都是消费者口碑评价，这种硬参考有效，但是可能会存在刷单和刷好评的弄虚作假行为，况且这些口碑信息还是被隐藏的，需要自主去搜索。而全新的社交电商生态口碑是在熟人间传播，分享传播会直接通过朋友圈平台迅速传开，一个好评的传播影响是呈梯级的，很容易通过二次传播被无限放大。微商作为社交电商的初级模式，能享受到流量、信任、传播上的一切红利，在发展早期一切都是失控的，而一些原本好的方面如果使用不好，很容易造成负面效应。从微商到社交电商的全面爆发，需要的是只是时间积累和沉淀，不断有新问题爆发，然后出现新的解决办法，趋势是挡也挡不住的，是这样么？

社交电商面临的挑战

此次微商爆发的脱离商业本质的病态化问题，算是微商向社交电商模式探索的一个比较大的障碍，跳过这个坎前景很美好，跳不过生死未卜。不过，过早的问题暴露，倒是能让我们认识到社交电商模式可能存在的严峻挑战。

篇（6）

中图分类号x171.1文献标识码a文章编号 1007-5739(2010)23-0254-02

1国外研究动态

早期的研究是关于河道枯水流量(low-flow)的研究[1-2],这个时期主要是为了满足河流的航运功能对枯水流量进行研究。随后,由于河流污染问题的出现,开始对最小可接受流量(minimum acceptable flows,mafls)进行研究[3],其最小可接受流量除了满足航运功能外,还要满足排水纳污功能。随着河流受人为因素影响和控制的加强,河流生态系统结构和功能遭到破坏,生态可接受流量范围(ecology acceptable flow regime,eafr)的研究逐渐展开[4],其主要是为了恢复河流生态系统功能,为满足不同的环境要求而进行生态可接受流量范围的研究。

目前,国际上对河流的生态环境需水量使用较为广泛、通用的概念是枯水流量。近10年来,为了促进水文水资源研究,国际之间加强了合作,其中包括对河道枯水流量的研究[5],如frend(flow reg-imes from experimental and net data)行动计划,第一个行动计划由水文组织(institute of hydrology(uk))倡导,并为1985—1988年的国际水文计划方案ⅲ(uneso international hydrological programme-ⅲ)做了部分工作[6]。这个组织包括13个欧洲国家,主要是应用国家水流量(水文)数据库及不同的研究方法,预测河流的洪、枯水流量,分析和研究了欧洲西北部1 350条河流的的枯水流量状况[7]。研究集中在应用水力学参数研究枯水流量与流域河床组成特性之间的关系,以及研究不同频率不同时段年均流量(mean)与最小流量(annual minima)和枯水流量(low-flow)之间的联系等,第1个欧洲frend行动计划采用了西欧国家网络提供的精确的日流量和相应的流域资料数据库。随后,frend行动计划开始向横向(包括东欧国家)和纵向(扩大到大尺度问题、方法问题、枯水流量和洪水流量条件下流域土地利用的变化,水质等问题的研究)的研究方向发展[8-9],其研究的深度和广度不断扩大。

目前,frend组织很快扩展到欧洲及世界其他许多地区和国家,如西非、中非、北非、地中海地区及中亚地区,印度及南亚地区等,最近正在进行的frend行动计划将其研究成果概括在frend报告中[10],最新成果有:北欧地区枯水流量和干旱研究;南非区域水资源和干旱评估方法研究;西非、中非地区雨量减少对枯水流量长期影响研究;枯水流量时间系列与断流分析;地域性生态水文学理论和水资源统一管理的论述等。总之,国际上在水资源领域的合作使得先进的研究技术和手段应用到更多的具有水文数据库的国家和地区,特别是在流域枯水流量的研究方面,显得更为突出。

国外河流生态环境需水量的研究内容概括为:河道流量与鱼类生息环境关系的研究;河道流量、水生生物与do三者之间的关系的研究;水生生物指示物与流量之间的关系研究;水库调度考虑生态环境、生态环境水量的优化分配的研究;生态环境用水与经济用水关系研究等[11-13]。

国外较为通用的研究方法可分为3类[14]:一是传统的流量计算法(标准流量法);二是基于水力学基础的水力学法;三是基于生物学基础的栖息地法。

(1)标准流量法。一是7q10法[15]。采用90%保证率最枯连续7d的平均水量作为设计值。二是tennant法[16]。是美国目前使用确定河道生态环境需水量的一种方法,河道流量推荐值以预先确定的年平均流量的百分数为基础。该法通常在优先度不高的河段研究中作为河道流量推荐值使用,或作为其他方法的一种检验。

(2)水力学法。一是r2cross法[17]。在计算河道流量推荐值时,由河道几何形态决定的水深、河宽、流速等因素必须加以考虑。有4项指标:湿周率、河流宽度、平均水深以及平均流速,具有2个标准,即枯水月、丰水月。r2cross法以曼宁公式为基础,由于必须对河流的断面进行实地调查,才能确定有关的参数,因此这种方法比标准设定法难以应用。二是湿周法[18]。该法的依据是基于以下假定:即保护好临界区域的水生生物栖息地的湿周,也将对非临界区域的栖息地提供足够的保护。利用湿周(指水面以下河床横断面的线性长度)作为栖息地的质量指标来估算河道内流量值,通过在临界的栖息地区域(通常大部分是浅滩)现场搜集河道的几何尺寸、流量和数据,并以临界的栖息地类型作为河流的其余部分的栖息地指标。河道的形状影响分析结果。该法需要确定湿周与流量之间的关系。这种关系可从多个河道断面的几何尺寸—流量关系实测数据推求,或从单一河道断面一组几何尺寸—流量数据中计算得出。推荐值依据湿周—流量关系曲线中的变化点的位置来确定。

(3)栖息地法。一是ifim(增加法)[19]。ifim(instream flow incremental methology)法是应用比较广泛的计算环境需水量的方法[20],ifim根据现场数据如水深、河流基质类型等,采用phabsim(physical habitat simulation)模型模拟流速变化和栖息地类型的关系,通过水力学数据和生物学信息的结合,适合于一定流量的主要的水生生物及栖息地。orth等[21]认为由于ifim法所需要的定量化的生物资料的缺乏,使这种方法的应用受到一定的限制。king等[22]指出,传统的ifim法将其重点放在一些河流生物物种的保护,而没有考虑诸如河流规划以及包括河流两岸在内的整个生态系统,由此计算出的推荐流量范围值并不符合整个河流的管理要求。二是casimir法[23]。casimir(computer aided simulation model for instream flow requirements in diverted stream)法是基于现场数据—流量在空间和时间上的变化,采用fst[24]建立水力模型、流量变化、被选定的生物类型之间的关系,估算主要水生生物的数量、规模,并可模拟水电站的经济损失。

2国内研究动态

在我国,系统研究生态需水量的工作尚处于起步阶段,对生态环境需水的概念、内涵与外延等没有统一的定义,对其计算方法的研究也不够深入、完善,基本停留在定性分析和宏观定量分析阶段。其研究大致可分为3个阶段:一是20世纪70年代末开始探讨河流最小流量问题。主要集中在河流最小流量确定方法的研究。长江水资源保护科学研究所的《环境用水初步探讨》是其典型代表。二是20世纪80年代,针对水污染日益严重的问题,国务院环境保护委员会《关于防治水污染技术政策的规定》指出:在水资源规划时,要保证改善水质所需的环境用水。主要集中在宏观战略方面的研究,对如何实施、如何管理处于探索阶段。三是20世纪90年代以来,针对黄河断流、水污染严重等问题,水利部提出在水资源配置中应考虑生态环境用水。如在全国水功能区划中考虑了生态与环境用水问题。刘昌明[25]提出了我国21世纪水资源供需的“生态水利”问题。与此同时,与生态、环境需水相关的研究也逐渐展开。

主要的研究成果为:一是对非汛期最小流量、水土保持、冲沙水量等的河流系统的生态环境需水研究。如20世纪80年代赵业安、钱意颖总结了黄河三门峡水库运行对下游河道的影响规律,同时开展黄河上游大型水电工程对下游冲积河流影响的研究,采用实测资料分析的方法研究大型水库对径流泥沙的影响,对每年水库蓄水与中游高含沙洪水遭遇情况进行了深入研究,通过回归分析建立了水库调蓄与下游河道冲淤的相关关系[26-27]。二是对恢复湿地、城市河湖用水及地下水回补等生态和生态环境需水量的研究[28]。三是对西北干旱、半干旱地区生态环境需水量及河道环境的讨论与宏观定量研究[29-30]。四是刘昌明根据水资源开发利用与生态用水量的关系,提出了“四大平衡”的原理[25],即水分能量平衡、水盐平衡、水沙平衡与水量平衡(含水资源平衡),从而丰富了水资源合理开发利用的内涵。五是钱正英等[31]从保护和恢复内陆河下游的天然植被及生态环境、水土保持和水保范围之外的林草植被建设、维持河流水沙平衡及湿地水域等生态环境的基础流量、回补黄淮海平原及其他地方的超采地下水等方面,分析并估算了全国的生态用水。

截至目前,国内生态环境需水研究方法主要集中在陆地和河流2个方面,而陆地生态需水主要指“保护和恢复内陆河流下游的天然植被及生态环境、水土保持及水保范围之外的林草植被建设[31]所需水量。其研究方法主要针对西北干旱地区进行,综合分析这些研究,不论是天然系统还是人工系统,不论是林地还是草地,计算方法大多为“面积定额法”或“植株定额法”[32],计算方法为传统的水平衡计算理论,因此计算方法比较成熟,一般不存在争议。从大的方面看,河流生态环境需水量主要包括3个方面:河道基本生态、环境需水、输沙需水量和入海量。与之对应的研究方法主要集中在第1个研究方面,如:为达到水环境保护目标,满足河流纳污功能的环境功能设定法;为满足河流基本生态功能,保证不断流的河流基本生态环境需水量计算法、最枯月平均流量法及假设法;为满足河流水量蒸发和渗漏要求的水量补充法等。输沙需水量的计算方法虽然较多,但主要是针对黄河,且大多是从水力学的角度出发进行研究,不便于操作和应用。实现水沙平衡需用的水量究竟如何计算,至今尚未见到令人满意的计算方法或计算结果。入海水量的计算方法基本上是宏观估算,没有定量计算方法。

3参考文献

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篇（7）

1、前言

生态环境需水量是指一个特定区域内的生态系统的需水量，近年来对其重视程度逐渐提高，对其计算方式也在逐渐的进行探讨和分析。生态环境需水量的若干问题的探讨成为环境可持续发展的关键。

2、生态环境需水量的概念

我国与国外对生态环境用水的概念有一定的区别，在美国，环境用水系指服务于鱼类和野生动物、娱乐及其他美学价值类的水资源需求。其中包括联邦和州确定的自然和景观河流的基本流量，河道内用水，湿地需水，海湾和三角洲的流量等。至今为止，对生态需水量仍没有准确的定义，严格来说，它应该属于一个工程学的概念。它不但与生态区的生物群体结构等有关系，更重要的它还与生态区的气候、土壤、地质、水文条件等都有关系。从上文的分析中，不难看出，

“生态需水量”与“生态环境需水量”的含义及其计算方法是一致的。计算生态需水量，实质上就是要计算维持生态保护区生物群落稳定和可再生维持的栖息地的环境需水量，也即“生态环境需水量”，而不是指生物群落机体的“耗水量”。

3、河道内生态环境需水量计算

河道内生态环境需水量的计算显得尤为重要，在世界上近40％的人生活在两个以上的国家所共有的河水流域，为了争夺进行战争的情况频频发生，至今出台了多种调停方案，至今为止，仍然缺乏河道内生态环境需水量的计算原则和方法。近年来，人们按照不同的方式进行河道内环境需水量的计算。

3.1保护水生物栖息地的计算方法和标准

该方法是建立在保护水生生物的基础上的，该方法的理论认为生物所需的水量是与保护整个生态环境所需的水量相同的。目前，在世界上最为典型的是美国的“湿周法”、“R2CROSS法”、河道内流量增加法。

3.1.1河道湿周法

该方法依据的是一种假设，即保护好临界区域的水生物栖息地的湿周，也将对非临界区域的栖息地提供足够的保护。该方法利用湿周作为栖息地的质量指标来估算期望的河道内流量值。该方法首先要确定湿周与流量之间的关系。其结果相对而言较为准确，但是会受到河道的形状影响。

3.1.2以曼宁公式为基础的计算方法

该方法也称R2CROSS法。主要针对的是一般的浅滩式河流栖息地，它的应用是建立在浅滩是最临界的河流栖息地类型，比如水塘和水道。首先要确定河道的平均数值，目的是保持这些水质因子保持在一定的范围内即可保证水生生物的生长。

3.1.3河道内流量增加法

该方法相对以上两种方法，需要结合水生生物在不同成长阶段的生物学信息，再结合大量的水文现场，进行流量增加的变化对栖息地影响的评价。考虑的主要指标有水的流速、最小水深、底质情况、水温度、溶解氧、总碱度、浊度、透光度等。该方法的结果通常用来评价水资源开发建设项目对下游水生栖息地的影响。

3.2脱离特定用途的综合型计算方法和标准

该法也叫Montana法，是非现场测定类型的标准设定法。河流流量推荐值是以预先确定的年平均流量的百分数为基础。该方法相对于现场测量的方法可能缺乏一定的精准性，但是在一些特殊地区不失为一种好方法，该方法的部分数据从历史数据中即可获得，也可以通过水文计算获取数据，简便快捷。主要适用于优先度不高的河段，也可以作为其他实验方法的检验。

3.3景观和水上娱乐环境需水量

在世界上部分河流是被划分为风景河流的，其计算方法与其他河流的计算方法有很大的不同，该类河流一般是禁止开发的，要出台一定的文件进行维护。在我国，一些城市的景观环境需水量，在规划时往往用人均水面面积指标衡量。

3.4水沙平衡和河口海域生态环境需水量

近年来，河流断流的现象日趋增多，河流径流日趋减少，尤其是北方河流，该类现象极为严重，但是同时出现的还有洪水的危害不断地加剧。面度此类情形，相关专家指出：要避免这种趋势的进一步恶化，必须增加人海水量，维持河道水沙平衡。

4、陆地和湿地生态需水量计算

相较于河道内的生态需水量的计算，陆地，湿地的水量计算相当的成熟，发展也较为迅速。

4.1陆地生态需水量

实现环境的可持续发展一直是我国发展的目标，也是社会发展的关键，陆地生态环境需水量主要是指“保护和恢复内陆河流下游的天然植被及生态环境；水土保持及水保范围之外的林草植被建设”需水量。对陆地生态需水量的计算一般采取的是“面积定额法”，该类方法目前在我国的发展已相当的纯熟。

4.2湿地生态需水量

目前，世界上的湿地分为海岸湿地、河口海湾湿地、河流湿地、湖泊湿地、沼泽和草甸湿地等共五大类。湿地主要是保护，部分湿地并不具备生态需求量计算的意义，对于河流湿地的生态需水量的计算要高度重视水位的涨落限制；封闭或半封闭的低洼、沼泽等类型的湿地，在对其水文循环进行一定时段的观察、调查、量测之后，可以依据水平衡的基本原理进行计算。

4.3水土保持需水量

该类需水量的计算较为重要，是环境可持续发展的重点，水土保持中的生物措施主要系指种草、种树等增加植被覆盖度的措施。在其计算的过程中，要充分考虑其消耗的水量，关于其是否作为独立的需水量计算目前仍未有一个定论。

5、结语

水是万物的生命之源，我们对生态环境需水量的计算不论是出于何种目的，都要做到环境协调发展，随着社会的进步和发展，未来的生态环境的需求量是不断变化，对其计算方式的创新应该引起我们足够的重视，不止如此，还应该充分考虑到环境的可持续发展，经济的进步等因素，使其达到一个平衡，这仍是短期内我国社会发展的必然态势。

篇（8）

关键词：水库生态；生态调度：生态系统

一、引言

大型水利工程譬如水库的建设，使人们能够对水资源进行更加有效的管理和利用，兴利除弊，造福人类，同时水库建设对生物群落和生态系统造成了不可避免的影响。并由此引出了水库的“生态调度”概念。

二、水库建设和现行调度方式对河流生态的影响

水库建设影响千万人的生命和财产，具有防洪、航运、供水、发电、控制水质和改善水景观等综合用途，带来了巨大的社会经济效益；另一方面，密集的水库建设会对河流生态环境产生一系列的影响。众多研究认为，水库建设运行改变河流天然情势，影响河流泥沙、水质，造成河流生态系统多样性的下降。

现行的水库调度方式主要有两大类，即防洪调度和兴利调度。现行水库调度方式的主要缺陷是，只注重发挥水库的社会经济功能，力求经济利益的最大化，但是忽视对于水库下游及库区的生态系统需求。主要表现在以下方面。

(一)水库下泄流量

以发电为主要功能的水库，在进行发电和担负调峰调度运行时，发电效益优先，往往忽视下游河流廊道的生态需求，下泄流量无法满足最低生态需水量要求。另外，在我国北方，水库的兴建为发展灌溉事业和供水提供了巨大机会。但是，通过水库和闸坝大量引水，导致下游河道断流、干涸。河流生态系统受到严重破坏。

(二)水文情势变化对于生物的影响

水文情势指水文周期过程和来水时间。在数以几十万年甚至数百万年的河流生态系统演变过程中，河流年内径流的水文过程是河流水生动植物的生长繁殖的基本条件之一。

河流建设大坝以后，水库按照社会经济效益原则和既定的调度方案实施调度，改变河流水量的时空分布。无论是发电、供水还是灌溉等用途，都趋于使水文过程均一化。改变了自然水文情势的年内丰枯周期变化规律，这些变化严重影响了生态过程。

(三)水库水温分层影响

多数水库都有垂向水温分层现象。水库水体的水温分层现象对于鱼类和其他水生生物都有不同程度的影响。以三峡工程为例，据测算，三峡蓄水后水体出现温度分层现象。由于下泄水量的水温低于建坝前的状况，使坝下游的“四大家鱼”的产卵期推迟20d。

(四)泥沙分配问题

水库的调蓄作用改变了天然河流的年径流分配和泥沙的时空分布，汛期洪峰削减，枯季流量增大，大量泥沙在库区淤积，严重影响水库寿命和工程效益的发挥，同时还引起库区生态与环境的复杂问题。

另外，由于水库的拦沙作用，泥沙在水库中淤积，造成水库下泄水流含沙量降低，可能使海岸线向陆地蚀退，造成河口萎缩。

(五)库区及下游水质

水库建成蓄水后，原来河流的水域面积扩大，形成淹没后的库区，河流的边界条件改变，原来对河流水环境造成威胁的污染源成份发生明显变化。随着库水位的升高，库区流速迅速下降。其结果是减少了对污染物的扩散输移能力和生化降解速率，导致污染物浓度增大。另外，下游河道水量减少，会使水体污染加重。

三、水库生态调度

生态调度是伴随水利工程队河流生态系统健康如何补偿而出现的一个新概念。它的提出有助于改变人类对强加于河流的影响，是对筑坝河流的一种生态补偿。生态调度的核心内容是指将生态因素纳入到现行的水利工程调度中去，并将其提到应有的高度，根据具体的工程特点制定相应的生态调度方案。生态调度是水库调度发展的最新阶段，并自始至终贯穿着生态与环境问题，以满足流域水资源优化调度和河流生态健康为目标。

四、水库生态调度的内容

(一)水量调度

水库通过其调蓄作用改变了河流的水量时空分布，影响了河流的天然径流模式，使下游河道短期的和长期的流量减少，甚至断流，严重威胁河流的生态健康。另外，水库的调洪作用使自然洪水脉冲式周期被人为平均化，使得物质循环的减弱甚至中断，影响水生生物的产卵和生长。

因此以尽量维持河流的自然水文特征为目的的水量生态调度要达到以下2个目标，一是保证最小生态径流量，二是营造接近自然态的水文情势(洪水过程)。前者在汛期与非汛期都应保证，后者应该在防洪和维持河流生态系统健康之间寻求一平衡点。

1、保证最低生态需水量

最低生态需水量是指在受人类活动影响的情况下，河流为保证生态稳定所需要的水量。生态调度要满足河流一定的生态需水要求，维持河流生态平衡，不允许时段下泄的径流量小雨最低生态需水量。

河流生态需水量的确定应根据河流所在区域的生态功能要求，即生物体自身的需水量和生物体赖以生存的环境需水量确定。河流生态需水量不但与河流生态系统中生物群体结构有关，而且还应与区域气候、土壤、地质和其他环境条件有关。

2、营造接近自然态的水文情势

通过营造自然洪水过程，改变现行水库调度中水文过程均一化的倾向，模拟自然水文情势的水库泄流方式，为河流重要生物繁殖、产卵和生长创造适宜的水文学和水力学条件，促进生态系统的恢复。

(二)泥沙调度

为缓解水库淤积，水库可按“蓄清排浑”、调整泄流方式以及控制下泄水量等方式。通过调整出库水流的含沙量和流量过程，尽量降低下游河道冲刷强度。减少常规调度情况出库水流对下游河道冲刷并延缓其进程，以减小不利影响。如三峡水库通过采取“蓄清排浑”的调度运行，降低泥沙淤积，延长水库寿命。

(三)水质调度

水质良好是河流生态健康的重要标志。为防止水库水体的富营养化，可通过改变水库的调度运行方式，在一定的时段降低坝前蓄水位，缓和对于库岔、库湾水位顶托的压力，使缓流区的水体流速加大，破坏水体富营养化的条件。也可以考虑在一定时段内加大水库下泄量，带动库区内水体的流动，达到防止水体富营养化的目的。可利用水库调度对水资源配置功能，蓄丰泄枯。增加枯水期水库泄水量，从而显著提高下游河道环境容量，改善水质。从而有效缓解河流水体富营养化现象，控制蓝藻和“水华”的暴发。

(四)控制生态因子调度

如单项的水温、流速、流量等生态因子调度。以水温为例，根据水库水温垂直分层结构，结合下游河段水生生物的生物学特性，调整利用大坝不同高程的泄水孔口的运行规则。

篇（9）

一、引言

大型水利工程譬如水库的建设，使人们能够对水资源进行更加有效的管理和利用，兴利除弊，造福人类，同时水库建设对生物群落和生态系统造成了不可避免的影响。并由此引出了水库的“生态调度”概念。

二、水库建设和现行调度方式对河流生态的影响

水库建设影响千万人的生命和财产，具有防洪、航运、供水、发电、控制水质和改善水景观等综合用途，带来了巨大的社会经济效益；另一方面，密集的水库建设会对河流生态环境产生一系列的影响。众多研究认为，水库建设运行改变河流天然情势，影响河流泥沙、水质，造成河流生态系统多样性的下降。

现行的水库调度方式主要有两大类，即防洪调度和兴利调度。现行水库调度方式的主要缺陷是，只注重发挥水库的社会经济功能，力求经济利益的最大化，但是忽视对于水库下游及库区的生态系统需求。主要表现在以下方面。

(一)水库下泄流量

以发电为主要功能的水库，在进行发电和担负调峰调度运行时，发电效益优先，往往忽视下游河流廊道的生态需求，下泄流量无法满足最低生态需水量要求。另外，在我国北方，水库的兴建为发展灌溉事业和供水提供了巨大机会。但是，通过水库和闸坝大量引水，导致下游河道断流、干涸。河流生态系统受到严重破坏。

(二)水文情势变化对于生物的影响

水文情势指水文周期过程和来水时间。在数以几十万年甚至数百万年的河流生态系统演变过程中，河流年内径流的水文过程是河流水生动植物的生长繁殖的基本条件之一。

河流建设大坝以后，水库按照社会经济效益原则和既定的调度方案实施调度，改变河流水量的时空分布。无论是发电、供水还是灌溉等用途，都趋于使水文过程均一化。改变了自然水文情势的年内丰枯周期变化规律，这些变化严重影响了生态过程。

(三)水库水温分层影响

多数水库都有垂向水温分层现象。水库水体的水温分层现象对于鱼类和其他水生生物都有不同程度的影响。以三峡工程为例，据测算，三峡蓄水后水体出现温度分层现象。由于下泄水量的水温低于建坝前的状况，使坝下游的“四大家鱼”的产卵期推迟20d。

(四)泥沙分配问题

水库的调蓄作用改变了天然河流的年径流分配和泥沙的时空分布，汛期洪峰削减，枯季流量增大，大量泥沙在库区淤积，严重影响水库寿命和工程效益的发挥，同时还引起库区生态与环境的复杂问题。

另外，由于水库的拦沙作用，泥沙在水库中淤积，造成水库下泄水流含沙量降低，可能使海岸线向陆地蚀退，造成河口萎缩。

(五)库区及下游水质

水库建成蓄水后，原来河流的水域面积扩大，形成淹没后的库区，河流的边界条件改变，原来对河流水环境造成威胁的污染源成份发生明显变化。随着库水位的升高，库区流速迅速下降。其结果是减少了对污染物的扩散输移能力和生化降解速率，导致污染物浓度增大。另外，下游河道水量减少，会使水体污染加重。

三、水库生态调度

生态调度是伴随水利工程队河流生态系统健康如何补偿而出现的一个新概念。它的提出有助于改变人类对强加于河流的影响，是对筑坝河流的一种生态补偿。生态调度的核心内容是指将生态因素纳入到现行的水利工程调度中去，并将其提到应有的高度，根据具体的工程特点制定相应的生态调度方案。生态调度是水库调度发展的最新阶段，并自始至终贯穿着生态与环境问题，以满足流域水资源优化调度和河流生态健康为目标。

四、水库生态调度的内容

(一)水量调度

水库通过其调蓄作用改变了河流的水量时空分布，影响了河流的天然径流模式，使下游河道短期的和长期的流量减少，甚至断流，严重威胁河流的生态健康。另外，水库的调洪作用使自然洪水脉冲式周期被人为平均化，使得物质循环的减弱甚至中断，影响水生生物的产卵和生长。

因此以尽量维持河流的自然水文特征为目的的水量生态调度要达到以下2个目标，一是保证最小生态径流量，二是营造接近自然态的水文情势(洪水过程)。前者在汛期与非汛期都应保证，后者应该在防洪和维持河流生态系统健康之间寻求一平衡点。

1、保证最低生态需水量

最低生态需水量是指在受人类活动影响的情况下，河流为保证生态稳定所需要的水量。生态调度要满足河流一定的生态需水要求，维持河流生态平衡，不允许时段下泄的径流量小雨最低生态需水量。

河流生态需水量的确定应根据河流所在区域的生态功能要求，即生物体自身的需水量和生物体赖以生存的环境需水量确定。河流生态需水量不但与河流生态系统中生物群体结构有关，而且还应与区域气候、土壤、地质和其他环境条件有关。

2、营造接近自然态的水文情势

通过营造自然洪水过程，改变现行水库调度中水文过程均一化的倾向，模拟自然水文情势的水库泄流方式，为河流重要生物繁殖、产卵和生长创造适宜的水文学和水力学条件，促进生态系统的恢复。

(二)泥沙调度

为缓解水库淤积，水库可按“蓄清排浑”、调整泄流方式以及控制下泄水量等方式。通过调整出库水流的含沙量和流量过程，尽量降低下游河道冲刷强度。减少常规调度情况出库水流对下游河道冲刷并延缓其进程，以减小不利影响。如三峡水库通过采取“蓄清排浑”的调度运行，降低泥沙淤积，延长水库寿命。

(三)水质调度

水质良好是河流生态健康的重要标志。为防止水库水体的富营养化，可通过改变水库的调度运行方式，在一定的时段降低坝前蓄水位，缓和对于库岔、库湾水位顶托的压力，使缓流区的水体流速加大，破坏水体富营养化的条件。也可以考虑在一定时段内加大水库下泄量，带动库区内水体的流动，达到防止水体富营养化的目的。可利用水库调度对水资源配置功能，蓄丰泄枯。增加枯水期水库泄水量，从而显著提高下游河道环境容量，改善水质。从而有效缓解河流水体富营养化现象，控制蓝藻和“水华”的暴发。

(四)控制生态因子调度

如单项的水温、流速、流量等生态因子调度。以水温为例，根据水库水温垂直分层结构，结合下游河段水生生物的生物学特性，调整利用大坝不同高程的泄水孔口的运行规则。

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目前，国际上对河流的生态环境需水量使用较为广泛、通用的概念是枯水流量。近10年来，为了促进水文水资源研究，国际之间加强了合作，其中包括对河道枯水流量的研究，如FREND（FlowReg-imesfromExperimentalandNetData）行动计划，第一个行动计划由水文组织（instituteofHydrology（UK））倡导，并为1985-1988年的国际水文计划方案Ⅲ（UNESOInternationalHydrologicalProgramme-Ⅲ）做了部分工作。这个组织包括13个欧洲国家，主要是应用国家水流量（水文）数据库及不同的研究方法，预测河流的洪、枯水流量，分析和研究了欧洲西北部1350条河流的的枯水流量状况。研究集中在应用水力学参数研究枯水流量与流域河床组成特性之间的关系，以及研究不同频率不同时段年均流量（mean）与最小流量（annualminima）和枯水流量（low-flow）之间的联系等，第1个欧洲FREND行动计划采用了西欧国家网络提供的精确的日流量和相应的流域资料数据库。随后，FREND行动计划开始向横向（包括东欧国家）和纵向（扩大到大尺度问题、方法问题、枯水流量和洪水流量条件下流域土地利用的变化，水质等问题的研究）的研究方向发展，其研究的深度和广度不断扩大。

目前，FREND组织很快扩展到欧洲及世界其他许多地区和国家，如西非、中非、北非、地中海地区及中亚地区，印度及南亚地区等，最近正在进行的FREND行动计划将其研究成果概括在FREND报告中，最新成果有：北欧地区枯水流量和干旱研究；南非区域水资源和干旱评估方法研究；西非、中非地区雨量减少对枯水流量长期影响研究；枯水流量时间系列与断流分析；地域性生态水文学理论和水资源统一管理的论述等。总之，国际上在水资源领域的合作使得先进的研究技术和手段应用到更多的具有水文数据库的国家和地区，特别是在流域枯水流量的研究方面，显得更为突出。

国外河流生态环境需水量的研究内容概括为：河道流量与鱼类生息环境关系的研究；河道流量、水生生物与DO三者之间的关系的研究；水生生物指示物与流量之间的关系研究；水库调度考虑生态环境、生态环境水量的优化分配的研究；生态环境用水与经济用水关系研究等。

国外较为通用的研究方法可分为3类：一是传统的流量计算法（标准流量法）；二是基于水力学基础的水力学法；三是基于生物学基础的栖息地法。

（1）标准流量法。一是7Q10法。采用90%保证率最枯连续7d的平均水量作为设计值。二是TENNANT法。是美国目前使用确定河道生态环境需水量的一种方法，河道流量推荐值以预先确定的年平均流量的百分数为基础。该法通常在优先度不高的河段研究中作为河道流量推荐值使用，或作为其他方法的一种检验。

（2）水力学法。一是R2CROSS法。在计算河道流量推荐值时，由河道几何形态决定的水深、河宽、流速等因素必须加以考虑。有4项指标：湿周率、河流宽度、平均水深以及平均流速，具有2个标准，即枯水月、丰水月。R2CROSS法以曼宁公式为基础，由于必须对河流的断面进行实地调查，才能确定有关的参数，因此这种方法比标准设定法难以应用。二是湿周法。该法的依据是基于以下假定：即保护好临界区域的水生生物栖息地的湿周，也将对非临界区域的栖息地提供足够的保护。利用湿周（指水面以下河床横断面的线性长度）作为栖息地的质量指标来估算河道内流量值，通过在临界的栖息地区域（通常大部分是浅滩）现场搜集河道的几何尺寸、流量和数据，并以临界的栖息地类型作为河流的其余部分的栖息地指标。河道的形状影响分析结果。该法需要确定湿周与流量之间的关系。这种关系可从多个河道断面的几何尺寸-流量关系实测数据推求，或从单一河道断面一组几何尺寸-流量数据中计算得出。推荐值依据湿周-流量关系曲线中的变化点的位置来确定。

（3）栖息地法。一是IFIM（增加法）。IFIM（InstreamFlowIncrementalMethology）法是应用比较广泛的计算环境需水量的方法，IFIM根据现场数据如水深、河流基质类型等，采用PHABSIM（physicalHabitatSimulation）模型模拟流速变化和栖息地类型的关系，通过水力学数据和生物学信息的结合，适合于一定流量的主要的水生生物及栖息地。Orth等[21]认为由于IFIM法所需要的定量化的生物资料的缺乏，使这种方法的应用受到一定的限制。King等指出，传统的IFIM法将其重点放在一些河流生物物种的保护，而没有考虑诸如河流规划以及包括河流两岸在内的整个生态系统，由此计算出的推荐流量范围值并不符合整个河流的管理要求。二是CASIMIR法。CASIMIR（computerAidedSimulationModelforInstreamFlowRequirementsindivertedstream）法是基于现场数据-流量在空间和时间上的变化，采用FST建立水力模型、流量变化、被选定的生物类型之间的关系，估算主要水生生物的数量、规模，并可模拟水电站的经济损失。

2国内研究动态

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2002年，水利部和国家发展与改革委员会颁发了<关于开展全国水资源综合规划编制工作的通知>，随后又陆续了指导水资源综合规划的若干技术文件。这些文件对于指导水资源综合规划的顺利开展具有重要意义。由于新时期国家治水思路和理念的改变，文件中出现了部分新名词术语，部分原有名词术语(或计算方法)也赋予了新的内涵。在水资源综合规划的技术文件中，有一部分名词术语比较模糊。本文根据国内专家、学者的最新研究成果和水资源综合规划技术文件的规定，对他们的内涵进行分析，对现行的确定方法提出个人看法，对需要深入研究的问题提出建议。

一、水资源

到目前为止，什么是水资源还没有一个公认的非常严谨的文字描述。<大不列颠百科全书>中水资源定义为：自然界一切形态(液态固态和气态)的水都算水资源。直到1963年英国国会通过的<水资源法>中，改写为“具有足够数量的可用资源”。即自然界中水的特定部分。1988年联合国教科文组织(IINEScO)和世界气象组织(WMO)定义水资源是“作为资源的水应当是可供利用或可能被利用。具有足够数量和可用质量，并且可适合对某地为水资源需求而能长期供应的水源”。

在我国，对水资源的理解也不尽相同。1991年<水科学进展>编辑部组织了一次笔谈，就水资源的定义和内涵进行了讨论。最后认为：水资源是水体中的特有部分，即由大气降水补给，具有一定数量和可供人类生产、生活直接利用，且年复一年的循环再生的淡水。

从上述文字表述可以看出水资源具有如下特征：水资源包含在水体之中，并且是水体的一部分；而水体中的其他部分，在特定的条件下还可以转化为水资源；水资源如果保护不好也可能转化为无法利用的水体，而危及社会的安全。根据自然资源的定义及综合以上各家的观点，水资源是能够被人类开发利用并给人类带来福利、舒适或价值的各种形态的天然水体。

因此，不是所有降水都是水资源，只有其中能够被人类开发利用的部分才称之为水资源。对于特定区域而言，降水总量是可以获得的，但是这些天然降水中到底有多少是人类可以利用的——即该地区到底有多少水资源值得深入探讨和研究。

二、水资源可利用量

关于水资源可利用量有很多种定义和解释，下面介绍几种：

<全国水资源综合规划技术细则>中规定水资源可利用量l2是指在可以预见的时期内，在统筹考虑生活、生产和生态环境用水的基础上，通过经济合理、技术可行的措施在当地水资源中可资一次性利用的最大水量。雷志栋等认为，水资源可利用量是指经济合理，技术可行和生态环境允许的前提下。通过各种措施所能控制引用的不重复的一次性水量。

胡振鹏等认为，水资源可利用量是指针对不同设计水平年，在一定的来水频率下，考虑对水量、水质的需求，天然储水体和水利工程设施可以为人类生活、社会经济活动提供的水量。翁文斌等认为]，水资源可利用量是指在流域水循环过程中的水文条件不发生明显改变的前提下，从流域地表或地下允许开发的一次性水资源量。夏自强等认为，水资源可利用量是从可持续发展的原则出发，在扣除维持生态环境用水和水资源总量中部分不能或难以控制的水资源量后，人类可以利用的最大水量。

分析上述定义，理论上比较清晰完善，但实际分析计算时很难操作。水资源可利用量确定要考虑的条件有生态与环境需水量、技术上论证可行、经济上分析可行。从这3个方面来分析，内涵和外延都很大，很难具体操作。

同时，水资源可利用量的影响因素有经济社会发展水平、科学技术进步情况、水污染状况、生态与环境状况、天然来水状况、以及技术经济因素等。由于这些因素是动态的，随时间变化的，导致水资源可利用量也是动态的；同时这些因素如何影响水资源的可利用量，尤其是水与生态环境系统的关系，受认识水平限制，现阶段较难量化。

三、水资源和水环境承载力

承载力是一个起源于古希腊时代的古老概念，在生态学中一般被定义为“某一生境所能支持的某一物种的最大数量”，它包含着极限思想，并有2个层次的含义：第一是所承受的力来自于某一生境以外的某一物种；第二是某一生境自身不遭受破坏，因为生境一旦破坏，再重新修复是不可能的。

关于水资源承载力和水环境承载力研究成果较多，目前普遍接受的定义如下：

水资源承载能力是指在一定的时期和技术水平下，当水管理和社会经济达到优化时，区域水生态系统自身所能承载的最大可持续人均综合效用水平或最大可持续发展水平。水环境承载力是指某一区域、某一时期、某种状态下的水环境条件对该区域经济发展和生活需求的支持阈值。

从上述概念出发，水资源承载能力、水环境承载能力的承载体可以是人口总量，生物总量，也可以是经济总量。这个概念有4个层次的内涵。一是生态内涵，它表现为这些承载力具有极限含义，它所承载的综合效用具有生态上的极限，对其开发利用应以不超过这个极限为前提。二是技术内涵，这些承载力并非一个纯粹客观的概念，而是与人类作用有关，具有主观性的一面。它与特定的技术水平有关，随着不同时期总体技术与生产力水平的提高，这些承载力具有跳跃性，表现为时间上的技术动态性。三是社会经济内涵，通过社会经济系统结构的优化，社会经济容量或规模会有所不同，从而提高水资源和水环境的承载力。四是时空内涵，表现为水资源承载的综合效用及其约束因素具有区域性；不同的时空尺度，相同水资源和环境条件的承载力是不同的。

水资源综合规划技术细则中提到了水资源承载力和水环境承载力这2个专业术语，但是关于这2个参数如何确定没有提出相应的方法，因此该参数的确定方法值得研究探讨。

四、生活和生产需水的预测方法

目前用于需水预测方法较多，如定额法、趋势法、弹性系数法、人均综合用水量法等。分析这些方法，各有特点。

定额法需要确定每一行业不同水平年的用水定额、发展规模、以及水的利用系数。要在需水预测之前先要预测这些参数，由于这些变量较多，其影响因素更多，这些参数的预测比需水的预测更复杂，从而导致预测结果误差较大。我国以前若干个五年计划的需水预测成果已经证明了这一点。趋势法、弹性系数法需要较多的历史资料，受历史资料的可收集性限制，这些方法应用起来有一定难度。另外发达国家用水的经验表明：用水量与人口、发展规模之间的关系不是单一的递增或递减关系，不同国家或地区之间有所差别，不同发展阶段有所差别，不同产业结构有所差别。因此利用这些方法进行需水预测也有一定困难。

人均综合用水量法主要应用于城市需水量的预测。由于城市的产业结构十分复杂，要想弄清楚每一个行业的用水定额及其发展规模难度较大，因此为简化计算，采用人均综合用水量法来进行需水预测。但是这一方法也有其局限性，因为人口不是区域消耗水资源的唯一指标，尤其是现在随着现代化程度的提高，经济社会发展对水资源的需求越来越多，而对人力资源的需求越来越少。因此到底用哪一种方法进行需水预测能够得出一个可以接受、误差较小的成果是一个值得研究和探索的问题。

五、生态环境需水量

生态环境需水是指为维持生态和环境功能和进行生态环境建设所需要的最小需水量。实际上，生态需水与环境需水两者之间存在着交叉和重合的部分，生态需水主要侧重在生物维持其自身发展及保护生物多样性方面，环境需水则主要体现在环境改善方面。

杨爱民、郑红星、王浩、刘昌明等认为“：生态需水应该包括环境需水，所以也称为生态环境需水。生态需水是指在一定的生态保护、恢复或建设目标下，在特定的时空范围内，其生态系统维持良好的稳定状态时所需要的水量(包括：地表水、地下水和土壤水)。鉴于现在对生态环境认识的不断深入，前述界定中的“在一定的生态保护、恢复或建设目标下”的“建设”二字应该去掉。生态环境需水量是目前国内外研究的重点，基本理论和方法也较多，其中大多建立在多学科交叉研究的基础上，现阶段可操作方法主要是基于水文学基础的几个方法，如最枯10月法、Tennant法等。最枯10月法：我国在《制定地方水污染排放标准的技术原则和方法》(GB3839--83)中规定：一般河流采用近10a最枯月平均流量或90％保证率最枯月平均流量作为设计水文条件。该方法原来用于计算污染物允许排放量，而现阶段把它作为生态环境需水量。实际操作上该方法有其局限性，主要表现为部分季节性河流、现阶段断流河道的生态与环境需水量为零，其允许污染物排放量为零(设计水文条件为零)。

Tennant法似：是以预先确定的年平均流量的百分数作为生态环境需水量。Tennant提出，以年平均流量的10％作为水生生物生长低限，以年平均流量的30％作为水生生物生长的满意流量。Montana以年平均流量的10％作为最小生态需水量，最佳范围为年平均流量的60％一100％。该方法适合于大江大河等较大流域，而没有考虑河流流量的年内变化和年际变化，因而有其局限性。此外还有日均流量法、Texas法、N6PRP法、Basiclfow法、月年保证率法、最小月年径流法、ABF法、FDCA法、40％准则等。这些方法计算方便，基本上是经验值，各有其实用性。

因此，分析总结前人的成果，提出适应不同对象的水文、生态、环境等条件的生态环境需水量估算方法具有重要意义。

六、水资源短缺

水资源短缺是一个貌似简单但又存在许多异议的概念。目前国际上通用的判别标准是以人均水资源量进行缺水程度划分。

但是这个划分标准下面隐藏着许多问题。首先人口不是区域消耗水资源的唯一指标，尤其是现在随着现代化程度的提高，经济社会发展对水资源的需求越来越多，而对人力资源的需求越来越少。其次生态需水与人口没有直接关系，用人口作为评价标准也不合适。因此，对于水资源短缺的辨识采用单一的标准或指标是很难概括的。

实际上，水资源短缺是一个相对的概念，具体对于一定区域来说，它所描述的是一定经济技术条件下，区域可供水资源量和水质的时空分布不能满足现实标准下的区域人口、社会经济、生态与环境等系统对水资源需求时的状态。因此对缺水的界定应当拓展到水资源系统承载的主客体两个方面同时考察。

在水资源系统承载主体方面，人类社会已经从最早的逐水而居，发展到现在的资源水利、可持续水利等理性思索，水资源系统的外延不断被拓展，内涵不断被丰富。同时人们对水资源开发利用的范围应由最初单一的地表水系统拓展到地下水、大气水、海水、劣质水(包括污水、微咸水和咸水)等多个系统，水资源系统承载主体多元化特征日益突出。

水资源系统承载的客体是随着社会的发展而更替改变，在无人类活动干扰作用下，天然水资源系统在其循环过程中滋养了丰富多样的天然生态系统。自从人类社会行为作用于水资源系统伊始，水资源系统承载客体的纯自然属性便开始发生改变，水循环系统的社会驱动力持续加大，农业和工业经济系统的需水量和取水量不断上升，水资源系统承载的客体逐渐演绎成生态环境系统和社会经济系统

其社会经济功能得到充分体现。由于水资源系统承载客的多元化，水资源利用过程中就存在着竞争与分配的问题从水资源系统承载的主体和客体的关系来分析，不简单地将水资源供需平衡的认为不缺水、不平衡的认为水。且不说水资源系统与生态环境系统的关系目前尚未清楚，就是科学合理地确定一定社会经济系统需水量及其节水潜力也存在一定的难度，更有社会经济系统的产结构问题。

因此，对于特定的区域和范围，如何科学合理地界定其水资源是否短缺值得研究和探讨。

七、水资源合理配置

配置是指配备、安排。资源配置是指生产性资产在不同用途之间的分配；资源分配之所以成为问题，一方面是由于社会的资源供应有限，而人类欲望通常又无限，另方面是由于既定资源具有多种不同可供选择的用途。

水资源合理配置是指在流域或特定的区域范围内遵循高效、公平和可持续性原则，通过各种工程与非工程措施，考虑市场经济规律和资源配置准则，通过合理抑制需求、有效增加供水、积极保护生态环境等手段和措施对多种可利用的水源在区域间和各用水部门间进行的调配。

通过以上概念界定可以看出，水资源配置问题提出的前提是水资源有限性而导致的供需不平衡矛盾以及不同用途之间的分配矛盾，关注的重点是多种水源在区域间和各用水部门间的分配。实际上，水资源区别于其他自然资源的重要特征之一是它的时程上分布的不均匀性，因此水资源合理配置不仅体现在空间上，同时也体现在时间上；不仅体现在某一水源上，同时也以现在多种水资源的联合配置上。

因此，研究和探讨水资源合理配置的技术和方法，对于缓解水资源供需矛盾、科学高效地利用水资源具有重要意义。

八、水资源配置的一般原则

前面已经叙及水资源配置问题提出的前提是水资源的相对短缺，即资源有限而需求持续增加导致的供需失衡。当水资源有限，不能满足所有用户的用水需求时就存在着分配水量的优先顺序问题。