多目標(biāo)保護(hù)的山區(qū)河道生態(tài)環(huán)境需水量過(guò)程

論述國(guó)內(nèi)外有關(guān)生態(tài)，環(huán)境需水研究的內(nèi)容，定量的計(jì)算方法及其研究成果現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上，采用工程實(shí)例說(shuō)明現(xiàn)有生態(tài)需水量的計(jì)算方法。

黃河口濱海區(qū)生態(tài)環(huán)境最小需水量的研究——黃河口濱海區(qū)生態(tài)環(huán)境最小需水量的研究

本文對(duì)國(guó)內(nèi)外河流生態(tài)環(huán)境需水量的計(jì)算方法進(jìn)行了分析研究,重點(diǎn)分析了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件。并根據(jù)南水北調(diào)西線一期工程調(diào)水河流近40年的年月徑流實(shí)測(cè)資料,分別采用7q10改進(jìn)法、最小月平均流量法、tennant法計(jì)算了雅礱江、大渡河兩條河流中五個(gè)引水壩址的最小河流生態(tài)環(huán)境需水量。最小月平均流量法計(jì)算的最小河流生態(tài)環(huán)境需水量比較適用于西線調(diào)水河流。

長(zhǎng)江流域的河流健康問(wèn)題已經(jīng)引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。選擇健康長(zhǎng)江評(píng)價(jià)指標(biāo)之一的河道生態(tài)環(huán)境需水滿足程度進(jìn)行研究。將長(zhǎng)江流域的河流分為3種類型,針對(duì)不同的河流(或河段)類型采用不同的方法計(jì)算河道生態(tài)環(huán)境需水量。從生態(tài)環(huán)境缺水量的角度對(duì)河道生態(tài)環(huán)境需水滿足程度重新定義,以適于長(zhǎng)江流域可能季節(jié)性缺水的特點(diǎn),并利用來(lái)水和用水資料,計(jì)算了各河流(或河段)的滿足程度,最后根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)其健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明目前長(zhǎng)江流域仍處于較為健康的狀態(tài)。

文章根據(jù)山區(qū)河道的特點(diǎn),結(jié)合工程實(shí)例,探討了山區(qū)河道適用的典型堤防護(hù)岸方案.

本文針對(duì)山區(qū)河道的特點(diǎn),并結(jié)合縉云縣河陽(yáng)生態(tài)堤防工程設(shè)計(jì)實(shí)例,探討山區(qū)河道的基本特征、生態(tài)堤防建設(shè)的必要性和設(shè)計(jì)原則,并對(duì)工程措施和植物措施的設(shè)計(jì)進(jìn)行探討,使山區(qū)河道堤防建設(shè)更加科學(xué)、合理和生態(tài),希望能給相關(guān)人員提供一點(diǎn)參考。

南水北調(diào)西線一期工程規(guī)劃從雅礱江的支流達(dá)曲、泥曲和大渡河的支流杜柯河、瑪柯河、阿柯河等河流調(diào)水40億m3入黃河上游支流賈曲,以緩解我國(guó)西北沿黃地區(qū)及華北部分地區(qū)干旱缺水問(wèn)題。調(diào)水河流生態(tài)需水量的研究對(duì)調(diào)水工程的成功建設(shè)和運(yùn)行具有重要意義,在分析該調(diào)水區(qū)河道內(nèi)生態(tài)需水量主要是滿足水生生物棲息地需水要求的基礎(chǔ)上,采用將50%保證率時(shí)的河道內(nèi)流量的30%作為最小生態(tài)流量的方法來(lái)初步計(jì)算各調(diào)水壩址處的最小生態(tài)流量,并利用montana法對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:采用本文計(jì)算的逐月最小生態(tài)流量,在4~9月份時(shí),可以使河道內(nèi)的流量狀態(tài)處于中等水平,在10月份至次年3月份時(shí),可以使河道內(nèi)的流量狀態(tài)處于非常好的水平,并在滿足下游河道生態(tài)需水量的同時(shí),達(dá)到工程對(duì)外調(diào)水量的要求。

以福建省的芹山水電站為例,研究穆陽(yáng)溪流域不同生態(tài)環(huán)境用水保證率下的生態(tài)環(huán)境需水量,估算不同生態(tài)環(huán)境用水量的發(fā)電效益損失,并對(duì)考慮不同比例生態(tài)環(huán)境用水量對(duì)水電站的發(fā)電量所產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析。結(jié)果表明:由于確定生態(tài)環(huán)境需水量的出發(fā)點(diǎn)和基本原理不同,用7q10法、tennant法、最小月徑流法和ngprp法計(jì)算的生態(tài)環(huán)境需水量差異較大,根據(jù)實(shí)際資料針對(duì)該實(shí)例推薦tennant法;利用發(fā)電調(diào)度軟件編制不同生態(tài)環(huán)境用水保證率下的發(fā)電計(jì)劃,利用逐年流量值計(jì)算該水電站發(fā)電廠實(shí)際的發(fā)電效益損失值,并分析了不同生態(tài)環(huán)境用水保證率與該水電站發(fā)電效益損失間的關(guān)系以及多年平均流量計(jì)算的發(fā)電效益損失值與實(shí)際損失值間的關(guān)系。

隨著城市現(xiàn)代化進(jìn)程的加快,企業(yè)工業(yè)廢水和居民生活污水劇增,河道的污染日益加重,如何利用現(xiàn)有的生態(tài)防護(hù)技術(shù)和生態(tài)防治理念并提出相關(guān)的防治策略是探討的主要內(nèi)容。

通過(guò)生態(tài)灌區(qū)理論,界定了灌區(qū)生態(tài)環(huán)境需水量的定義,明確了北方大型灌區(qū)生態(tài)環(huán)境需水量?jī)?nèi)涵。運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理,構(gòu)建了灌區(qū)生態(tài)環(huán)境需水量系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(sd)模型,并以陜西省寶雞峽灌區(qū)為例,模擬計(jì)算了2005~2030年的灌區(qū)生態(tài)環(huán)境需水量。模擬結(jié)果表明,寶雞峽灌區(qū)生態(tài)環(huán)境需水量每年以6.08‰的速度增長(zhǎng),河流、植被、塘庫(kù)、城鎮(zhèn)4個(gè)模塊的生態(tài)環(huán)境需水量都有較好的提高,促進(jìn)灌區(qū)朝著生態(tài)灌區(qū)方向快速發(fā)展。

從生態(tài)環(huán)境需水量的狹義定義出發(fā),以實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境良性發(fā)展為目標(biāo),分析了黃土高原地區(qū)生態(tài)環(huán)境需水量的組成,系統(tǒng)計(jì)算其重點(diǎn)流域河道內(nèi)、外生態(tài)需水量。結(jié)果表明:黃土高原地區(qū)重點(diǎn)流域生態(tài)環(huán)境需水總量約為96.26×108m3,且大部分重點(diǎn)流域水資源開(kāi)發(fā)已超過(guò)了各流域地表水資源的極限。各流域年平均徑流量近年來(lái)不斷減少,生態(tài)環(huán)境需水量將不斷增加,應(yīng)引起決策者的高度重視。

由于傳統(tǒng)河道治理未考慮河流生態(tài)系統(tǒng)平衡問(wèn)題,因此對(duì)河流生態(tài)產(chǎn)生了不利影響。在分析傳統(tǒng)河道整治工程對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的基礎(chǔ)上,討論了基于生態(tài)和諧理念的河道整治理念與方法,提出必須在考慮河流生態(tài)系統(tǒng)平衡的基礎(chǔ)上,對(duì)河道進(jìn)行適度整治。介紹了基于和諧理念的河道整治工程范例,同時(shí)討論了河道整治工程的生態(tài)型工程材料。新型生態(tài)工程材料具有良好的生態(tài)恢復(fù)能力、良好的柔性及整體結(jié)構(gòu),選擇適宜的新型生態(tài)整治工程材料,既能滿足河道治理標(biāo)準(zhǔn),又有利于河流生態(tài)系統(tǒng)平衡。

在以前,對(duì)于河道治理問(wèn)題中沒(méi)有考慮到河流生態(tài)系統(tǒng)平衡的問(wèn)題,因此多多少少對(duì)生態(tài)平衡產(chǎn)生了負(fù)面影響。本文在對(duì)傳統(tǒng)的治理河道工程中對(duì)生態(tài)環(huán)境影響分析的基礎(chǔ)上,提出了在生態(tài)和諧理念的基礎(chǔ)上治理河道的方法。對(duì)于一些基于生態(tài)平衡的思想對(duì)河道進(jìn)行治理的案例進(jìn)行了介紹,并對(duì)河道整治工程中需要用到的生態(tài)性材料進(jìn)行了基本的討論。新型生態(tài)性材料生態(tài)恢復(fù)能力比較好,以及柔性和整體結(jié)構(gòu)優(yōu)良。

在以往的河道治理過(guò)程中由于忽略了對(duì)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)平衡的考慮,導(dǎo)致河道治理并沒(méi)有發(fā)揮很好的作用,反而對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了負(fù)面影響。河道治理工程關(guān)系著自然環(huán)境的變化以及人與自然的和諧關(guān)系,所以河道治理的前提條件是要基于實(shí)踐以及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。以保護(hù)環(huán)境和維護(hù)生態(tài)平衡為基礎(chǔ)制定的河道治理方案才是符合可持續(xù)發(fā)展理念的。目前,在河道整治工程的治理上需要總結(jié)過(guò)去的問(wèn)題并加以更正、改進(jìn),再加之現(xiàn)代科學(xué)的治理理念及方式,相信我國(guó)的河道治理工作一定會(huì)有較大的改善。

生態(tài)需水量是針對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與建設(shè)、水資源合理開(kāi)發(fā)利用等而提出的,是近年國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注的研究熱點(diǎn)。在系統(tǒng)回顧國(guó)內(nèi)外生態(tài)需水量研究進(jìn)展基礎(chǔ)上,介紹了生態(tài)需水量的概念、特征與分類,并總結(jié)了生態(tài)需水量的主要計(jì)算方法,同時(shí)就常用2種計(jì)算方法(tennant法和曼寧公式估算法)及其在水電項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了探討。最后,對(duì)生態(tài)需水量的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行了展望。

一、引言\n近年來(lái),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,社會(huì)生產(chǎn)、生活對(duì)水資源的依賴程度逐漸增加,對(duì)洪澇旱等災(zāi)害的重視程度日益提高,人類開(kāi)始對(duì)河流進(jìn)行各式各樣的改造和開(kāi)發(fā)利用,使河流發(fā)揮了重大的使用功能和經(jīng)濟(jì)效益,但河道的生態(tài)系統(tǒng)也遭到嚴(yán)重破壞.河道整治等大規(guī)模建設(shè)改變了河道系統(tǒng)的邊界、徑流條件,使河道的斷面形狀、水文條件、植被結(jié)構(gòu)等發(fā)生改變,河道的生態(tài)環(huán)境受到一定影響,進(jìn)而影響到人類對(duì)河流的可持續(xù)利用.

以沈陽(yáng)城區(qū)南運(yùn)河為例,從生態(tài)學(xué)理論和水水功能區(qū)劃分的角度出發(fā),結(jié)合南運(yùn)河水質(zhì)現(xiàn)狀,通過(guò)所建立的水質(zhì)模型模擬提出了南運(yùn)河枯水期和豐水期的最小生態(tài)環(huán)境需水量和水質(zhì)。在此基礎(chǔ)上,提出了城市景觀河流最小生態(tài)環(huán)境需水量的計(jì)算方法,從而為城市景觀河流生態(tài)環(huán)境需水量的研究起到一定指導(dǎo)作用。

水是城市發(fā)展和人類生存的核心要素，維系健康的河流水環(huán)境是我國(guó)流域管理的迫切需求，然而中國(guó)河流水環(huán)境治理仍然面臨污染控制難、水資源供需矛盾突出和人類活動(dòng)影響劇烈等方面的挑戰(zhàn)，如何恢復(fù)和維系健康的河流水環(huán)境，充分發(fā)揮河流的服務(wù)功能成為河流水環(huán)境管理研究的熱點(diǎn)。

本文分析近年來(lái)河道提防工程建設(shè)中對(duì)水資源、空氣、噪聲污染以及損壞植物等問(wèn)題,并提出以了人與自然和諧相處為原則的核心理念,來(lái)對(duì)各項(xiàng)水利工作進(jìn)行指導(dǎo),從而推動(dòng)治水事業(yè)不斷進(jìn)步。

雅礱江錦屏二級(jí)引水式水電站建成后,貓貓灘至大水溝廠址123km的河段將面臨減水問(wèn)題。流量減少后,河道水域面積相應(yīng)縮小,勢(shì)必對(duì)水生生態(tài)、陸生生態(tài)及水資源平衡造成影響。該問(wèn)題是電站建成后的關(guān)鍵性生態(tài)問(wèn)題,解決該問(wèn)題的有效措施是下泄最小生態(tài)環(huán)境需水量。采取r2cross法,以雅礱江魚(yú)類作為指示物種和主要保護(hù)性目標(biāo),修訂水力參數(shù),計(jì)算出枯水期減水河段的生態(tài)環(huán)境需水量為45m3/s。在該流量下,對(duì)魚(yú)類生存影響最大的水深和水面寬度都將得到滿足。

隨著人們生活水平的提高,對(duì)河道的生態(tài)要求也越來(lái)越高,但山區(qū)性河道特有的坡降大、流速快、水位變化幅度大、沖刷力強(qiáng)等特點(diǎn),使其生態(tài)護(hù)岸型式的設(shè)計(jì)具有一定的挑戰(zhàn)性。根據(jù)山區(qū)性河道的特點(diǎn),以及在山區(qū)性河道生態(tài)建設(shè)中出現(xiàn)的問(wèn)題,結(jié)合工程實(shí)例,探討了山區(qū)性河道生態(tài)護(hù)岸型式的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

四川省普格縣姚家山至寧南縣天久段公路是一條典型的山區(qū)公路,其改建工程所在地海拔高、山高路陡、生態(tài)環(huán)境十分脆弱。因此在公路建設(shè)中必須把保護(hù)生態(tài)環(huán)境,減少對(duì)環(huán)境的破壞放在首位。針對(duì)改建山區(qū)公路的特點(diǎn),提出行之有效的環(huán)境保護(hù)措施并貫徹于設(shè)計(jì)與施工中,做到山區(qū)公路建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。筆者即對(duì)此作了比較深入地分析與探討。