河流生态系统的多层次、多等级特性决定了生态需水类型的多样性、复杂性(见第3章第3.3 节)。河流系统功能需要满足的程度应该由相应的标准来衡量,同时保护目标的实现必须通过一定的水量和水质来体现。河流生态环境用水量应该有一个范围,也应该存在满足各种功能的阈值(见第3章第3.2节)。当河流系统中水量低于最小需水量或超过最大可能的容纳水量后,河流的某种生态环境功能就会受到影响。上述河流生态环境用水量的各个组成部分,可能在一定的水量范围内相互涵盖(即在一定水量范围内其他功能被同时部分地或全部地满足)。因此,河流生态需水量类型需要在综合考虑河流各种功能的基础上确定。
满足单项功能的河流生态需水并不能表明其可以满足多种功能的要求。事实上,关于河流生态需水量确定标准问题从来都是有争议的。因此,重要的不是企图给出一个普遍适用的河流生态环境需水量或者阈值,而是从一般意义上归纳出河流生态环境用水及其阈值的确定原则。首先,河流生态需水应该按照功能性需求原则确定满足河流各项功能目标的具体需水;其次,无论河川径流还是近海潮流均表现出季节性变化的特点,因而河流生态需水的计算必须考虑时间动态变化的特点,对年内不同时段(如洪水期、汛期、非汛期、全年时段等)分别加以讨论;第三,河流生态需水量在纵向上表现出一定的差异,因此需要按照上、中、下游或者分河段考虑原则进行具体研究;第四,在不同的时段或河段需要满足的河流功能不同,应该按照主功能优先原则,确保不同时段、不同河段河流系统主要功能的实现;第五,在满足河流不同河段基本功能的同时,需要按照生态效益、经济效益最大化原则,寻求增加单位水资源产生的生态服务或价值;第六,在满足现状要求的同时,还应根据河流恢复的阶段性目标,限制水资源的开发利用率,减少水资源利用不当对未来河流系统功能产生的负面影响。
因此,对生态需水的计算,其意义不在于对流域每一种生态需水类型的精确计算,甚至不需要计算满足河流生态系统所有功能的生态需水。在生态用水与经济用水存在竞争的情况下,不可能将所有类型的生态需水在水资源配置中同时考虑,而应优先考虑在近期内需要在水资源规划与水资源配置中重点考虑的生态需水。应针对流域最突出、最关键的环境问题,依据要维持的生态功能以及分阶段的保护目标等,确定河流生态需水类型。确定这些流量的方法可以分成4 类:①水文学;②水力学方法;③栖息地法;④综合法。
例如,某河流通过确定河道生态需水的类型来帮助水资源管理[86],对应不同的保护目标,对应着不同的生态需水类型及其估算方法(见表4.2)。
表4.2 根据保护目标确定生态需水类型及其估算方法
(1)河床维持水量(CMF)是测量齐岸水流的,每5年有一个回流期(这个频率由实地观察确定)。(www.daowen.com)
(2)栖息地维持流量(HMF)是一个重要的泛洪流量,对于防治过多淤泥堆积和有机物的聚集有重要作用。
(3)最大生态流量(OEF),为目标物种提供最大的物理栖息地。
(4)理想的生态流量(DEF),会保持不稳定的过冬栖息地,并保持正常的冬天整个河水系统的连续性,由历史流量数据决定。
(5)充足的生态流量(AEF),是夏天流量的正常标准。
(6)流量的临界值(TEF),在这个值以下,所有的目标栖息地都会消失。
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