生态流量是什么?如何计算?


生态流量是维系河湖生态系统结构和功能,提升河湖生态系统质量和稳定性的基础。随着人们对地球生命系统中水循环和生态系统生态学研究的不断深入,伴随着河湖生态及依附河湖而生的生物与人类活动的用水矛盾日益凸显,生态流量的概念应运而生。
河湖本身不存在生态流量问题,因为水生生物本就是根据河湖生境而自然产生、成长和繁衍的。但由于人类在河湖内外用水量需求日益增加,不断占用自然生态系统依赖的河湖水量,从而出现了所谓的生态流量问题。


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生态流量的概念



对于生态流量的概念,目前尚无定论,我国现有的有关文件或技术标准中对这一概念也未给出标准表述。中国科学院刘昌明院士在2009年提出,生态流量是河流、湿地或河口区域为实现一定的目标所提供的水量。自然条件下,生态流量是维护其生态系统的功能;人类活动影响下,是寻求各种水用途之间的最佳平衡,保持区域可持续发展。水利部长江委长江科学研究院陈进教高认为,生态流量是维持河流生态与环境需要的最小流量,狭义上主要针对维持河流自然生态系统最基本的需要,广义概念则加上下游人们生产、生活和环境需要的小流量。澳大利亚、南非等国家则将生态流量定义为“维持河流生态完整性和生物多样性的流量状况”,或生态流量是“留给河流自身用水需求的水量”。世界自然保护联盟提出,生态流量是再用水矛盾突出且用水量可调度的河流、湿地及沿海区域,为维持正常的生态系统及功能所拥有的水量。综上可见,生态流量是维系河湖生物多样性健康可持续的流量,保持河道形态稳定的输沙流量,保持河湖水质要求的污染物降解流量,维持河口咸淡平衡的流量等。


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我国的生态流量制度



我国水利和生态环境部门出于生态流量监测考虑提出“生态流量”的概念,是指为保障河流环境生态功能,维持水资源可持续开发利用,而不至于发生生态环境恶化所必须保证下游河道的小流量。其主要作用是保证河流所需要的自净扩散能力,不因流量及水流形态发生巨大变化,造成水体污染;维持下游河道内水生生物的生存和水生态系统的固有平衡;保证下游沿岸居民生活取水、农业生产取水等基本需求。

随着我国生态文明建设向纵深推进,有必要构建完善“三水”统筹制度体系,补齐水生态保护制度载体的生态流量制度。《水污染防治行动计划》(以下简称“水十条”)提出,要科学确定生态流量,加强江河湖库水量调度管理,维持河湖生态用水需求,重点保障枯水期生态基流。新颁布的《长江保护法》在我国法律中首次建立生态流量保障制度,并从三个方面做出规定:(1)建立生态流量标准、提出生态流量管控指标;(2)将生态水量纳入年度水量调度计划;(3)将生态用水调度纳入工程日常运行调度规程。


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常用的生态流量计算方法



迄今为止国际上有200多种生态流量计算方法,概括起来主要有4类:水文学法、水力学法、生境模拟法以及整体分析法。常用的生态流量计算方法见表1。目前这些方法仍在世界各地使用,我国引进了这些计算方法并在诸多生态流量相关的导则与指南中引用,如水资源保护规划编制规程(SL 613—2013)、河湖生态保护与修复规划导则(SL 709—2015)等均有相关内容,这些方法在实践中应根据当地实际情况和需求有所选择地进行使用。

在案例应用中,选择生境模拟法中的IFIM法,应用River2D模型中的鱼类栖息地计算模块,基于PHAB-SIM模型的加权有效面积方法,确定长江上游支流赤水河的生态流量。通过构建适宜性曲线,确定基于枯水期、平水期、丰水期和洪水期四个时期的流量条件,计算有效栖息地面积,带入模型最终确定赤水河顺直微弯河段生态流量为306.9m3/s,蜿蜒河段生态流量为540.4m3/s

表1  常用的生态流量计算方法

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生态流量对水生态系统的意义


生态流量包括流量要求和不同水期的消长要求。保障基本的径流量是保障河流生态健康的基础。

首先,水体自净能力的强弱与水量的大小有直接关系。以一条河流为例,排入水体污染物总量不变,如果能够加大河流的水量,就可以大大增强水体的自净能力,起到提高水质的效果。

其次,保障一定的水量,也是河流或者湖泊维持生态平衡的前提条件。水体中的水生动物、植物以及河流底泥中的微生物群落,甚至岸边的芦苇杂草等都是整个水生态系统的一部分。

在保障水量的前提下,保证水量的变化性也十分必要。也就是说,不能保持河流里的水量永远没有变化,尤其是在人为调配水资源过程中,要模拟自然状态,洪水期水量应该增大,而枯水期的水量就应该减小。不同水期水量的不同消长要求对于生态环境的意义,在生物繁殖方面体现得比较明显。从这个角度来说,生态流量对于整个水环境生态系统也具有重要意义。

参考文献:
①陈进,黄薇.长江的生态流量问题[J].长江科学院院报,2007(06):1-5.
②落志筠.生态流量的法律表达及制度实现[J].中国人口·资源与环境,2020,30(01):113-119.
③董哲仁,张晶,赵进勇.生态流量的科学内涵[J].中国水利,2020(15):15-19.
④中国环境报《解读“水十条”:保障生态流量恢复河流生态》.
⑤《水利发展研究》2017年第11期——关于生态流量的认识和思考.


本文来源:国家长江保护修复联合研究中心


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