河道生態用水
『壹』 什麼是河流生態系統
河流屬流水型生態系統，是陸地和海洋聯系的紐帶，在生物圈的物質循環中起著主要作用。與湖泊生態系統相比，河流生態系統主要具有以下特點。
(1)縱向成帶現象。湖泊和水庫的水溫變化具有典型的水平分層現象，而在河流中卻是縱向流動的。從上游到河口，水溫和某些水化學成分發生明顯的變化，由此而影響著生物群落的結構。魚類在河流中的縱向分布就屬這方面的例子。魚類分布的明顯縱向變化和水溫、流速以及pH值的變化有關。當然這種縱向替換並不是均勻的連續變化，特殊條件和特殊種群可以在整個河流沒有明顯變化。
(2)生物多具有適應急流生境的特殊形態結構。在流水型生態系統中，水流常是主要限制因子。所以，河流中特別是河流上游急流中生物群落的一些生物種類，為適應這種環境條件在自身的形態結構上有相應的適應特徵，有的營附著或固著生活，如淡水海綿和一些水生昆蟲的幼體，它們的殼和頭黏合在一起，有的生物具有吸盤或鉤，可使身體緊附在光滑的石頭表面；有的體呈流線形以使水流經過時產生最小的摩擦力。從水生昆蟲幼體到魚類均可見到這現象，還有的生物體呈扁平狀，使之能在石下和縫隙中得到棲息場所。
(3)相互制約關系。復雜河流生態系統受其他系統的制約較大，它的絕大部分河段受流域，內陸地生態系統的制約，流域內陸地生態系統的氣候、植被以及人為干擾強度等都對河流生態系統產生較大影響。例如流域內森林一旦破壞，水土流失加劇，就會造成河流含沙量增加、河床升高。河流生態系統的營養物質也主要是靠陸地生態系統的輸入。但另一方面，河流在生物圈的物質循環中起著重要的作用，全球水平衡與河流營養的輸入有關。另外，它將高等和低等植物製造的有機物質、岩石風化物、土壤形成物和陸地生態系統中轉化的物質不斷帶入海洋，成為海洋，特別是沿海和近海生態系統的重要營養物質來源，它影響著沿海，特別是河口、海灣生態系統的形成和進化。因此，河流生態系統的破壞，對環境的影響遠比湖泊、水庫等靜水生態系統大。
(4)自凈能力更強，受干擾後恢復速度較快。由於河流生態系統流動性大，水的更新速度快，所有系統自身的自凈能力較強，一旦污染源被切斷，系統的恢復速度比湖泊、水庫要迅速。另外，由於有縱向成帶現象，污染危害的斷面差異較大，這也是系統恢復速度快的原因之一。具體情況還與污染物的種類、河流的水文、形態特徵有關。
『貳』 （三）流域生態環境需水量綜合分析
美國第二次全國水資源評價中，在估計每一個水資源分區內魚類及野生生物用水量時，以分區河流出流點的月流量狀況作為判斷，提出了下列評判標准：
1）河道內徑流為多年平均流量的60%（即40%為河道外耗水），這是為大多數水生動物在主要生長期提供優良的棲息條件所推薦的基本徑流量。
2）河道內徑流為多年平均值的30%，這是保持大多數水生動物有較好的棲息條件所推薦的基本徑流量。
3）河道內流量為多年平均流量的10%，這是保持大多數水生動物短時間生存條件所推薦的最低瞬時流量。
從各方面綜合考慮，可以認為，按照Q90法的結果流量是維持河道內生態環境長期基本需求的「最小流量」；按照Tennant法或濕周法的結果流量是維持河道內生態環境長期較好需求的「適宜流量」；多年平均流量的60%流量是維持河道內生態環境長期優良需求的「理想流量」。此外在多年平均流量的10%的條件下，可以在短期內維持河道內水生生物和生態系統的基本需求。對於調水工程來說，五個斷面位於夾河的下游。在河流的上游地區，由於距離取水點較近，且流量一般相對不大，考慮到調水的需要，在此採用Q90法的計算結果為推薦流量，這一流量是維持河道內水生生物和生態系統基本條件的極限流量。此外在枯水季節，河道內的流量可以短時間放低，取多年平均流量的10%作為在枯水季節河道內生態環境需水的短期流量。
『叄』 流域的生態環境需水量計算
生態需水與環境需水雖相互聯系，但有不同，前者偏重於自然方面，後者側重污染與水環境容量[1]。流域生態環境需水量主要分為河道內需水與河道外需水兩大部分。
（1）河道內的生態用水可從河流功能的各方面來分項計算。包括：
——河道基流。根據多年最小徑流Rmin與多年平均最小月徑流Rmin,a，確定求取Rmin/Rmin,av=α，在只有多年月系列的情況下，河道生態最小基流量用a確定。
——沖沙水量（Rsid）。從河流多年流量與泥沙系列中選擇實測大斷面與相應的流量、泥沙進行定量。
——河道環境需水量。主要是保持河流水環境容量的需水量，可參照以下方法計算：①Tennant法；②月流量保證率設定計算；③100%保證率最小月流量等方法。
——與河流相連接的湖泊、濕地的生態需水量。前者用設定水位來計算，後者由濕地水量平衡來確定。
——河流生物需水量。綜合考慮水量與水質。簡單的方法採用歷史資料鑒別。
——城市生態環境需水量。主要是綠化植被的需水量。面積按城市規劃計算。
（2）河道外的生態用水。從河道引出的水量，主要是生活與生產用水，過去並未專門提供生態用水的計算，但是河流中的水量來自河道外的流域面積。流域內的土地覆蓋與土地利用實際要影響匯入河道中的水量。主要是綠化——林草、農田及水土保持（含少量的雨水利用）需用（耗）的水量，可按生態環境保護的規劃（規劃部門提供）分別在計算河道內、外各種生態系統環境需水的基礎上進行匯總。
文獻[4]綜合不同學者的觀點，認為生態需水量是生態系統中客觀存在的水量，是水資源的一部分，它是一個時間變數，隨生態系統的發展而動態變化；生態用水量具有一定的目標性，它是一個空間變數，根據不同需求，可將生態用水量劃分為最大、最小和適宜生態用水量。文中闡述了生態需水量估算的理論基礎和方法，並指出：對於流域而言，生態需水的計算分河道內和河道外。河道外的生態需水量應首次選定天然植被並進行本底分區，然後由區域天然植被生長的年降水量、氣溫及熱量平衡資料結合區域水量平衡算出植被的需水量（文獻[1]中也引用了國外Baird等的不同植被蒸騰量的確定與估算）。河道內按不同生態功能計算需水量。二者之和扣除重復才是整個流域的生態需水量。
王西琴等認為[2]，根據人類對水資源的利用和影響程度，可以將地表水資源利用劃分為4個階段：①未被人類利用階段；②合理利用階段；③極限利用階段；④過度利用階段。由此分析得出：①雖然地表水能被人類利用，但是有一個限度。國際上認為，地表水合理的開發利用率應為25%。考慮到我國北方地區水資源短缺的實際情況，其合理利用率為40%。只有低於合理的利用率，才能保證河流系統的穩定和平衡。②河道內必須留有足夠的水量，以保證水體固有的生態和環境功能。③人類不能無節制地利用水資源和追求河道水體的功利性功能，而必須重視生態系統本身所需要的水，以保證水資源的良性循環，達到水資源的持續利用。
河流的功能有兩個方面。一是功利性功能，如為生產、生活提供用水，為航運、水上娛樂、養殖等提供水域，對水力發電提供能源等；二是生態環境功能，如為水生生物提供生存環境，對污染物的稀釋自凈作用，保證河口地區生態系統穩定，以及輸沙排鹽、濕潤空氣、補充土壤含水等功能。根據上述分析，河道環境需水是指為保護和改善河流水體水質、為維持河流水沙平衡、水鹽平衡及維持河口地區生態環境平衡所需要的水量。可以概括為河道基本環境需水、輸沙需水及入海需水。三者之間有重合部分，其中基本環境需水包含於輸沙需水和入海需水之中，輸沙需水和入海需水既有重合部分，又有包含與被包含的關系，其主要決定於河流的主導功能。河道最小環境需水量是指為維系和保護河流的最基本環境功能不受破壞所必須在河道內保留的最小水量的閾值。河道生態需水是指維持水生生物正常生長及保護特殊生物和珍稀物種生存所需要的水量。如果以水資源開發利用階段衡量，其相當於水資源利用的第二階段河道內留有的水量。河道最小生態需水是指維系和保護河流的最基本生態功能不受破壞所必須在河道內保留的最小水量的閾值。如果以水資源開發利用階段衡量，其相當於水資源利用的第三階段河道內留有的水量。
事實上，生態、環境需水隨著生態環境保護目標的不同而發生相應的變化。對生態環境功能的要求越高，則相應的生態需水量也越多，反之亦然。因此，生態（環境）需水不是一個定值。而最小生態（環境）需水是保證生態系統平衡所必須具有的最低閾值。因此，在一定階段，如果對生態環境功能的要求不變，則最小生態（環境）需水應是一個定值。
『肆』 怎麼理解河流生態
河流屬流水型生態系統，是陸地和海洋聯系的紐帶，在生物圈的物質循環中起著主要作用。與湖泊生態系統相比，河流生態系統主要具有以下特點。
(1)縱向成帶現象。湖泊和水庫的水溫變化具有典型的水平分層現象，而在河流中卻是縱向流動的。從上游到河口，水溫和某些水化學成分發生明顯的變化，由此而影響著生物群落的結構。魚類在河流中的縱向分布就屬這方面的例子。魚類分布的明顯縱向變化和水溫、流速以及pH值的變化有關。當然這種縱向替換並不是均勻的連續變化，特殊條件和特殊種群可以在整個河流中沒有明顯變化。
(2)生物多具有適應急流生境的特殊形態結構。在流水型生態系統中，水流常是主要限制因子。所以，河流中特別是河流上游急流中生物群落的一些生物種類，為適應這種環境條件在自身的形態結構上有相應的適應特徵，有的營附著或固著生活，如淡水海綿和一些水生昆蟲的幼體，它們的殼和頭黏合在一起，有的生物具有吸盤或鉤，可使身體緊附在光滑的石頭表面；有的體呈流線型以使水流經過時產生最小的摩擦力。從水生昆蟲幼體到魚類均可見到這現象，還有的生物體呈扁平狀，使之能在石下和縫隙中得到棲息場所。
(3)相互制約關系。復雜的河流生態系統受其他系統的制約較大，它的絕大部分河段受流域內陸地生態系統的制約，流域內陸地生態系統的氣候、植被以及人為干擾強度等都對河流生態系統產生較大影響。例如流域內森林一旦破壞，水土流失加劇，就會造成河流含沙量增加、河床升高。河流生態系統的營養物質也主要是靠陸地生態系統的輸入。但另一方面，河流在生物圈的物質循環中起著重要的作用，全球水平衡與河流營養的輸入有關。另外，它將高等和低等植物製造的有機物質、岩石風化物、土壤形成物和陸地生態系統中轉化的物質不斷帶入海洋，成為海洋，特別是沿海和近海生態系統的重要營養物質來源，它影響著沿海，特別是河口、海灣生態系統的形成和進化。因此，河流生態系統的破壞，對環境的影響遠比湖泊、水庫等靜水生態系統大。
(4)自凈能力更強，受干擾後恢復速度較快。由於河流生態系統流動性大，水的更新速度快，所以系統自身的自凈能力較強，一旦污染源被切斷，系統的恢復速度比湖泊、水庫要迅速。另外，由於有縱向成帶現象，污染危害的斷面差異較大，這也是系統恢復速度快的原因之一。具體情況還與污染物的種類、河流的水文、形態特徵有關。
知識點
海底河流
海底河流是指在重力的作用下，經常或間歇地沿著海底溝槽呈線性流動的水流。海底河流也像陸地河流一樣，能夠沖出深海平原。只是深海平原就像海洋世界中的沙漠一樣荒蕪，這些地下河渠能夠將生命所需的營養成分帶到這些沙漠中來。因此，這些海下河流非常重要，就像是為深海生命提供營養的動脈要道。英國科學家2010年7月底在黑海下發現一條巨大的海底河流，深達38米，寬達800多米。按照水流量標准計算，這條海底河流堪稱世界上第六大河。像陸地河流一樣，海底河流也有縱橫交錯的河渠、支流、沖積平原、急流甚至瀑布。
『伍』 什麼叫河道外植被生態需水量
河流外面的填單和坡地生物生長需要的水量叫河道外植被生態需水量。
『陸』 （二）河道內生態環境需水量計算
河流在從源頭流向河口的過程中，隨著匯流面積的增大，一般水量也隨之增大。即水量是匯水面積或河長的單調增函數。設定一個河道生態環境需水流量為Q（P），即可在河流上找到一個斷面，且斷面以下的河道水量一般能滿足Q≥Q（P）。因此，任何一條或一段河流只需選擇一個斷面進行生態環境流量的計算即可。對較大的河流或沿程水量、水功能差異懸殊的河流，則可以分段計算。
因為大沽夾河源短流急，流域位於山東半島，處於東經120°50′～121°20′、北緯37°00′～37°40′之間。所以，只取一個斷面即可。根據引水入河工程取水點的影響范圍的實際情況，這里取夾河福山站斷面水文站進行計算。計算結果見表8-9。
表8-9 大沽夾河下游各斷面生態環境需水量計算結果 單位：m3/s
對於本次研究的河流，基本屬於有水文站點的季節性河流。
推薦的基流分為汛期和非汛期，其中汛期為4～10月，非汛期為10月～次年3月。
汛期總流量（3.81＋96.0＋53.3＋22.6）×31＝5447.01m3/s
5447.01×40%＝2178.704m3/s
非汛期總流量（4.48＋1.16）×31＝174.84m3/s
174.84×20%＝34.968m3/s
全年5447.01＋174.84＝5621.85m3/s
5621.85×30%＝1686.555m3/s
『柒』 河流水生態提升措施都包括哪些
1、做好整治規劃
沒有一個系統完善的規劃，便很難實現有針對性的建設，在對城市河道進行正式建設之前，必須制定出整治的規劃方案。
2、綜合整治河道
首先要運用物理方式，對現有河道進行清淤疏浚，並根據不同城市中的防洪標准，對河道的堤岸進行加固，確保河道的深度與寬度，實現河道正常的引水、排水、蓄水能力。其次，改變傳統河道整治工程的建設模式，在確保整治效果的同時，突出工程的觀賞性與藝術性特點，做到與周圍環境的協調統一。
3、雨污分流處理
首先要對現有的排水設施進行合理改造，解決當前排水能力差、布局混亂的問題，並實現雨水分流，避免城市污水直接流入河道。其次，對城市工業一定要加強監管力度，杜絕工業污水排入河道。最後，建設處理能力強的污水處理廠，以滿足日益增高的城市污水處理需求。
4、營造水下森林
在水生態系統中，沉水植物扮演著非常重要的角色，它既是水生物生存的基礎，對維持生態平衡具有巨大的價值，又在水體凈化中發揮了積極作用。而城市河道水環境生態治理有效的方式之一，就是營造以沉水植物為核心的「水下森林」生態系統。沉水植物能夠有效消除水體中的氮、磷等物質，是衡量水環境正常與否的主要標志。當水環境處於良好狀態時，沉水植物會表現正常的生長特徵，否則，沉水植物會逐漸消失。在沉水植物培植的過程中，應該綜合考慮光照強度、營養物、懸浮物、底質、溫度等因素對其生長的影響，認真分析城市河道水環境，正確地選擇沉水植物，從而調整水環境質量。值得注意的是，為了維持水環境的生態平衡，還應該投放一定量的水生動物。
5、培植食藻蟲體
城市河道水環境污染嚴重，在很大程度上與人類生產息息相關，氮、磷等物質的過量排入，直接影響了藻類生物的繁殖和生長，破壞了水生態系統的自凈能力。短期時間內，馴養食藻蟲體，可以遏制藻類生物的不正常生長，從而提高城市河道水體的透明度。
『捌』 河道內生態環境需水算不算取用水總量
河道外用水指通過提、蓄、引等不同方式而利用的河水，如工、農業用水和城市生活用水等；
河道內用水指河道內水資源的利用，水運、漁業、旅遊、沖沙及生態環境用水。
『玖』 河道生態治理的概念
1、生態護坡的概念
生態護坡所涉及的范圍很廣泛 ．目前國內外對其還沒沒有明確的定義，絕大多數人認為岸坡上種植植物就是生態護坡,這是一個錯誤的概念。筆者認 為生態不僅僅包括植物，它應是一個系統
的含義。生 態河道護坡應該包括兩方面的含義： 首先是護坡。特別是水位變動區的水土保持，其次是生態 ，這二者的高度統一才是真正的生態邊坡。 其具體內涵為 ：
1) 首先在滿足行洪排澇要求的基礎上，保證岸坡 的穩定，防止水土流失 ：
2) 生態護坡是開放式的系統，它是與周圍生態系統密切聯系的，不斷與周圍生態系統進行物質交換 ；
3) 生態護坡是動態平衡的系統，系統內的生物之間存在著復雜的食物鏈，它們互為食物。保持著系統的動態平衡 ；
4) 生態護坡是動力式 的系統。它與水流之間是相互作用的 ，水流對岸坡有沖刷作用，岸坡對水流有阻礙作用，岸坡生態系統是地表水與地下水交換的媒介 ；
5) 生態護坡是整個生態系統（包括自然生態系統和社會生態系統）的一個子系統。它與其他生態系統之間是相互協調、協同發展的，它的生態功能好壞直接影響其他生態子系統功能的發揮，甚至還會破壞其他生態系統 ；
6) 生態護坡 是可持續發展的系統
2、生態護坡設計原則
生態護坡 系統將植物生長基質 固定在袋體內，同時利用植物根 系的「 錨 固」 作用而使護坡更穩定和具有抗沖刷能力 ，同時生態護坡還具有造價低 、能美化環境的獨特效果 ， 在 國外
已得到了廣泛的應用，在國內也有一些應用。生態護坡設計的基本原則為 ：
1) 生態邊坡必須能夠營造一個適合陸生植物、水陸兩生植物、水生動植物生長的生命環境 ；
2) 生態護坡應滿足渠道功能和堤 防的穩定要求 ， 並降低工程造價 ：
3) 盡量減少剛性結構 ， 增強護坡在視覺中「 軟效果 」，美化工程環境 ：
4) 進行水文分析 ， 確定水位變幅范圍， 結合植物調查結果 ， 選擇合適的植物 ：
5) 盡量採用 自然的材料 ， 避免二次環境污染 ：
6) 布置時考慮人們的親水要求 。
3、護坡栽種植物的選擇
在栽種植物以前，應首先進行上程區域的植被調查，然後根據植被調查結果，充分考慮到栽種植物與周邊環境的協調 、景觀 、安全性 、地域適應性及生 態平衡的問題，並按以下條件進行
嚴格的選擇：
1) 適合氣候 、氣象條件的樹種 ；
2) 土壤要求低 ；
3) 原有品種 ；
4) 抗病蟲害能力強 ， 對周圍環境的危害性小 ；
5) 壽命或者效果發揮時間長 ；
6) 具有能夠美化環景的效果 ；
7) 容易維護管理 ；
8) 具有市場性。