河道生态用水
『壹』 什么是河流生态系统
河流属流水型生态系统，是陆地和海洋联系的纽带，在生物圈的物质循环中起着主要作用。与湖泊生态系统相比，河流生态系统主要具有以下特点。
(1)纵向成带现象。湖泊和水库的水温变化具有典型的水平分层现象，而在河流中却是纵向流动的。从上游到河口，水温和某些水化学成分发生明显的变化，由此而影响着生物群落的结构。鱼类在河流中的纵向分布就属这方面的例子。鱼类分布的明显纵向变化和水温、流速以及pH值的变化有关。当然这种纵向替换并不是均匀的连续变化，特殊条件和特殊种群可以在整个河流没有明显变化。
(2)生物多具有适应急流生境的特殊形态结构。在流水型生态系统中，水流常是主要限制因子。所以，河流中特别是河流上游急流中生物群落的一些生物种类，为适应这种环境条件在自身的形态结构上有相应的适应特征，有的营附着或固着生活，如淡水海绵和一些水生昆虫的幼体，它们的壳和头黏合在一起，有的生物具有吸盘或钩，可使身体紧附在光滑的石头表面；有的体呈流线形以使水流经过时产生最小的摩擦力。从水生昆虫幼体到鱼类均可见到这现象，还有的生物体呈扁平状，使之能在石下和缝隙中得到栖息场所。
(3)相互制约关系。复杂河流生态系统受其他系统的制约较大，它的绝大部分河段受流域，内陆地生态系统的制约，流域内陆地生态系统的气候、植被以及人为干扰强度等都对河流生态系统产生较大影响。例如流域内森林一旦破坏，水土流失加剧，就会造成河流含沙量增加、河床升高。河流生态系统的营养物质也主要是靠陆地生态系统的输入。但另一方面，河流在生物圈的物质循环中起着重要的作用，全球水平衡与河流营养的输入有关。另外，它将高等和低等植物制造的有机物质、岩石风化物、土壤形成物和陆地生态系统中转化的物质不断带入海洋，成为海洋，特别是沿海和近海生态系统的重要营养物质来源，它影响着沿海，特别是河口、海湾生态系统的形成和进化。因此，河流生态系统的破坏，对环境的影响远比湖泊、水库等静水生态系统大。
(4)自净能力更强，受干扰后恢复速度较快。由于河流生态系统流动性大，水的更新速度快，所有系统自身的自净能力较强，一旦污染源被切断，系统的恢复速度比湖泊、水库要迅速。另外，由于有纵向成带现象，污染危害的断面差异较大，这也是系统恢复速度快的原因之一。具体情况还与污染物的种类、河流的水文、形态特征有关。
『贰』 （三）流域生态环境需水量综合分析
美国第二次全国水资源评价中，在估计每一个水资源分区内鱼类及野生生物用水量时，以分区河流出流点的月流量状况作为判断，提出了下列评判标准：
1）河道内径流为多年平均流量的60%（即40%为河道外耗水），这是为大多数水生动物在主要生长期提供优良的栖息条件所推荐的基本径流量。
2）河道内径流为多年平均值的30%，这是保持大多数水生动物有较好的栖息条件所推荐的基本径流量。
3）河道内流量为多年平均流量的10%，这是保持大多数水生动物短时间生存条件所推荐的最低瞬时流量。
从各方面综合考虑，可以认为，按照Q90法的结果流量是维持河道内生态环境长期基本需求的“最小流量”；按照Tennant法或湿周法的结果流量是维持河道内生态环境长期较好需求的“适宜流量”；多年平均流量的60%流量是维持河道内生态环境长期优良需求的“理想流量”。此外在多年平均流量的10%的条件下，可以在短期内维持河道内水生生物和生态系统的基本需求。对于调水工程来说，五个断面位于夹河的下游。在河流的上游地区，由于距离取水点较近，且流量一般相对不大，考虑到调水的需要，在此采用Q90法的计算结果为推荐流量，这一流量是维持河道内水生生物和生态系统基本条件的极限流量。此外在枯水季节，河道内的流量可以短时间放低，取多年平均流量的10%作为在枯水季节河道内生态环境需水的短期流量。
『叁』 流域的生态环境需水量计算
生态需水与环境需水虽相互联系，但有不同，前者偏重于自然方面，后者侧重污染与水环境容量[1]。流域生态环境需水量主要分为河道内需水与河道外需水两大部分。
（1）河道内的生态用水可从河流功能的各方面来分项计算。包括：
——河道基流。根据多年最小径流Rmin与多年平均最小月径流Rmin,a，确定求取Rmin/Rmin,av=α，在只有多年月系列的情况下，河道生态最小基流量用a确定。
——冲沙水量（Rsid）。从河流多年流量与泥沙系列中选择实测大断面与相应的流量、泥沙进行定量。
——河道环境需水量。主要是保持河流水环境容量的需水量，可参照以下方法计算：①Tennant法；②月流量保证率设定计算；③100%保证率最小月流量等方法。
——与河流相连接的湖泊、湿地的生态需水量。前者用设定水位来计算，后者由湿地水量平衡来确定。
——河流生物需水量。综合考虑水量与水质。简单的方法采用历史资料鉴别。
——城市生态环境需水量。主要是绿化植被的需水量。面积按城市规划计算。
（2）河道外的生态用水。从河道引出的水量，主要是生活与生产用水，过去并未专门提供生态用水的计算，但是河流中的水量来自河道外的流域面积。流域内的土地覆盖与土地利用实际要影响汇入河道中的水量。主要是绿化——林草、农田及水土保持（含少量的雨水利用）需用（耗）的水量，可按生态环境保护的规划（规划部门提供）分别在计算河道内、外各种生态系统环境需水的基础上进行汇总。
文献[4]综合不同学者的观点，认为生态需水量是生态系统中客观存在的水量，是水资源的一部分，它是一个时间变量，随生态系统的发展而动态变化；生态用水量具有一定的目标性，它是一个空间变量，根据不同需求，可将生态用水量划分为最大、最小和适宜生态用水量。文中阐述了生态需水量估算的理论基础和方法，并指出：对于流域而言，生态需水的计算分河道内和河道外。河道外的生态需水量应首次选定天然植被并进行本底分区，然后由区域天然植被生长的年降水量、气温及热量平衡资料结合区域水量平衡算出植被的需水量（文献[1]中也引用了国外Baird等的不同植被蒸腾量的确定与估算）。河道内按不同生态功能计算需水量。二者之和扣除重复才是整个流域的生态需水量。
王西琴等认为[2]，根据人类对水资源的利用和影响程度，可以将地表水资源利用划分为4个阶段：①未被人类利用阶段；②合理利用阶段；③极限利用阶段；④过度利用阶段。由此分析得出：①虽然地表水能被人类利用，但是有一个限度。国际上认为，地表水合理的开发利用率应为25%。考虑到我国北方地区水资源短缺的实际情况，其合理利用率为40%。只有低于合理的利用率，才能保证河流系统的稳定和平衡。②河道内必须留有足够的水量，以保证水体固有的生态和环境功能。③人类不能无节制地利用水资源和追求河道水体的功利性功能，而必须重视生态系统本身所需要的水，以保证水资源的良性循环，达到水资源的持续利用。
河流的功能有两个方面。一是功利性功能，如为生产、生活提供用水，为航运、水上娱乐、养殖等提供水域，对水力发电提供能源等；二是生态环境功能，如为水生生物提供生存环境，对污染物的稀释自净作用，保证河口地区生态系统稳定，以及输沙排盐、湿润空气、补充土壤含水等功能。根据上述分析，河道环境需水是指为保护和改善河流水体水质、为维持河流水沙平衡、水盐平衡及维持河口地区生态环境平衡所需要的水量。可以概括为河道基本环境需水、输沙需水及入海需水。三者之间有重合部分，其中基本环境需水包含于输沙需水和入海需水之中，输沙需水和入海需水既有重合部分，又有包含与被包含的关系，其主要决定于河流的主导功能。河道最小环境需水量是指为维系和保护河流的最基本环境功能不受破坏所必须在河道内保留的最小水量的阈值。河道生态需水是指维持水生生物正常生长及保护特殊生物和珍稀物种生存所需要的水量。如果以水资源开发利用阶段衡量，其相当于水资源利用的第二阶段河道内留有的水量。河道最小生态需水是指维系和保护河流的最基本生态功能不受破坏所必须在河道内保留的最小水量的阈值。如果以水资源开发利用阶段衡量，其相当于水资源利用的第三阶段河道内留有的水量。
事实上，生态、环境需水随着生态环境保护目标的不同而发生相应的变化。对生态环境功能的要求越高，则相应的生态需水量也越多，反之亦然。因此，生态（环境）需水不是一个定值。而最小生态（环境）需水是保证生态系统平衡所必须具有的最低阈值。因此，在一定阶段，如果对生态环境功能的要求不变，则最小生态（环境）需水应是一个定值。
『肆』 怎么理解河流生态
河流属流水型生态系统，是陆地和海洋联系的纽带，在生物圈的物质循环中起着主要作用。与湖泊生态系统相比，河流生态系统主要具有以下特点。
(1)纵向成带现象。湖泊和水库的水温变化具有典型的水平分层现象，而在河流中却是纵向流动的。从上游到河口，水温和某些水化学成分发生明显的变化，由此而影响着生物群落的结构。鱼类在河流中的纵向分布就属这方面的例子。鱼类分布的明显纵向变化和水温、流速以及pH值的变化有关。当然这种纵向替换并不是均匀的连续变化，特殊条件和特殊种群可以在整个河流中没有明显变化。
(2)生物多具有适应急流生境的特殊形态结构。在流水型生态系统中，水流常是主要限制因子。所以，河流中特别是河流上游急流中生物群落的一些生物种类，为适应这种环境条件在自身的形态结构上有相应的适应特征，有的营附着或固着生活，如淡水海绵和一些水生昆虫的幼体，它们的壳和头黏合在一起，有的生物具有吸盘或钩，可使身体紧附在光滑的石头表面；有的体呈流线型以使水流经过时产生最小的摩擦力。从水生昆虫幼体到鱼类均可见到这现象，还有的生物体呈扁平状，使之能在石下和缝隙中得到栖息场所。
(3)相互制约关系。复杂的河流生态系统受其他系统的制约较大，它的绝大部分河段受流域内陆地生态系统的制约，流域内陆地生态系统的气候、植被以及人为干扰强度等都对河流生态系统产生较大影响。例如流域内森林一旦破坏，水土流失加剧，就会造成河流含沙量增加、河床升高。河流生态系统的营养物质也主要是靠陆地生态系统的输入。但另一方面，河流在生物圈的物质循环中起着重要的作用，全球水平衡与河流营养的输入有关。另外，它将高等和低等植物制造的有机物质、岩石风化物、土壤形成物和陆地生态系统中转化的物质不断带入海洋，成为海洋，特别是沿海和近海生态系统的重要营养物质来源，它影响着沿海，特别是河口、海湾生态系统的形成和进化。因此，河流生态系统的破坏，对环境的影响远比湖泊、水库等静水生态系统大。
(4)自净能力更强，受干扰后恢复速度较快。由于河流生态系统流动性大，水的更新速度快，所以系统自身的自净能力较强，一旦污染源被切断，系统的恢复速度比湖泊、水库要迅速。另外，由于有纵向成带现象，污染危害的断面差异较大，这也是系统恢复速度快的原因之一。具体情况还与污染物的种类、河流的水文、形态特征有关。
知识点
海底河流
海底河流是指在重力的作用下，经常或间歇地沿着海底沟槽呈线性流动的水流。海底河流也像陆地河流一样，能够冲出深海平原。只是深海平原就像海洋世界中的沙漠一样荒芜，这些地下河渠能够将生命所需的营养成分带到这些沙漠中来。因此，这些海下河流非常重要，就像是为深海生命提供营养的动脉要道。英国科学家2010年7月底在黑海下发现一条巨大的海底河流，深达38米，宽达800多米。按照水流量标准计算，这条海底河流堪称世界上第六大河。像陆地河流一样，海底河流也有纵横交错的河渠、支流、冲积平原、急流甚至瀑布。
『伍』 什么叫河道外植被生态需水量
河流外面的填单和坡地生物生长需要的水量叫河道外植被生态需水量。
『陆』 （二）河道内生态环境需水量计算
河流在从源头流向河口的过程中，随着汇流面积的增大，一般水量也随之增大。即水量是汇水面积或河长的单调增函数。设定一个河道生态环境需水流量为Q（P），即可在河流上找到一个断面，且断面以下的河道水量一般能满足Q≥Q（P）。因此，任何一条或一段河流只需选择一个断面进行生态环境流量的计算即可。对较大的河流或沿程水量、水功能差异悬殊的河流，则可以分段计算。
因为大沽夹河源短流急，流域位于山东半岛，处于东经120°50′～121°20′、北纬37°00′～37°40′之间。所以，只取一个断面即可。根据引水入河工程取水点的影响范围的实际情况，这里取夹河福山站断面水文站进行计算。计算结果见表8-9。
表8-9 大沽夹河下游各断面生态环境需水量计算结果 单位：m3/s
对于本次研究的河流，基本属于有水文站点的季节性河流。
推荐的基流分为汛期和非汛期，其中汛期为4～10月，非汛期为10月～次年3月。
汛期总流量（3.81＋96.0＋53.3＋22.6）×31＝5447.01m3/s
5447.01×40%＝2178.704m3/s
非汛期总流量（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』 河流水生态提升措施都包括哪些
1、做好整治规划
没有一个系统完善的规划，便很难实现有针对性的建设，在对城市河道进行正式建设之前，必须制定出整治的规划方案。
2、综合整治河道
首先要运用物理方式，对现有河道进行清淤疏浚，并根据不同城市中的防洪标准，对河道的堤岸进行加固，确保河道的深度与宽度，实现河道正常的引水、排水、蓄水能力。其次，改变传统河道整治工程的建设模式，在确保整治效果的同时，突出工程的观赏性与艺术性特点，做到与周围环境的协调统一。
3、雨污分流处理
首先要对现有的排水设施进行合理改造，解决当前排水能力差、布局混乱的问题，并实现雨水分流，避免城市污水直接流入河道。其次，对城市工业一定要加强监管力度，杜绝工业污水排入河道。最后，建设处理能力强的污水处理厂，以满足日益增高的城市污水处理需求。
4、营造水下森林
在水生态系统中，沉水植物扮演着非常重要的角色，它既是水生物生存的基础，对维持生态平衡具有巨大的价值，又在水体净化中发挥了积极作用。而城市河道水环境生态治理有效的方式之一，就是营造以沉水植物为核心的“水下森林”生态系统。沉水植物能够有效消除水体中的氮、磷等物质，是衡量水环境正常与否的主要标志。当水环境处于良好状态时，沉水植物会表现正常的生长特征，否则，沉水植物会逐渐消失。在沉水植物培植的过程中，应该综合考虑光照强度、营养物、悬浮物、底质、温度等因素对其生长的影响，认真分析城市河道水环境，正确地选择沉水植物，从而调整水环境质量。值得注意的是，为了维持水环境的生态平衡，还应该投放一定量的水生动物。
5、培植食藻虫体
城市河道水环境污染严重，在很大程度上与人类生产息息相关，氮、磷等物质的过量排入，直接影响了藻类生物的繁殖和生长，破坏了水生态系统的自净能力。短期时间内，驯养食藻虫体，可以遏制藻类生物的不正常生长，从而提高城市河道水体的透明度。
『捌』 河道内生态环境需水算不算取用水总量
河道外用水指通过提、蓄、引等不同方式而利用的河水，如工、农业用水和城市生活用水等；
河道内用水指河道内水资源的利用，水运、渔业、旅游、冲沙及生态环境用水。
『玖』 河道生态治理的概念
1、生态护坡的概念
生态护坡所涉及的范围很广泛 ．目前国内外对其还没没有明确的定义，绝大多数人认为岸坡上种植植物就是生态护坡,这是一个错误的概念。笔者认 为生态不仅仅包括植物，它应是一个系统
的含义。生 态河道护坡应该包括两方面的含义： 首先是护坡。特别是水位变动区的水土保持，其次是生态 ，这二者的高度统一才是真正的生态边坡。 其具体内涵为 ：
1) 首先在满足行洪排涝要求的基础上，保证岸坡 的稳定，防止水土流失 ：
2) 生态护坡是开放式的系统，它是与周围生态系统密切联系的，不断与周围生态系统进行物质交换 ；
3) 生态护坡是动态平衡的系统，系统内的生物之间存在着复杂的食物链，它们互为食物。保持着系统的动态平衡 ；
4) 生态护坡是动力式 的系统。它与水流之间是相互作用的 ，水流对岸坡有冲刷作用，岸坡对水流有阻碍作用，岸坡生态系统是地表水与地下水交换的媒介 ；
5) 生态护坡是整个生态系统（包括自然生态系统和社会生态系统）的一个子系统。它与其他生态系统之间是相互协调、协同发展的，它的生态功能好坏直接影响其他生态子系统功能的发挥，甚至还会破坏其他生态系统 ；
6) 生态护坡 是可持续发展的系统
2、生态护坡设计原则
生态护坡 系统将植物生长基质 固定在袋体内，同时利用植物根 系的“ 锚 固” 作用而使护坡更稳定和具有抗冲刷能力 ，同时生态护坡还具有造价低 、能美化环境的独特效果 ， 在 国外
已得到了广泛的应用，在国内也有一些应用。生态护坡设计的基本原则为 ：
1) 生态边坡必须能够营造一个适合陆生植物、水陆两生植物、水生动植物生长的生命环境 ；
2) 生态护坡应满足渠道功能和堤 防的稳定要求 ， 并降低工程造价 ：
3) 尽量减少刚性结构 ， 增强护坡在视觉中“ 软效果 ”，美化工程环境 ：
4) 进行水文分析 ， 确定水位变幅范围， 结合植物调查结果 ， 选择合适的植物 ：
5) 尽量采用 自然的材料 ， 避免二次环境污染 ：
6) 布置时考虑人们的亲水要求 。
3、护坡栽种植物的选择
在栽种植物以前，应首先进行上程区域的植被调查，然后根据植被调查结果，充分考虑到栽种植物与周边环境的协调 、景观 、安全性 、地域适应性及生 态平衡的问题，并按以下条件进行
严格的选择：
1) 适合气候 、气象条件的树种 ；
2) 土壤要求低 ；
3) 原有品种 ；
4) 抗病虫害能力强 ， 对周围环境的危害性小 ；
5) 寿命或者效果发挥时间长 ；
6) 具有能够美化环景的效果 ；
7) 容易维护管理 ；
8) 具有市场性。