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01 生態(tài)流量的內涵
根據(jù)不同保護要求，生態(tài)流量可分為基本生態(tài)流量和目標生態(tài)流量。基本生態(tài)流量是指維持河流、湖泊、沼澤生態(tài)系統(tǒng)結構和功能不喪失，需要保留在河湖沼內的最小水量及其過程，是河湖生態(tài)水量要求的底線。基本生態(tài)流量又可分為生態(tài)基流和敏感期生態(tài)流量、不同時段生態(tài)流量和全年生態(tài)流量等表征指標。目標生態(tài)流量是指正常發(fā)揮河流、湖泊、沼澤生態(tài)環(huán)境保護目標，需要保留在河道內的流量。
目前，自定目標的生態(tài)流量認可度不一，多以綜合規(guī)劃和行業(yè)部門確定的生態(tài)基流及敏感期生態(tài)流量為主。
02 生態(tài)流量的確定
1.常用計算方法
生態(tài)流量的計算應根據(jù)河湖生態(tài)環(huán)境功能、生態(tài)環(huán)境狀況及人類對河流的開發(fā)利用程度，合理確定維持河流基本生態(tài)環(huán)境功能和維系給定目標下生態(tài)環(huán)境功能的不同保護要求，計算基本生態(tài)環(huán)境需水量和目標生態(tài)環(huán)境需水量。
迄今為止，國際上有200多種生態(tài)環(huán)境流量計算方法，大致可分為水文學法、水力學法、棲息地評價法、整體分析法。（常用計算方法詳見本刊第15期）
按照河流生態(tài)流量的計算方式，又可劃分為查表法、數(shù)據(jù)分析法、功能分析法、水力棲息模型法等4類，其中Tennant方法是查表法的代表，基于IHA（Indicators of Hydrologic Alteration）的變動范圍法是數(shù)據(jù)分析法的代表，BBM（Building Block Methodology）法是功能分析法的代表方法。
實際計算生態(tài)流量過程中，并不局限于單一的方法，可將兩種或多種方法結合使用，例如將水文學與水力學結合，將水文學與棲息地法相結合等。
2.不同生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)流量計算
保障河湖生態(tài)流量（水量）目的是為了維持河流、湖沼生態(tài)系統(tǒng)的基本形態(tài)、生物基本棲息地，以及生物多樣性等生態(tài)功能。由于不同生態(tài)系統(tǒng)結構與功能不同，其對應的生態(tài)流量各具特征。在計算生態(tài)流量時，要根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的結構特征選擇合適的生態(tài)流量計算方法。
河流生態(tài)系統(tǒng)可根據(jù)地理位置及河流大小特征等細分為：大江大河與支流溪流、山區(qū)河流與平原河網(wǎng)、高含沙河流以及咸淡水交錯的河口等。不同河流類型的生態(tài)流量共性表現(xiàn)為，水文情勢及水力學要素是河流生態(tài)流量的重要影響因子。根據(jù)資料的齊備情況，通常可采用水文學法、水力學法、棲息地評價法等計算生態(tài)流量。
然而，不同類型河流的生態(tài)流量又各具特點。例如，山區(qū)河流多建有大型水利工程，水文情勢的改變以及其對生物棲息地的影響需要在推求生態(tài)流量時予以考慮；平原河網(wǎng)閘壩密布，流速較小，生物基本棲息地功能下降甚至喪失，需要實施嚴格的生態(tài)流量管控；部分溪流由于小水電項目的過度開發(fā)，出現(xiàn)減脫水河段，河流出現(xiàn)不同程度萎縮甚至斷流，計算生態(tài)流量時應予以重點考慮水流連通性。河口區(qū)的生態(tài)流量，主要目的是維持河口基本形態(tài)，河口灘地潮間帶水生生物基本棲息地，同時要考慮防潮壓咸等生態(tài)環(huán)境功能，因此可根據(jù)河口泥沙輸運、河口水生生物需水、河口水鹽平衡等計算河口生態(tài)流量。
湖沼生態(tài)系統(tǒng)主要包括湖泊、沼澤、濕地等。湖沼生態(tài)需水計算通常采用水位作為指標，通過核算生態(tài)水位，推求湖泊生態(tài)流量（水量），以維持湖泊、沼澤的生態(tài)環(huán)境功能。
綜上所述，生態(tài)系統(tǒng)組成與功能不同，其生態(tài)流量計算方法不同。在實際計算過程中，通常多個生態(tài)系統(tǒng)相互聯(lián)系，例如河湖連通、河沼連通，以及河湖河口沼澤連通等，此時應該將多個生態(tài)系統(tǒng)作為一個整體考慮，建立多個生態(tài)系統(tǒng)之間的水力聯(lián)系，推求滿足多個生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)流量過程。
此外，分項計算后需對所得的不同生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)流量進行核驗。河流控制斷面生態(tài)流量均應小于相應時段的天然徑流量，一般不應大于多年平均實測徑流（現(xiàn)狀經(jīng)濟社會用水擠占生態(tài)環(huán)境用水的河流除外）。河口生態(tài)流量一般不大于多年平均入海水量。湖泊沼澤生態(tài)流量應與出入湖泊、沼澤的河流節(jié)點生態(tài)環(huán)境需水量相協(xié)調，年內不同時段平均水位不大于天然情況下多年平均相應時段水位（《河湖生態(tài)環(huán)境需水計算規(guī)范》）。
▲黑河生態(tài)治理顯成效——張掖黑河公園
3.生態(tài)敏感期保護對象
河湖生態(tài)敏感期重點保護對象主要包括魚類生境、底棲生境、河谷林、河流濕地、防控水華等。
以魚類生境保護為例，可結合國家級種質資源保護區(qū)及河口控制斷面，根據(jù)魚類洄游、產卵等階段對流速因子的需求設定生態(tài)流速目標，推求促進魚類繁殖的生態(tài)流量；針對平原河網(wǎng)地區(qū)魚類越冬期對水深需求，設定最小水深，推求魚類越冬期所需生態(tài)水量；綜合魚類洄游、產卵、越冬重要生命階段，提出貫穿魚類完整生活史的生態(tài)流量過程，或者面向年內不同時期各目標物種的特殊需求確定年內生態(tài)流量過程。
底棲動物和河岸帶植物相比，種類多、分布廣、生長周期較長、對水文條件變化敏感、能反映污染的長期累積效應。可利用底棲動物為指示生物，建立底棲動物棲息地質量與流量的關系，量化底棲動物生活史對不同生態(tài)流量及其組分（基流、中流量、低流量脈沖、高流量脈沖）的需求。
針對水華控制，可根據(jù)藻類生長與流速及紊流強度的關系，采用抑制流速法推求滿足水華控制條件的生態(tài)流量；或基于藻類生物量平衡，采用斷面通量法推算出控制水華所需的流量；或基于斷面通量法、抑制流速法分別推求面向水華控制的斷面生態(tài)流量，然后取二者的外包線，得到典型斷面生態(tài)流量。此外，針對水華防控的生態(tài)流量計算，還有斷面流量觀察法、斷面水質目標控制等方法。
實際應用中，應綜合考慮目標魚類產卵、水華防控、濕地保護等多個生態(tài)敏感期保護對象的需求，推求河流全時段生態(tài)流量過程。
03 生態(tài)流量保證率與達標評價
1.不同保障率
根據(jù)河流天然徑流的變化特征及其生態(tài)系統(tǒng)響應的特點，生態(tài)流量可分為最小生態(tài)流量、汛期生態(tài)流量、適宜生態(tài)流量，其中通常關注的是最小生態(tài)流量和適宜生態(tài)流量，它們都屬于非汛期生態(tài)流量。
①最小生態(tài)流量，是指在人類活動的影響下, 水體為了保證水生生物存在所需要的流量，即河流中可以滿足現(xiàn)狀生態(tài)要求的最小徑流量。最小生態(tài)流量在年內通常不是一個常量，同河道內自然水流年內變化特征類似，是一個連續(xù)變化的過程。
②適宜生態(tài)流量，是考慮目標水體水生生物生存、繁衍對水域水文、水力特性的要求，能夠維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和物種的生存、繁衍的徑流過程。當流量持續(xù)小于該數(shù)值時，將導致生物繁殖條件破壞、生物量減少、生物完整性降低。最小生態(tài)流量過程對于維護生態(tài)系統(tǒng)來說是最低要求，是不利的水文條件，而適宜生態(tài)流量是保持河流生態(tài)系統(tǒng)健康和生物種群結構穩(wěn)定的徑流過程。
③生態(tài)流量保證率，是指在保障最小生態(tài)流量的前提下，河流各斷面生態(tài)流量的保證程度。生態(tài)流量保證率不僅可作為評估現(xiàn)狀條件下實際流量對于水生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)劣程度的指標，還可作為中長期流域水資源管理中水庫與閘壩生態(tài)調度、水資源優(yōu)化配置的定量標準。
2.生態(tài)流量達標評價方法
（1）生態(tài)基流達標評價
對生態(tài)基流現(xiàn)狀達標情況進行評價，可設90%年份達標為達標標準。為得到科學可行的達標評價方法，可考慮在月、日不同尺度上采用不同方法進行評價，并對分項評價結果進行對比分析，選擇一種相對合理的評價辦法。評價方法可設置為：來水保證率在90%以上，逐月平均流量均達到生態(tài)基流的目標值；來水保證率在90%以上，逐日平均流量均達到生態(tài)基流的目標值；來水保證率在90%以上，逐月平均流量達標、維持河流不斷流且最長連續(xù)不達標天數(shù)小于7天。
（2）敏感生態(tài)需水達標評價
對重點河流的敏感期生態(tài)流量現(xiàn)狀滿足程度進行達標評價，可以年內和年度75%達標率為準，例如每年魚類產卵期有75%月份滿足、近10年有75%以上年份滿足生態(tài)流量要求，則視為斷面敏感生態(tài)需水達標。
04 生態(tài)流量管理
1.政策制定
生態(tài)流量是維護水生態(tài)安全的重要因子。近年來，水利部門響應國家號召，深入貫徹中央治水思路和新時期水利改革發(fā)展總基調，積極推進水生態(tài)文明建設，在加強河湖生態(tài)流量確定與保障方面開展了大量的工作。
2.優(yōu)化調度
我國水資源時空分布嚴重不均，對于維持河流生態(tài)流量不利。一方面，我國水利水電工程數(shù)量位居世界前列，若缺少科學合理的生態(tài)調度模式，則會對壩下河湖生態(tài)造成不利影響。因此，需要加強流域水量統(tǒng)一調度，實行取用水總量控制。另一方面，對現(xiàn)有的水利工程調度模式進行改進，制定多目標的調度方案、增加生態(tài)約束條件等，試行梯級水庫/水庫群“水文情勢最小干擾度約束”及“下游生態(tài)流量過程約束”等生態(tài)調度模式，以補償人類對河流水資源的開發(fā)利用對河流水生態(tài)系統(tǒng)造成的不利影響。
3.標準導則
目前有關生態(tài)流量目標制定的技術標準主要包括《河湖生態(tài)需水評估導則（試行）》、《河湖生態(tài)環(huán)境需水計算規(guī)范》、《水資源保護規(guī)劃編制規(guī)程》、《水電工程生態(tài)流量計算規(guī)范》等。今后應針對不同區(qū)域河湖生態(tài)體系的不同特點，制定分區(qū)分類的河湖生態(tài)流量目標、完善生態(tài)流量計算及生態(tài)流量監(jiān)管。
05 生態(tài)流量保障工作難點與重點
1.工程效益與生態(tài)效益之間的平衡
發(fā)電效益與生態(tài)效益之間的平衡是生態(tài)調度執(zhí)行過程中一個難題。豐水期，生態(tài)流量一般均能夠滿足，此時水庫因防洪調度需要以及上網(wǎng)電價偏低產生大量棄水。而春夏之交的枯水期，既是生態(tài)流量關鍵需求時期，也是電價高值期。因此，需要實現(xiàn)不確定性條件下的日尺度生態(tài)調度，保障生態(tài)流量的同時，兼顧工程發(fā)電效益，實現(xiàn)社會經(jīng)濟效益與生態(tài)效益的最大化。
2.協(xié)調水資源調配，做好中長期水文預報
遵循節(jié)水優(yōu)先的原則，集成保水節(jié)水技術和多目標多過程的優(yōu)化配置技術，構建面向河湖生態(tài)系統(tǒng)保護的生態(tài)流量調控技術。提高中長期水文預報能力，分析來水的不確定性，協(xié)調跨省跨流域水量分配，加強水資源調度，建立水量調度協(xié)商工作機制。
3.檢驗生態(tài)流量的生態(tài)效果，提高民眾生態(tài)調度的意愿
完善生態(tài)流量調配監(jiān)測體系，檢驗生態(tài)流量調配后的生態(tài)系統(tǒng)修復效果；健全生態(tài)流量管理機制，出臺生態(tài)補償及生態(tài)電價等相關政策，從政策和資金兩方面予以杠桿調控，提高管理單位及公眾的生態(tài)調度意愿。
