海河流域河流生態(tài)需水計(jì)算

1、第三章海河流域河流生態(tài)需水計(jì)算3.1海河流域河流生態(tài)徑流變化規(guī)律分析海河流域河流生態(tài)徑流變化規(guī)律分析3.1.1水文情勢(shì)與河流生態(tài)徑流的耦合水文情勢(shì)與河流生態(tài)徑流的耦合由于河道內(nèi)流量的減少，導(dǎo)致泥沙淤積，引起河床形態(tài)變化，致使河道萎縮，河床抬高，河口退后，并使得沿河的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)受到嚴(yán)重的負(fù)面影響。河流缺水使得沿河的洼地、濕地、植被等嚴(yán)重缺水，甚至生活用水都面臨危機(jī)。河流基本的生態(tài)需水能夠維持河流起碼的生存功能，為維護(hù)和修復(fù)河流的生態(tài)功能提

2、供一些依據(jù)。河流的天然情勢(shì)是形成和維持水生和岸邊生物賴以生存的河道內(nèi)和泛洪平原棲息地條件的主要因素。河流情勢(shì)的五個(gè)關(guān)鍵組成部分，即各水文要素的量值、頻率、發(fā)生時(shí)間、歷時(shí)和變化率，控制著河道內(nèi)、外的物質(zhì)和能量交換，也影響著水生生物群落間的相互作用，同時(shí)一些水文現(xiàn)象發(fā)生時(shí)間的規(guī)律性是許多水生生物和岸邊生物生存的必要條件。例如，洪水出現(xiàn)時(shí)間和歷時(shí)的變化，消除了在自然狀態(tài)下，洪水對(duì)魚類的產(chǎn)卵和遷徙的提示作用，或者大大減少了魚類進(jìn)入繁殖區(qū)的機(jī)率。

3、某些岸邊植物具有對(duì)較持久洪水的耐受性，以及某些水生無(wú)脊椎動(dòng)物和魚類具有對(duì)較持久枯季流量的耐受性使得這些物種在適宜的生境中長(zhǎng)期生存繁衍，避免了一些外來物種的侵襲。因此，自然狀態(tài)下河流的季節(jié)性變化可以有效的抑制那些產(chǎn)卵和孵化必須依賴于流量變化的外來物種的入侵。河流流量的變化速率影響物種的持久性和共生性。對(duì)于那些容易暴發(fā)洪水的河流，由于流量在短時(shí)間內(nèi)增加迅猛，使得那些缺乏適應(yīng)能力的外來物種沿水流沖到下游地區(qū)。人類對(duì)自然水文過程的改變擾亂河流系

4、統(tǒng)中水流運(yùn)動(dòng)與沉積物運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)平衡，從而改變了決定水生及岸邊生物棲息地類型的地貌特征。目前針對(duì)河流生態(tài)的研究表明，魚類及其他水生生物所需的棲息地特征是不可能僅通過維持河流最小流量得以實(shí)現(xiàn)的。具有一定變化范圍的流量是沖刷和養(yǎng)護(hù)礫石河床、從泛洪平原向河道內(nèi)輸遞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、為岸邊濕地提供通道等的重要?jiǎng)恿?。另外，僅僅將注意力集中在一種或幾種物種的需水量特征方面，未能考慮到某些有益于整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的外在因素可能對(duì)某些物種的生存繁衍具有負(fù)面影響，而有益

5、于某一物種生存繁衍的外在因素又可能制約著整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)功能的發(fā)揮。對(duì)自然變化系統(tǒng)的長(zhǎng)期研究表明，有些物種在豐水年表現(xiàn)出旺盛的生命力，表31水文變化指數(shù)表IHA指標(biāo)水文參數(shù)（32個(gè)）對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響水生生物氣息可能性水濱植物供水可得性水資源的可獲性野生生物飲水易獲性月平均水量變化各月平均流量影響水溫與溶解氧生物體競(jìng)爭(zhēng)與忍耐的平衡年均1日、3日、7日、30日、90日最小最大流量創(chuàng)造植物散布的條件河渠地形塑造與棲息地物理?xiàng)l件培養(yǎng)植物土壤含水緊張

6、野生生物脫水水緊張持續(xù)期年均極值變化年最小7日流量年均值流量植物群落分布年最大流量出現(xiàn)日期對(duì)生物體壓力的預(yù)測(cè)與規(guī)避極端水文現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)間年最小流量出現(xiàn)日期遷徙魚產(chǎn)卵信號(hào)年出現(xiàn)高流量脈沖事件的次數(shù)對(duì)植物產(chǎn)生土壤濕度壓迫的頻率年出現(xiàn)低流量脈沖事件的次數(shù)對(duì)植物產(chǎn)生厭氧壓迫的頻率和歷時(shí)年高流量脈沖事件歷時(shí)洪泛平原作為生物棲息地的有效性脈沖流量的頻率與歷時(shí)年低流量脈沖事件歷時(shí)營(yíng)養(yǎng)及有機(jī)物在河道和洪泛平原間的交換日流量平均增長(zhǎng)率對(duì)植物產(chǎn)生的干旱壓力日

7、流量平均降低率營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在洪泛平原的截留流量變化的出現(xiàn)頻率與變化率流量過程轉(zhuǎn)折點(diǎn)的數(shù)量此32個(gè)IHA對(duì)河川水域生態(tài)環(huán)境的影響各不相同，例如極端流量如洪水對(duì)河相的變化及棲地的形成有極大的影響，河道與洪水平原間營(yíng)養(yǎng)源的交換則有賴高低流量的變化頻率及延時(shí)，水域生物的生命周期與年極端流量發(fā)生的日期有密切的關(guān)系等。3.1.3RVA法評(píng)估水文指數(shù)改變度法評(píng)估水文指數(shù)改變度RVA需先以詳細(xì)的流量紀(jì)錄來評(píng)估未受水利設(shè)施影響前之河川流量自然變化狀態(tài)，Ric

8、hter等(1996)建議以日流量紀(jì)錄為基礎(chǔ)，以未受水利設(shè)施影響前之流量自然變化狀態(tài)為基準(zhǔn)，評(píng)估受水利設(shè)施影響后之流量紀(jì)錄，以了解受影響的改變程度。而認(rèn)定水文改變指標(biāo)受影響的標(biāo)準(zhǔn)需以生態(tài)方面受影響的數(shù)據(jù)為依據(jù)，但若缺乏此方面的資料，Richter等(1997)建議以各指標(biāo)之平均值加減ㄧ標(biāo)準(zhǔn)偏差、或各指標(biāo)發(fā)生機(jī)率75%及25%之值(Richter等，1998)作為各個(gè)指標(biāo)之上下限，稱為RVA標(biāo)的(RVAtargets)。水利設(shè)施興建后受影