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黑龙江省主要河流生态需水量的分析与研究

2022-02-11 来源:步旅网
2012年第3期 (第40卷) 黑龙江水利科技 No.3.2012 Heilongjiang Science and Technology of Water Conservancy (Todal No.40) 文章编号:1007-7596(2012)03—0011—05 黑龙江省主要河流生态需水量的分析与研究 王宏伟,王俊 (黑龙江省水利科学研究院,哈尔溟150080) 摘要:通过对全省21条主要江河,33个主要河段断面河道生态环境需水量估算,提出河流生态环境需水量的科学数据,为黑龙江 省河流水资源的优化配置和水环境改善提供技术支持,并以此提出符合实际情况的控制措施,在今后的河流开发利用中最 大限度满足河流自身生态环境用水需要。 关键词:黑龙江省;生态需水;蒙大拿法;月(年)保证率;天然径流量 中图分类号:TV14 文献标识码:B Analysis and Research of Ecological Water Demand for Main Rivers in Heilongjiang Province WANG Hong・wei and WANG Jun (Heilongjiang Provincial Water Consevancy rScientific Research Institute,Harbin 150080,China) Abstract:By estimating ecological water demand of river course for 21 rivers and 33 main river sections throughout the whole province,the scientific data for river ecological and environmental water demand were put forward.It will provide technical suppofl orf optimal allocation of water resources and the water environment improvement in Heilongjiang Province.The control measures conforming to actual situation were brought up to meet in uttermost the ecological water demand of rivers in future development and utilities of rivers. Key words:Heilongjiang Province;ecological water demand;Montana method;monthly(yearly)guarantee rate; natural runoff 0 引 言 水是生命之源,是自然资源环境的主要组成部分,水资 源是国民经济发展和社会进步的生命线,也是人类生存和经 济社会发展的物质基础。黑龙江省生态环境保护问题,不仅 关系到省内水资源可持续发展问题,而且也可引发国际敏感 发展的需要。因此,开展对黑龙江省主要河道生态环境需水 量的研究,不仅是实现嫩江、黑龙江、松花江、乌苏里江和绥 芬河流域水资源的合理利用、科学保护和有效进行流域水污 染控制管理的重要环节之一;同时,也为建设生态大省提供 技术支撑和基础依据。 本文通过对全省21条主要江河,33个主要河段断面河 道生态环境需水量估算,提出河流生态环境需水量的科学数 问题,其生态治理和环境保护具有不可替代的战略意义。同 时随着我省经济快速发展,工业化和城市化加快,人们对水 资源的数量和质量的要求也越来越高,并且超计划用水和大 量污水排放,导致水资源有效利用量减少,水环境恶化,在水 资源有限的情况下,人为过量使用必然挤占自然生态系统所 需的水资源量,引起自然生态系统的变化。就目前而言,如 何充分利用水资源的同时,保证生态系统的需水量,达到人 与自然生态系统的协调发展,是当前急需解决的问题,是促 进建设环境友好型社会发展的需要,更是人与自然和谐共处 据,为我省河流水资源的优化配置和水环境改善提供技术支 持,并以此提出符合实际情况的控制措施,在今后的河流开 发利用中最大限度满足河流自身生态环境用水需要。 1 河流生态需水的相关概念 1.1河道生态需水 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。 [收稿日期]2011—12—21 [作者简介]王宏伟(1975一),女,黑龙江双城人,工程师;王俊(1979一),男,黑龙江宝清人,工程师。 2012年第3期 (第40卷) 1.2河道最小生态需水 黑龙江水利科技 Heilongjiang Science and Technology of Water Conservancy No.3.2012 (Tndal No.40) 乌苏里江主航道与俄罗斯为界,东南部以老爷岭东麓与俄罗 斯相邻;西部为大兴安岭纵贯,与内蒙古自治区毗邻;南部、 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,基理论上 西南部与吉林省接壤。黑龙江省河流众多,流域面积在 由河流的基流量组成。河道最小生态需水量所要满足的生 50 km 以上的河流有1 918条,5 000 km 以上的河流有27条, gl 目 5 5 tl£Ⅲ 态功能主要包括:①维持水生生物栖息地,②维持河流生态 系统平衡。 10 000 km 以上的河流有l8条,构成了黑龙江、松花江(含嫩 江)、乌苏里江和绥芬河4大水系。 1.3河道环境需水 本次对黑龙江省主要河流生态需水的计算分析采用月 河道环境需水是指为保护和改善河流水体水质、为维持 保证率法计算成果,并采用Montana法进行验证。由于生态 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。 1.4河道最小环境需水量 需水量不是一个固定值,而是在一个阈值区间内变化。对全 省21条主要江河,33个水文断面,采用月(年)保证率法、蒙 大拿法计算河道生态需水量,结果列入表1。 以富拉尔基站全年河道生态需水量为例,由表1可以看 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,是在特定时间和空间为满足特定 的河流系统功能所需的最小临界水量的总称。其理论L由 河流的基流量组成,但其不是一个固定不变的值,而是一个 与河流特性、河段位置和时段范围相关的量。河道最小环境 出,采用月(年)保证率法计算,该站在50%保证率下,年生态 需水量16.39亿一97.13亿m ,分别占天然多年平均径流量 的9%一54%;在75%保证率下10.80亿一62.6O亿m ,分别 占6%~35%;在95%保证率下5.51亿一29.95亿in ,分别 占3%一16%;在多年平均情况下,介于18.22亿~ 109.56亿m ,分别占10%~60%。采用Montana法计算所 得的富拉尔基站河道生态需水量,介于l8.16亿~ 102.80亿m ,分别占天然多年平均径流量的10%一40%。 月(年)保证率法针对不同代表年分别计算富拉尔基站 生态环境需水量,并精确到月,这样可以近似反映河道年内 季节变化及年际径流丰枯变化对生态需水的影响,更符合实 需水量所要满足的环境功能主要包括:①保持水体一定的稀 释能力;②保持水体一定的自净能力。需要指出的是对于河 流基本的污染净化功能的维持,要求全年各时段都要有相应 的水量保证。河流最小生态环境需水量是河流生态环境功 能可能受损或遭致死亡的警戒信息,它给出的是一种迫近病 态状况的非正常信号,而不是正常情况下河流生态环境功能 健康状态的反映。只有在河流水量大于最小生态环境需水 量时,才能讨论河流生态环境功能处于何种程度的健康 状态。 际,蒙大拿法使用方法,计算结果可以做为月(年)保证率法 的检验,因此采用这两种方法计算河道生态环境需水量比较 合理。应说明的是,本次计算只考虑基本维护河流生态系统 不致退化所需的最小水量,没有考虑河流纳污、稀释、自净及 2 黑龙江省主要河流生态需水实例计算分析 黑龙江省位于我国东北地区的北部,是中国位置最北、 纬度最高和气温最低的边疆省份。北部、东北部以黑龙江和 输沙等环境功能需水。 —I.■=I¨一.I 蕾榀 古城予饭盎大柝 -d一一k-U -|一h- 一-一 兰 莲花 牡肫 餐肯 删 删柝 电 瑚|州 蕖-予 末 点 蕞子山 晗尔蒜 仕水新 脯 图1 不同保证率下主要站点河道基本生态需水 生态需水随着年径流的年季变化表现出一定的周期性 态需水年最小值。表2和图2是在不同保证率下,各水文站 断面河道基本生态需水情况。在多年平均、平水年(50%)、 变化特点,在丰水期有较大的需水量,在枯水期有较小的生 王宏伟,等:黑龙江省主要河流生态需水量的分析与研究 枯水年(75%)、特枯年(95%)4种情况下各水文测站断面河 道基本生态需水变化较大:多年平均变化在0.0599亿m ~ 72.91亿m ,50%保证率变化在0.0322亿m ~ 68.98亿m ,75%保证率变化在0.0123亿m ~ 53.37亿m ,95%保证率变化在0.0011亿m ~ 36.58亿m 。以上4种情况,变化范围的最低值均出现在呼 兰河庆安站,最大值均出现在松花江干流佳木斯站。 以富拉尔基站为例,见表2。在多年平均、平水年 (50%)、枯水年(75%)、特枯年(95%)河道基本生态需水量 第3期 水资源消耗最小,生态服务最大,是今后研究的重点。 3)生态需水相关领域科学问题的研究,包括:水文循环 的生态控制机理;生态系统健康评价的理论和方法;不同尺 度水循环模型的耦合等。 表2不同保证率各河流断面河道最小年生态需水量 万m 依次为18.22亿m。,16.39亿m ,10.80亿m ,5.51亿m 。 富拉尔基站基本生态月需水过程见图2。 蠢 茬 l Z 4 a b , I U 11 l 月份 图2 富拉尔基站基本生态需水量月分配过程图 生态环境需水量随着生态环境保护目标的不同会发生 相应的变化。对生态环境功能的要求越高,相应的生态环境 需水量也越多,反之亦然。因此生态需水不是一个定值,其 随着保护目标的变化而变化。 图2可以看出,生态需水随着年径流的年季变化表现出 一定的周期性变化特点,在丰水期有较大的需水量,在枯水 期有较小的生态需水量。在不同保证率下,河道基本生态需 水量变化为:多年平均>平水年(50%)>枯水年(75%)>特 枯年(95%)。 3生态需水量研究展望 生态环境需水量是一个新概念,涉及生态学、水文学、地 学等学科,需要多学科联合研究。其理论基础、原理方法有 待进一步探索。 1)生态需水量的理论机制与计算方法研究包括不同生 态类型的生态需水特征;基于生态过程的不同类型生态需水 的量化模型,包括不同植被组合的生态需水量,生态需水研 究中的尺度问题及不同尺度转换方法等;河流系统中尤其是 水生生物生态需水量等的定量化研究以及不同类型生态需 水量的耦合关系等方面的研究。 2)生态需水量与经济需水的合理配置研究研究生态需 水的目的是维持生态系统的良性循环,而在水资源短缺的条 件下,生态需水往往被经济需水挤占,因此在可持续的水资 源系统中如何实现生态需水与经济需水的协调,亦即如何实 现生态系统可持续的水资源优化配置模式,满足单位产值的 参考文献: [1]杨志峰,崔保山,刘静岭,等.生态环境需水量理论、方法与实践 [M].北京:科学出版社,2003. [2¨]宝辉,刘昌明.Tennant法计算标准的修正及其应用.哈尔滨工 业大学学报,2008,40(3):479—482. [3]李捷,夏自强,马广慧,等.河流生态径流计算的逐月频率计算 法.生态学报,2007,27(7):2916—2921. [4]王西琴.河流生态需水理论、方法与应用[M].北京:中国水利水 电出版社.2007. 2012年第3期 (第40卷) 黑龙江水利科技 NO.3.20l2 Heilongjiang Science and Technology of Water Conservancy (T0da1 No.40) 嫩江 富拉尔基36,2245 3 l22028161 846548 664936 3 483324 l81612 971289 591904 4 39460293 295952 2 163872 625972 8l4l59l3 ll277468 95208l01 7l l㈣.26988|62 6225 36 27706 Ⅱ 嫩江 加格达奇16369- : 444348 133305 ̄7434 39249 3-o“22880 8-8 oo4 2546s- ,05 29,8 8。z“21 5784 l0833 8l27 46 。 35 l27898 105679 83463 61245 22217 109256 66550“362 33276 19 67215 43600 29450 2删2 l2472 3 4 23 222l75嫩江 德都 250538 ; 7l973 59446 469l9 34392 l2527 61542.38 37380 87424924.14518693 l09103 82 3 08 20I2I_08”67 92 0291 44 。 4o 27 04 嫩江 古城子 924342 ; 263797 21758o l7l36] l25146 46217 234365 9l43825 96 95883 97 7lql2 978 4。404 92 l462掘729642 05 64 B2 034482Il 26 25 65 90 L7 n 05 l8773-嫩江 北安 62576 l8l87 15059 I1929 8 3l28 11986 7263 4840 37I1 2 4532 293。2∞l l566 86l l776 31288撤江 依安太桥 131205 嫩江 碾子1u 39361 ̄ 157 3l595 25035 18474 6560 225ll l3659 9l08 7138 3975 72,6 4638 3224 2470 l306 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