霍林河流域生态环境需水量研究

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水文

第２６卷

步影响霍林河流域周围甚至更广大地区的人类生存与经济发展。

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湖泊湿地生态环境需水。由于霍林河没有通航要求且为季节性较强的河流，因此．河流基本功能生态环境需水量只考虑主要城市段保持水体自净能力用水和河流基本生态环境需水量。３．２．１河流基本生态环境需水量

对于常年流水性河流而言，维持河流的基本生态环境功能不受破坏．就是要求年内各时段的河川径流都能维持在一定的水平上．不出现诸如断流等可能导致河流生态环境功能破坏的现象。基于这种考虑，采用如下计算方法。根据近１０年最小月平均流量或９０％保证率最小月平均流量，计算多年平均最小生态环境需水量。计算公式为：

３研究方法

３．１利用遥感手段进行信息提取

将土地利用类型划分为：草地、耕地、沼泽地、盐碱地、林地、村屯、河流、沙地和湖库。５０年代、７０年代整个霍林河流域土地利用现状由地形图解译；２０００年整个霍林河流域土地利用现状由卫星遥感影像解译。对３个自然保护区１９８８年、１９９０年、１９９２年、１９９４年、１９９６年、１９９９年、２００１年和２００３年的遥感影像进行解译．所提取的土地利用类型和面积作为计算生态环境需水量的基础资料。每个保护区８年的各种土地利用类型的面积平均值见表１。

形，＝１２×ｍｉｎ｛既）

（１）（２）

３．２生态环境需水量计算方法Ｍ

生态环境需水是生态需水和环境需水的统称。尽管生态需水与环境需水两者之间存在着交叉和重合的部分，但从概念上讲是不同的，应该区别对待。生态

或形，＝１２×ｍｉｎ｛％）蝴

式中：形，为河流最小生态环境需水量；ｍｉｎ｛形＃）为近

１０年最小月平均径流量；ｍｉｎ｛形＃）蝴为９０％保证率

最小月平均流量。

３．２．２保持水体自净能力用水

计算该部分用水应根据纳污能力计算公式，用现状排污量及预测排污量进行反推算自净用水量。自净水量采用现状排污量通过完全混合方式进入水体后，达到水功能区划标准计算出的水量。由于霍林河河槽较窄，流量较小，河道流速随时间变化不大，容易充分混合，因此可用下列模型预测。

混合模型计算公式：

需水是指维持生态系统中具有生命的生物体水分平

衡所需要的水量，主要包括：维持自身发展及保护生物多样性方面。主要包括维护天然植被需水、水土保

持及水保范围之外的林草植被建设需水和保护水生

生物需水。环境需水是指为保护和改善人类居住环境及其水环境所需要的水量，主要包括改善用水水质、协调生态环境需水、回补地下水漏斗需水、美化环境。休闲旅游需水等【４】。两个需水量虽有不同，但在计算上需统一考虑。

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。河道内的生态需水可从河流功能的各方面分项计算：河道外需水主要是绿化一林草、农田及水土保持需用（耗）的水量网。本文只计算河道内生态环境需水量。

根据全国水资源综合规划关于生态环境需水分类规定和专家咨询意见，霍林河流域水资源开发利用规划中生态环境需水量的计算，可不考虑河道冲沙输沙，只考虑维持河流基本功能生态环境需水量及通河

ｃ矗（Ｃ?ＱＰ＋Ｇ?Ｑ）／（ＱＰ＋Ｑ）

衰减模型计算公式：

Ｃ≥Ｃ叠ｘｐ（一Ｉｉ｝ｚ／ｕ）

（３）

（４）

式中：ｅ为控制断面污染物浓度，ｍ龃；ｃ０为起始断面

污染物浓度，ｍｇ／ｌ；戈为排污口下游断面距控制断面纵向距离，ｍ；Ｍ为设计流量下的平均流速，１１１，ｓ；南为污染

物综合自净系数，Ｗ（计算时换算成１／ｓ）；Ｑｐ为污水排

放量，ｍ３／ｓ；Ｇ为污水排放浓度，ｍｇ／ｌ；Ｑ为河段流量，ｍ３／ｓ；Ｇ为上游河段污染物浓度，ｍｇ／ｌ。３．２．３湖泊洼地生态环境需水量

单位：ｈｍ２

表１流域内３个自然保护区土地利用类型面积平均值

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第４期李青山等：霍林河流域生态环境需水量研究２９

湖泊洼地生态环境需水量主要考虑为维持湖泊洼地特定的水、盐以及水生生态条件，湖泊洼地一年内消耗的水量。根据水量平衡的原理，在无吸水的自然条件下，对于湖泊洼地有：

的，称为生态需水。其中蒸腾耗水和土壤蒸发是最主要的耗水项目，占植物需水量的９９％，其他两项仅占１％。因而把植物需水量近似理解为植物叶面蒸发和棵间土壤蒸发的水量之和，称为蒸散发量同。从理论上可

△形＝Ｐ＋Ｒ—Ｄ埘＋△耽

（５）

表达为：

ｄ形，＾出＝Ｅ％（ｔ）

以月为单位。

（７）

式中：△肜为湖泊洼地蓄水量的变化值，ｍ３／ａ：尸为降水量，ｍ３／ａ；Ｒ为人湖水量，ｍ３／ａ；Ｄ为出湖水量；ｍ３／ａ；Ｅ为湖泊洼地水面蒸发量，ｍ３／ａ；△形。为地下水变化量，心｜ａ，

为维持湖泊洼地的生态环境功能，要求湖泊洼地蓄水量不发生变化，即△形＝Ｏ，对北方河流而言，由于蒸发Ｅ大于降水Ｐ，因此在地下水位维持动态平衡的条件下（△形＝０），必须有相当一部份补充湖水量消耗于湖泊洼地的水面蒸发。因此，可以认为湖泊洼地的生态环境用水主要是用以维持湖泊洼地水量平衡而消耗于水面蒸散发的净水量，其计算公式表示如下：

形产∑Ａ（Ｅ—Ｐ）?１０＿３

（６）

式中：阢为植物需水量；Ｅ咒为蒸散发量；ｔ为时间，多

４计算结果与分析

４．１河流基本功能生态环境需水量４．１．１河流基本生态环境需水量

（１）计算结果。吐列毛都水文站、白音胡硕水文站、白云花水库坝址以及各分区，利用式（１）并采用１９９１～２０００年近１０年各月径流量成果。计算过程用各水文站１９５６～２０００年４５年长系列径流量成果进行校核．其结果基本一致。计算结果见表２。

（２）结果分析。霍林河干流有吐列毛都汇上、吐列

式中：肜。为湖泊洼地的生态环境需水量；ｍ３／ａ；Ａ为湖毛都及白音胡硕３个水文站．吐列毛都汇上河流基本

生态环境需水量为Ｏ．１７３８亿ｍ，：吐列毛都为０．２０３７亿ｍ３：白音胡硕为０．０２９６亿ｍ３。其多年平均径流及月分配成果见表３。与表３中３个水文站多年平均径流量对比．河流基本生态环境需水量只占多年平均径流量的很少部分。其中吐列毛都汇上区域河流基本生态环境需水量占多年平均径流量１７．２８％：吐列毛都区域占６．６０％；白音胡硕区域占Ｏ．７４％。

泊洼地的水面面积；菥；Ｅ为相应水面的蒸发能力，

，黼：Ｐ为湖泊洼地的降水量，ｍｍ。

３．２．４湿地植物需水量

湿地植物需水包括四部分：植物同化过程耗水、植物体内包含的水分、湿地植株表面蒸发耗水以及土壤蒸发耗水。前两部分是植物生理过程所必需的，称为生理需水．后两部分是植物生活环境条件形成中所必需

表２河流基本生态环境需水量

单位：亿ｍ垤

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