徐宗學(xué)，李 鵬，侯昕玥，3

（1.北京師范大學(xué)水科學(xué)研究院，北京100875；2.城市水循環(huán)與海綿城市技術(shù)北京市重點實驗室，北京100875；3.大連海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院，遼寧大連116023）

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，河流生態(tài)系統(tǒng)受到了嚴(yán)重影響，城市化、工業(yè)化、土地利用變化以及水利工程建設(shè)等改變了河流的水文情勢，影響河流的自然流態(tài)、水沙關(guān)系和河道形態(tài)，使上下游生境發(fā)生變化，打破了原有的生態(tài)平衡，造成了生態(tài)系統(tǒng)退化、水體富營養(yǎng)化和物種多樣性減少等，河流生態(tài)系統(tǒng)健康受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)［1-4］。因此，河流生態(tài)水文問題成為生態(tài)水文學(xué)研究的核心內(nèi)容之一。河道生態(tài)基流研究是近年來生態(tài)水文學(xué)研究的熱點與難點問題，涉及水利、氣象、環(huán)境、生態(tài)、農(nóng)業(yè)等多個領(lǐng)域。生態(tài)基流研究不僅具有重要的科學(xué)價值，而且在水污染防治和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面具有重大的現(xiàn)實意義，對經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。筆者從河道生態(tài)基流基礎(chǔ)理論出發(fā)，系統(tǒng)梳理了生態(tài)基流的基本概念、內(nèi)涵、確定原則、研究內(nèi)容和計算方法，回顧了生態(tài)基流理論的發(fā)展歷程，并結(jié)合實際案例預(yù)測了其未來發(fā)展趨勢。

1 河道生態(tài)基流基礎(chǔ)理論

1.1 河道生態(tài)基流概念與內(nèi)涵

目前關(guān)于生態(tài)基流仍沒有統(tǒng)一的定義，學(xué)者們針對研究對象的不同，提出了眾多與河道生態(tài)基流研究相關(guān)的概念。國外學(xué)者多用枯水流量［5-6］、最小河流需水量［7］、最小可接受流量（MAFs）、基本生態(tài)需水、生態(tài)可接受流量范圍（EAFR）、環(huán)境需水等術(shù)語，國內(nèi)學(xué)者因研究目的和對象的不同，多使用生態(tài)環(huán)境需水量［8］、生態(tài)需水［9］、環(huán)境需水［10］、河流生態(tài)基流量［11］、城市生態(tài)需水、湖泊生態(tài)需水［12］、濕地生態(tài)需水［13］等概念。這些概念的共同點：都是維持生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮正常功能或生態(tài)環(huán)境健康發(fā)展需要的水量，但又有其獨特的含義。研究初期，人們?yōu)榱吮ＷC河流生態(tài)系統(tǒng)健康，多將關(guān)注點放在保證河流最小流量上。

隨后，部分學(xué)者逐漸認(rèn)識到僅僅維持河流的最小流量難以保證生態(tài)系統(tǒng)的健康，天然的水文情勢是維持河流生態(tài)系統(tǒng)完整性的重要因素，是河流生態(tài)系統(tǒng)健康的重要保障。Richter等［14］提出通過保留天然洪水特征來維持蜿蜒河岸的河濱生態(tài)系統(tǒng)，隨之產(chǎn)生的環(huán)境流量概念得到了較為普遍的認(rèn)可。環(huán)境流量是維持河流和河口生態(tài)系統(tǒng)健康，并滿足人類生活需要的流量過程，生態(tài)系統(tǒng)健康是河流健康的最高目標(biāo)，河道滿足其最小流量要求是生態(tài)系統(tǒng)健康的具體體現(xiàn)，本文采用生態(tài)基礎(chǔ)流量的概念，簡稱生態(tài)基流。

本文所研究的生態(tài)基流是指特定時間和空間條件下，最大限度保證河流健康所預(yù)留的、滿足一定水質(zhì)要求的流量，以確保生態(tài)系統(tǒng)不再退化。其內(nèi)涵包括：保持天然河道自然形態(tài)結(jié)構(gòu)完整及其正常演化過程；維持水生生物正常發(fā)育、棲息與繁衍；維持與河道相連關(guān)系；維持大氣水、地表水與地下水三者之間的水量轉(zhuǎn)換；入海河口處，河道中應(yīng)有足夠的水動力來防止海水入侵；維持河流自凈能力，以保持河流通過自凈作用來降解污染物。

1.2 河道生態(tài)基流確定原則

（1）時空分異原則。生態(tài)基流具有明顯的地域性與時效性，干旱區(qū)與濕潤區(qū)、陸地與水域、同一流域上中下游不同，隨著環(huán)境的治理改善、自然生態(tài)環(huán)境的逐漸恢復(fù)，生態(tài)基流的外延和內(nèi)涵都將有所變化。因此，生態(tài)基流的研究因外部條件的改變或各項功能主導(dǎo)作用的交替變化而有所不同。

（2）主體功能優(yōu)先考慮原則。河流具有調(diào)節(jié)氣候、補(bǔ)給地下水、排沙輸沙、稀釋降解污染物、維持濕地及河口地區(qū)生物生存棲息環(huán)境、維持河流系統(tǒng)生物多樣性等生態(tài)環(huán)境功能，其休閑娛樂功能也愈來愈受到人們的重視。由于各生態(tài)功能間相互影響、相互制約、協(xié)調(diào)發(fā)展，因此明確具體河流的主體生態(tài)與環(huán)境功能及相互間的作用關(guān)系是計算河流生態(tài)基流的基礎(chǔ)。

（3）一水多用、協(xié)調(diào)確定原則。河流水體在滿足某項生態(tài)環(huán)境功能時，也能滿足或部分滿足其他方面的生態(tài)基流要求。因此，應(yīng)在滿足各項生態(tài)環(huán)境功能需求的基礎(chǔ)上，考慮水量的多功能性，對各生態(tài)環(huán)境功能進(jìn)行合理協(xié)調(diào)，給出合理和可行的河流生態(tài)基流，以避免重復(fù)計算。

（4）水量水質(zhì)耦合原則。河流生態(tài)基流的確定，不僅要滿足水量要求，而且要滿足水質(zhì)要求。水量和水質(zhì)共同影響著河流的生態(tài)系統(tǒng)，河流生態(tài)基流研究中所指的“量”應(yīng)是水質(zhì)和水量的耦合，對于生態(tài)基流的確定，不能只考慮所需水量的多少，還應(yīng)考慮水質(zhì)的好壞。

（5）河流整體考慮原則。在水資源開發(fā)利用中，應(yīng)兼顧河流上下游間的水流特性及上游水量對下游來水量的影響，在上下游各河段生態(tài)基流都得到保證的基礎(chǔ)上，對全流域水資源進(jìn)行科學(xué)配置，以使流域內(nèi)河流生態(tài)環(huán)境功能得到正常發(fā)揮。

（6）可持續(xù)性原則。河道生態(tài)基流確定的前提是“維持流域或者區(qū)域特定的生態(tài)環(huán)境功能”，應(yīng)充分體現(xiàn)可持續(xù)性內(nèi)涵。為了維持生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，達(dá)到人與自然和諧的生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，必須明確取用水、排污等經(jīng)濟(jì)和社會活動對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響，使其不超出現(xiàn)有的承受能力。

1.3 河道生態(tài)基流研究內(nèi)容

1.3.1 生態(tài)系統(tǒng)演變過程與特征

河流的形成、發(fā)展和演變是一個自然過程，有其自身的發(fā)展規(guī)律。河流生態(tài)系統(tǒng)始終處于動態(tài)演進(jìn)過程中，人類對河流系統(tǒng)的過度開發(fā)利用導(dǎo)致河流生態(tài)系統(tǒng)演變過程發(fā)生了根本性變化，產(chǎn)生了對生態(tài)系統(tǒng)健康極其不利的影響。河流生態(tài)系統(tǒng)的演變過程大致可以分為原生狀態(tài)期、急劇破壞期、水質(zhì)改善恢復(fù)期、生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)期4個階段［15］。原生狀態(tài)期河流生態(tài)系統(tǒng)的整體性未受到損害，系統(tǒng)處于一種原始的、基準(zhǔn)的狀態(tài)；急劇破壞期河流生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)破壞，服務(wù)功能下降；水質(zhì)改善恢復(fù)期河流治理重點是污水處理和水質(zhì)改善，而不是河流生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的全面恢復(fù)與改善；生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)期建立了修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)健康的目標(biāo)。

1.3.2 生態(tài)環(huán)境問題診斷與識別

人類對河流系統(tǒng)的過度開發(fā)利用導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)健康狀況逐漸惡化，為實現(xiàn)河流的可持續(xù)發(fā)展，河流健康狀況評價和修復(fù)成為當(dāng)前研究的熱點。越來越多的學(xué)者認(rèn)為，理解生態(tài)系統(tǒng)的全面性和整體性應(yīng)把人類作為生態(tài)系統(tǒng)的組成部分而不是同其相分離，不考慮社會、經(jīng)濟(jì)與文化的生態(tài)系統(tǒng)健康討論是不科學(xué)的，生態(tài)系統(tǒng)健康問題是人類活動導(dǎo)致的，不可能存在于人類價值判斷之外［16］。

河流生態(tài)系統(tǒng)在發(fā)展演進(jìn)過程中受到各種因素的干擾和影響，這些影響因素可分為自然因素和人為因素，主要體現(xiàn)在河流水量、河流水質(zhì)、河流形態(tài)結(jié)構(gòu)、河流生境完整性及生物多樣性等方面。

1.3.3 生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)目標(biāo)識別與確定

河流生態(tài)系統(tǒng)不僅具有維持人的生產(chǎn)與生活的經(jīng)濟(jì)服務(wù)功能，包括生活用水、農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、發(fā)電、航運、漁業(yè)等，而且具有維持自然生態(tài)過程與區(qū)域生態(tài)環(huán)境條件的生態(tài)服務(wù)功能，包括泥沙的推移，營養(yǎng)物質(zhì)的運輸，環(huán)境凈化，維持森林、草地、濕地、湖泊、河流等自然生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，以及其他人工生態(tài)系統(tǒng)功能。

不同區(qū)域的河流表現(xiàn)出不同的功能，同一條河流的不同河段自然生態(tài)功能也存在著差異，因此河流保護(hù)目標(biāo)表現(xiàn)出區(qū)域和河段差異性。針對流域水情和生態(tài)系統(tǒng)的季節(jié)性變化，河流保護(hù)目標(biāo)的時段性特征明顯，存在生態(tài)水文季節(jié)，因此河流生態(tài)保護(hù)目標(biāo)是動態(tài)變化的。河流的生態(tài)功能表現(xiàn)出一定優(yōu)先性，不同河流其優(yōu)先性存在差異，因此必須依照河流生態(tài)功能的重要性制定河流保護(hù)目標(biāo)。進(jìn)行河流生態(tài)修復(fù)時，不可能將河流恢復(fù)到最原始狀態(tài)，應(yīng)盡可能地立足于長遠(yuǎn)和整體，保證水資源的可持續(xù)開發(fā)利用和水生生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)，表現(xiàn)為適度性。河流生態(tài)保護(hù)目標(biāo)具有多重性，通過改進(jìn)流域水、土地和相關(guān)資源的管理與開發(fā)方式，維護(hù)河流健康，實現(xiàn)人類、河流和其他生物共享河流水資源，使經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)的綜合效益最大化。因此，對于河流生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)，要緊密結(jié)合河流的具體生態(tài)系統(tǒng)功能與性質(zhì)進(jìn)行目標(biāo)的識別與確定。

1.3.4 生態(tài)基流計算與分析

生態(tài)基流的估算開始于19世紀(jì)40年代，發(fā)展于70年代，目前關(guān)于生態(tài)基流的估算方法有很多，全球生態(tài)基流估算方法現(xiàn)狀調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在全球6個重要地區(qū)50多個國家，有記載的方法達(dá)207種［17］，大致可分為水文學(xué)法、水力學(xué)法、生境模擬法和整體分析法4類，見表1。該統(tǒng)計調(diào)查可為我國河道生態(tài)基流標(biāo)準(zhǔn)的建立提供參考。

表1 生態(tài)基流計算方法

1.4 河道生態(tài)基流計算總體框架

河道生態(tài)基流計算分析的總體框架見圖1，具體過程：基于3S技術(shù)，從土地利用/覆被、植被、生態(tài)景觀動態(tài)變化等方面分析生態(tài)系統(tǒng)演變過程與特征，綜合分析人類活動和氣候變化對生態(tài)系統(tǒng)的影響；流域水生態(tài)系統(tǒng)健康評價是生態(tài)系統(tǒng)健康評價的先行部分，通過水生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查確定其環(huán)境質(zhì)量特征與生物群落結(jié)構(gòu)特征；生態(tài)系統(tǒng)健康評價中生態(tài)環(huán)境診斷和服務(wù)功能認(rèn)識最為關(guān)鍵，生態(tài)環(huán)境診斷關(guān)鍵因素為徑流量變化、水質(zhì)變化、河床演變、濕地演化；基于對服務(wù)功能的認(rèn)識，根據(jù)分河段、主導(dǎo)功能、社會可接受性與突出關(guān)鍵物種等，確定河段的保護(hù)目標(biāo)；根據(jù)河段保護(hù)目標(biāo)，采用適合的方法估算生態(tài)基流，通過結(jié)果對比給出決策支持。

2 河道生態(tài)基流計算實例

2.1 研究區(qū)概況

渭河是黃河第一大支流，被陜西人民稱為“母親河”。渭河全長818 km，流域面積13.43萬km2，發(fā)源于甘肅省渭源縣鳥鼠山，于陜西省潼關(guān)縣注入黃河。中下游為渭河關(guān)中段（見圖2），河流長度為386 km。

受人類活動的強(qiáng)烈干擾，渭河流域生態(tài)環(huán)境急劇退化，主要表現(xiàn)在水環(huán)境質(zhì)量惡化、徑流量急劇減少、河流含沙量大、濕地萎縮和生物資源量銳減等［18］。根據(jù)關(guān)中地區(qū)水文站不同年代徑流與多年平均值的比值，魏家堡水文站不同年代徑流變幅最大，為47.61%～172.05%，臨潼水文站變幅最小，為 61.01%～148.24%［19］。

2.2 渭河關(guān)中段生態(tài)保護(hù)目標(biāo)識別

在進(jìn)行生態(tài)基流計算前，首先對渭河關(guān)中段生態(tài)保護(hù)目標(biāo)進(jìn)行識別。主要包括：河流分段及特征、枯水期河流生態(tài)保護(hù)指標(biāo)及優(yōu)先性排序、枯水期各河段生態(tài)保護(hù)目標(biāo)值、生態(tài)保護(hù)目標(biāo)對生態(tài)基流的需求四部分。

2.2.1 渭河關(guān)中段河流分段及特征

依據(jù)補(bǔ)給來源，渭河是雨水補(bǔ)給和地下水補(bǔ)給河流，冬季和干旱季節(jié)降水少，河流主要由地下水補(bǔ)給。林家村以上屬山區(qū)河流，河長432 km，流經(jīng)地區(qū)為土石山區(qū)與黃土丘陵區(qū)，河道狹窄而穩(wěn)定，川峽相間，水流湍急，河床比降為0.277%；林家村至咸陽為中游，河長177 km，流域面積46 856 km2，落差224.4 m，平均比降0.124%，水流緩慢散亂，沙洲淺灘較多，河寬1 500～2 000 m；咸陽至潼關(guān)為下游河段，屬平原河流，河長209 km，河道蜿蜒曲折，下游河段以淤積灘地為主，主槽相對較穩(wěn)定，河床比降僅有0.028%。將渭河關(guān)中段劃分為2個一級河段，5個二級河段，各河段水文、水質(zhì)、河道形態(tài)、生態(tài)特征見表2。

2.2.2 渭河枯水期河流生態(tài)保護(hù)指標(biāo)及優(yōu)先性排序

渭河枯水期河流的服務(wù)功能主要表現(xiàn)為水質(zhì)凈化、生物棲息地、水產(chǎn)品、景觀等。為了進(jìn)一步識別以上功能的保護(hù)優(yōu)先性，采用超載率方法對以上服務(wù)功能進(jìn)行排序。超載率是指生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的超載程度，是現(xiàn)狀值與參考值之差和參考值的比。超載率越大，說明距離參考狀態(tài)越遠(yuǎn)，越需要重點保護(hù)。計算公式為

參考值根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)、資源承載力、歷史數(shù)據(jù)、理想狀態(tài)及恢復(fù)的可能性等進(jìn)行確定。渭河關(guān)中段枯水期主要生態(tài)服務(wù)功能優(yōu)先性排序見表3。

渭河2010年COD入河量（約為18.78萬t）是渭河關(guān)中段水環(huán)境容量（8.50萬t，75%保證率）的2.2倍，說明渭河水質(zhì)凈化功能已經(jīng)基本消失，水環(huán)境嚴(yán)重超載，水質(zhì)凈化是渭河枯水期需要保護(hù)的主要服務(wù)功能。

按照河流生態(tài)保護(hù)目標(biāo)的確定原則，借鑒河流健康表征參數(shù)提出渭河保護(hù)目標(biāo)表征指標(biāo)為棲息地、魚類、水質(zhì)、景觀等。結(jié)合實地調(diào)研、專家咨詢，考慮可操作性、數(shù)據(jù)可獲得性等確定渭河枯水期保護(hù)的具體表征指標(biāo)為水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率、主要污染物達(dá)標(biāo)率、河岸帶植被覆蓋率、具有經(jīng)濟(jì)價值的魚類等，其中主要污染物指標(biāo)為COD、NH3-N。根據(jù)水生生物調(diào)查與分析結(jié)果，選擇具有經(jīng)濟(jì)價值的魚類作為指示物種，渭河保護(hù)魚類分別是黃顙魚、鲇魚、鯽魚、鯉魚，見表4。

表2 渭河關(guān)中段河段劃分及各河段特征

表3 渭河關(guān)中段枯水期主要生態(tài)服務(wù)功能優(yōu)先性排序

表4 渭河干流陜西段保護(hù)目標(biāo)及其表征指標(biāo)

2.2.3 渭河枯水期各河段生態(tài)保護(hù)目標(biāo)

根據(jù)劃分的5個河段分別確定保護(hù)目標(biāo)。河流保護(hù)目標(biāo)的確定需要綜合考慮現(xiàn)狀、參考狀態(tài)、可達(dá)性等。以水質(zhì)為例，林家村—魏家堡河段現(xiàn)狀水質(zhì)基本達(dá)到水功能要求，因此將其水質(zhì)目標(biāo)確定為Ⅲ類。其他河段現(xiàn)狀水質(zhì)為劣Ⅴ類，近期內(nèi)達(dá)到水功能區(qū)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)Ⅳ類有一定難度，因此只能分步驟逐漸實現(xiàn)，為此確定2015年、2020年水質(zhì)目標(biāo)為Ⅳ～Ⅴ類。各河段保護(hù)目標(biāo)值見表5。

2.2.4 渭河關(guān)中段河流生態(tài)保護(hù)目標(biāo)對生態(tài)基流的需求

建立河流保護(hù)目標(biāo)與流量之間的關(guān)系是一個非常復(fù)雜的過程，需要許多數(shù)據(jù)信息支持，通常需要實地監(jiān)測獲得長時間的系列數(shù)據(jù)。魚類作為建立生態(tài)保護(hù)目標(biāo)與流量之間關(guān)系的重要物種［20］，具有生命周期性，在不同的生活周期對流量、水深和流速的需求不同，從而決定了生態(tài)基流的季節(jié)性和過程性特征。根據(jù)《陜西魚類志》及相關(guān)資料獲得渭河需要被保護(hù)的4種魚類的生態(tài)習(xí)性與水力學(xué)需求，見表6。

2.3 渭河關(guān)中段生態(tài)基流計算

采用水文學(xué)法、水力學(xué)法以及綜合分析法分別計算林家村、魏家堡、咸陽、臨潼、華縣斷面的生態(tài)基流，其中水文學(xué)法選用最具代表性的Tennant法，水力學(xué)法采用濕周法。

2.3.1 Tennant法

根據(jù)2004年編制的《渭河流域近期重點治理規(guī)劃》，渭河干流林家村、咸陽和華縣3個斷面非汛期（11月至翌年6月）的低限生態(tài)流量分別為10、15、20 m3/s，Tennant法中多年平均流量10%的計算結(jié)果（見表7）與規(guī)劃值基本一致。

表5 渭河關(guān)中段枯水期河流保護(hù)目標(biāo)值與現(xiàn)狀值

表6 4種魚類的生態(tài)習(xí)性與水力學(xué)需求

2.3.2 濕周法

采用濕周法中的斜率1法和曲率法進(jìn)行計算，結(jié)果見表8。渭河處于北方干旱地區(qū)，水量少，因此將結(jié)果較小的曲率法對應(yīng)的流量作為生態(tài)基流的推薦值。

2.3.3 綜合分析法

應(yīng)用MIKE11模型的HD、AD、EcoLab模塊建立渭河關(guān)中段水質(zhì)水量綜合模擬模型，采用逐河段推求的方法計算渭河現(xiàn)狀排污條件下，保證河流水質(zhì)達(dá)標(biāo)所需的最小生態(tài)基流。以COD和氨氮達(dá)標(biāo)為目標(biāo)，基于現(xiàn)狀排污、達(dá)標(biāo)排污、75%和90%保證率納污能力4種情景，計算滿足渭河生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)需求的生態(tài)流量，將保證COD達(dá)標(biāo)的90%保證率納污能力下的生態(tài)流量作為生態(tài)基流推薦值，見表9。

綜合以上多種計算方法，分別得到不同保護(hù)目標(biāo)下，5個斷面生態(tài)基流推薦值，見表10。

表7 Tennant法生態(tài)基流計算結(jié)果

表8 濕周法生態(tài)基流計算結(jié)果

表9 水質(zhì)水量綜合模型4種情景計算結(jié)果m3/s

表10 不同方法及目標(biāo)下渭河關(guān)中段生態(tài)基流推薦值 m3/s

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié) 論

河道生態(tài)基流是指為保障河流生態(tài)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的完整性或主要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的正常發(fā)揮所需要的最小流量，具有顯著的時空特性。在時間上，應(yīng)強(qiáng)調(diào)枯水期河道流量保障；在空間上，應(yīng)重視生態(tài)脆弱性表現(xiàn)明顯或者生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能受流量變化影響較大的河段。河流生態(tài)基流內(nèi)涵包括以下幾個方面：保持天然河道自然形態(tài)結(jié)構(gòu)的完整性及其正常演化過程的生態(tài)流量，包括輸送泥沙，維護(hù)河床形態(tài)的正常演化（如河床比降、平灘流量等），保障水流暢通，維系河道與洪泛區(qū)水體之間的動態(tài)連接；維持水生生物正常發(fā)育、棲息與繁衍的生態(tài)流量，河流生態(tài)基流應(yīng)能保障河流中原有的主要魚類、大型無脊椎動物、水生植物及水生微生物等的生存及棲息環(huán)境；維持與河道相連的濕地環(huán)境，包括保證濕地水生植物生長的最小流量、保證水生動物需水的最小流量、保證生物棲息環(huán)境的最小流量、保證濕地土壤的最小流量，以及保證濕地景觀、休閑娛樂需水的基流；維持大氣水、地表水與地下水三者之間水量轉(zhuǎn)換的流量，包括保證水面蒸發(fā)的基流，維持地表水與地下水的水力聯(lián)系、河水補(bǔ)給地下水的基流；保持河口地區(qū)的生態(tài)基流，以防止海水入侵；維持河流自凈能力的最小流量，以保持河流通過自凈作用來降解污染物。

采用Tennant方法，計算得到林家村、魏家堡、咸陽、臨潼和華縣斷面的生態(tài)基流分別為8.51、12.12、18.03、24.93、24.61 m3/s。 2004 年編制的《渭河流域近期重點治理規(guī)劃》中，渭河干流林家村、咸陽和華縣3個斷面非汛期（11月至翌年6月）的低限生態(tài)環(huán)境流量分別為 10.00、15.00、20.00 m3/s。 可見，Tennant法計算得到的生態(tài)基流與規(guī)劃值較接近。為保護(hù)水生生物棲息的淺灘區(qū)域的環(huán)境，濕周法計算的林家村、魏家堡、咸陽、臨潼、華縣斷面的生態(tài)基流分別為10.60、16.70、23.20、38.80、52.60 m3/s。 為達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)水量綜合模擬法計算得到各斷面生態(tài)基流分別為2.00、3.40、4.33、8.80、22.97 m3/s。 經(jīng)過專家反復(fù)論證與討論，確定林家村、魏家堡、咸陽、臨潼、華縣斷面的最終生態(tài)基流，近期目標(biāo)為4.0、6.0、8.0、12.0、16.0 m3/s，遠(yuǎn)期目標(biāo)為 8.0、10.0、12.0、18.0、20.0 m3/s［21］。

3.2 建 議

渭河關(guān)中段特殊的自然地理環(huán)境、水資源貧乏及時空分布不均等特點，決定了渭河關(guān)中段屬于資源型缺水地區(qū)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，缺水將是該地區(qū)一個長期而尖銳的問題。在此情況下，要保障生態(tài)基流，須通過立法的形式確認(rèn)生態(tài)基流的合法性。保障渭河關(guān)中段生態(tài)基流要堅持“勘察與開發(fā)、地表與地下、開源與節(jié)流、興利與除害、利用與管理”的方針，協(xié)調(diào)好水資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力布局與水資源條件之間的關(guān)系。在水資源開發(fā)與利用上要因地制宜、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)籌安排、綜合利用，加強(qiáng)地表水與地下水的聯(lián)合調(diào)配；在供水方向上要朝著面向全社會服務(wù)、城鄉(xiāng)供水統(tǒng)一調(diào)度、分質(zhì)供水的方向發(fā)展，逐步建立節(jié)水型社會，發(fā)展節(jié)水型產(chǎn)業(yè)。

（1）農(nóng)業(yè)用水管理。緩解渭河流域水資源緊張局面，應(yīng)從農(nóng)業(yè)節(jié)水著手，這是保證渭河生態(tài)基流、流域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、緩解渭河流域水資源短缺的最重要途徑。需要加速灌區(qū)體制改革，促進(jìn)節(jié)水改革；強(qiáng)化灌區(qū)內(nèi)用水戶參與的用水管理組織；完善灌區(qū)節(jié)水的政策與法規(guī)；完善農(nóng)業(yè)用水補(bǔ)償機(jī)制。

（2）地下水管理。加強(qiáng)不同斷面間地下水的合理開發(fā)利用，保障河流生態(tài)基礎(chǔ)流量；加強(qiáng)雨洪地下儲存，推進(jìn)水資源和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

（3）工業(yè)用水管理。新建、改建、擴(kuò)建的耗水量大的工業(yè)項目和產(chǎn)業(yè)園區(qū)，配套建設(shè)節(jié)水設(shè)施、工業(yè)用水回收利用設(shè)施和中水回用管網(wǎng)設(shè)施，節(jié)水設(shè)施和回收設(shè)施與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時使用。已有工業(yè)項目應(yīng)采取循環(huán)用水、廢水處理回用等措施，降低用水單耗，提高水的重復(fù)利用率。

（4）水質(zhì)管理。優(yōu)先保護(hù)飲用水水源，嚴(yán)格控制工業(yè)污染、城鎮(zhèn)生活污染、農(nóng)業(yè)面源污染，預(yù)防、控制和減少水環(huán)境污染。根據(jù)水功能區(qū)管理目標(biāo)確定河流和主要水域納污能力，建立監(jiān)測體系，對主要排污口設(shè)置計量裝置，動態(tài)監(jiān)測和評價重要水功能區(qū)水質(zhì)狀況，建立突發(fā)水污染事故快速監(jiān)測和評估機(jī)制，明確責(zé)任，并制定應(yīng)急處置方案。

（5）水量調(diào)度管理。對全流域水資源實行以水量和水質(zhì)總量控制為中心的統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一調(diào)配、統(tǒng)一管理；加強(qiáng)監(jiān)測體系建設(shè)，嚴(yán)格取水許可制度，制定最嚴(yán)格的水資源管理制度；建立渭河干流及主要支流、水庫、取水口控制斷面的生態(tài)流量指標(biāo)體系，提升水環(huán)境的保障水平；劃定渭河生態(tài)用水補(bǔ)給河流；充分利用跨流域調(diào)水工程，增加河道生態(tài)流量；強(qiáng)化應(yīng)急時期生態(tài)基流保障措施。

（6）保障措施。為保障渭河關(guān)中段生態(tài)基流，應(yīng)結(jié)合河（湖）長制的實施，采取法律、行政、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等保障措施。嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)法規(guī)，建立高效的水量統(tǒng)一調(diào)度管理運行機(jī)制，明確各級水量調(diào)度管理機(jī)構(gòu)職責(zé)，將流域水量分配方案和年度調(diào)度計劃納入流域內(nèi)各級行政首長任期考核目標(biāo)。結(jié)合流域初始水權(quán)分配制度，建立相關(guān)的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償機(jī)制。嚴(yán)格“三條紅線”管理制度，明確各子流域取水許可總量指標(biāo)，建立取水許可制度，綜合平衡年際、年內(nèi)水資源配置與水量調(diào)度計劃的協(xié)調(diào)與調(diào)配。建設(shè)水量調(diào)度遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)重要水量調(diào)度工程的遠(yuǎn)程異地實時調(diào)度、監(jiān)視和控制。加強(qiáng)流域水文預(yù)報和用水監(jiān)測，建立水文自動測報和水文、水資源信息服務(wù)系統(tǒng)，提高水資源動態(tài)的監(jiān)測、監(jiān)視和監(jiān)控能力。

4 結(jié) 語

關(guān)于生態(tài)基流的基本概念與內(nèi)涵，目前仍然沒有統(tǒng)一和完全公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，尚在積極探索當(dāng)中。然而，隨著我國新的治水方略的實施，人水和諧、人與自然和諧共處逐漸成為一種新的治水理念，尤其是當(dāng)前黑臭水體治理、河（湖）長制的實施，維持河流健康，維持河道健康、可持續(xù)的生態(tài)基流成為社會發(fā)展的必然趨勢。以渭河關(guān)中段為例，探索了河道生態(tài)基流的基本概念、內(nèi)涵與理論基礎(chǔ)，提出了河道生態(tài)基流估算的基本框架，結(jié)合水文學(xué)法、水力學(xué)法和綜合分析法，估算了渭河關(guān)中段主要控制斷面的生態(tài)基流，并基于專家論證意見，初步確定渭河關(guān)中段林家村、魏家堡、咸陽、臨潼、華縣斷面生態(tài)基流近期目標(biāo)為 4.0、6.0、8.0、12.0、16.0 m3/s，遠(yuǎn)期目標(biāo)為8.0、10.0、12.0、18.0、20.0 m3/s。