淮河流域河道内生态需水保障程度时空特征解析

收稿日期：2014-10-27

基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项（2012ZX07204-003）

作者简介：潘扎荣（1985-），男，福建人，博士生，主要从事流域生态水文研究。E-mail ：panzrnju@https://www.360docs.net/doc/1617144414.html,

水

利学报SHUILI XUEBAO 2015年3月

第46卷第3期

文章编号：0559-9350（2015）03-0280-11淮河流域河道内生态需水保障程度时空特征解析

潘扎荣1，2，阮晓红1，2

（1.南京大学表生地球化学教育部重点实验室，江苏南京

210093；

2.南京大学地球科学与工程学院水科学系，江苏南京210093）

摘要：为了反映出河道内水量满足生态保护与修复需求的状况，以淮河流域为研究对象，构建了适合于快速评估流域尺度河道内生态需水保障程度时空特征的方法。采用生态需水年内展布计算法计算了流域主要干支流的生态需水阈值，并结合实测径流资料开展了生态需水保障程度计算。利用时间序列法、Mann-Kendall 检验法、聚类分析以及GIS 空间分析功能对流域生态需水保障程度进行时空特征解析。结果表明：①流域生态需水保障程度整体呈现上游地区高于下游地区，淮河干流南岸地区高于北岸地区的特征；②颍河、涡河、沱河等支流的生态需水保障程度较低，且呈显著下降的趋势；③流域年内4—6月份的生态需水保障程度整体表现最低，且空间差异性大，为流域河道内生态需水敏感时期；④流域涡河玄武、蒙城断面，池河明光断面和沱河永城断面生态需水保障程度整体最低，且年内过程变异程度最大，为河道内生态需水优先保障区。评估结果可为优化流域水资源配置、制定维护河流健康对策和保障措施提供重要的依据。

关键词：淮河流域；生态需水保障程度；年内展布计算法；时空解析

中图分类号：X143文献标识码：A doi ：10.13243/https://www.360docs.net/doc/1617144414.html,ki.slxb.2015.03.0041研究背景

人类用水需求与维持河流生态系统健康用水需求之间的平衡已经成为21世纪河流管理面临的重要挑战［1-2］。生态需水研究标志着人们对自然生态系统需水的重新认识，不仅可以丰富生态水文学的

研究内涵，而且对有效开展生态保护、促进生态建设和实现水资源合理配置具有重要意义［3］

。总体看来，国内外河流生态需水研究多集中于计算方法方面［4］，而对生态需水保障程度与缺水量评估等问题

关注较少［3-5］。然而，河道内生态需水保障程度作为河流健康的重要指标之一，能够反映出河道内水

资源量满足生态保护与修复要求的状况，对优化流域水资源配置，制定维护河流健康对策和保障措施具有重要指导意义［6-8］。虽然国内部分学者对生态需水保障程度的内涵与计算方法展开了讨论

［8-9］，但大部分仅仅是对生态需水计算结果的简单应用［10-11］，还无法快速、准确地识别出流域河道内生态需

水保障程度的时空特征。因此，本文旨在构建一种适合于流域尺度河道内生态需水保障程度进行时空特征解析的快速评估方法，以准确地解析出流域河道内生态需水的敏感时期、优先保障区及其空间分布特征，为流域合理开发利用水资源、优化流域水资源调度，恢复与维持流域水生生态系统健康提供重要依据。

淮河流域面积为27万km 2，占国土面积的2.8％，水资源量占全国的3.4％，耕地却占到全国的15.2％，人口占全国的16.2％，亩均和人均占有水资源量不足全国平均水平的1/5，流域水资源短缺问题突出［12-13］。另一方面，流域水资源时空分布不均，与社会经济发展等生产力布局、耕地和人口分布不匹配，与水环境承载能力不协调，这对流域水资源开发利用较为不利，水资源供需矛盾较为突——280