城市河流、湖泊生态需水计算方法
河湖湿地补水水面面积计算公式
河湖湿地补水水面面积计算公式河湖湿地补水水面面积的计算公式是根据水体的形状来确定的。
通常情况下，水体的形状可以近似为矩形、圆形或椭圆形。
1.矩形水体：
矩形水体的长度为L，宽度为W，补水后的水面面积为A。
A = L * W
2.圆形水体：
圆形水体的半径为R，补水后的水面面积为A。
A = π * R^2
3.椭圆形水体：
椭圆形水体的长轴长度为A，短轴长度为B，补水后的水面面积为S。
S = π * (A/2) * (B/2)
以上是常见的计算公式，适用于大多数情况。
但在实际情况中，水体的形状可能更加复杂，此时需要更为精确的测量和计算方法，可以借助测量工具和计算机辅助软件进行精确计算。
另外，在实际计算当中还需要考虑一些因素，如水位变化、湖泊流动等，这些因素可能对水面面积的计算结果产生影响。
因此，在具体计算时需要根据实际情况进行相应的调整。
水电工程河流生态需水计算方法研究进展
浅议水电工程河流生态需水计算方法研究进展摘要：生态需水的研究对象包括河流、湖泊、湿地、森林、绿洲等众多涉水生态系统。
由于河流与人类活动的关系最为密切，影响深远，生态需水的研究也一直主要集中在河流方面。
随着我国河流生态需水研究的不断深入，河流生态需水成为水利工程建设项目中环境影响评价所必须考虑的重要内容。
因此，如何确定和评价河流生态需水，也就成为各级有关政府部门和众多学者关心的热点问题。
关键词：水电工程生态需水计算方法进展中图分类号：x143 文献标识码：a 文章编号：1007-3973（2013）001-136-021 国内外研究概况当前我国水电工程环境影响评价还需进一步研究的内容有：在对水电工程环境影响评价的过程中，要应用相关领域的理论和方法进行分析研究，但领域本身的一些理论和方法还不是十分成熟。
以生态需水量的计算为例，目前尽管计算方法多达200余种，但是还有很多计算中的问题没有得到很好的解决，有关这一问题的论文一直都有发表；对鱼类和低温水的影响与研究；生态环境影响定量的评价还比较困难；公众对环评的认识不足，公众本身缺乏环境影响评价的知识，公众参与工程规划、开发等机会极少等。
国外从20世纪70年代就开始着手生态需水的研究工作。
其生态环境需水研究工作是集中在河流生态环境需水研究方面。
我国生态需水的研究主要是从20世纪80年代初开始，虽然比国外起步晚些，但发展较快。
其研究主要是集中在确定河流最小流量的计算方法上。
国外河流生态需水量研究方法概括：（1）水文学基础方法。
主要方法有：1）tennant法；2）枯水频率法（7q10），与这一方法相似的还有：25%平均年流量法（maf），月流量中值法（q sub（50）），90%流量持续法（q sub（90））；3）湿周法。
（2）栖息地偏爱法。
主要方法有：1）流量增加法（ifim）；2）casimir法。
（3）地形结构法，又称bbm法，这种计算河流生态需水量的过程需要由多学科专家参与。
河湖生态环境需水计算规范
中华人民共和国水利行业指导性技术文件SL XXX 河湖生态环境需水计算规范（征采建议稿）Regulation for River and Lake Eco-Environmental Water DemandComputation201X-XX-XX 公布201X-XX-XX实行中华人民共和国水利部前言依据水利部水利水电技术标准制定计划安排，依照《水利技术标准编写规定》（SL 1）要求，编制《河湖生态环境需水计算规范》。
本规范共 9 章 15 节 93 条和 2 个附录，主要包含以下内容：——资料采集与检查剖析；——河流生态环境需水量计算；——湖泊、沼泽生态环境需水量计算；——河流水系生态环境需水量计算；——河流外生态环境需水量计算；——流域生态环境需水综合剖析。
本标准同意部门：中华人民共和国水利部本标准主持机构：水利部水资源司本标准解说单位：水利部水资源司本标准主编单位：水利部水利水电规划设计总院本标准主要草拟人：本标准审察会议技术负责人：本标准体例格式审察人：目次1.总则 ..................................错误 !不决义书签。
2.术语 ..................................错误 !不决义书签。
3.基本规定 ..............................错误 !不决义书签。
4.资料采集与检查剖析 ....................错误 !不决义书签。
5.河流生态环境需水量计算 ................错误 !不决义书签。
基本要求 ........................错误 !不决义书签。
生态环境状况与保护目标剖析 ......错误 !不决义书签。
河流控制断面生态环境需水量计算.. 错误 !不决义书签。
河口生态环境需水量计算..........错误 !不决义书签。
6.湖泊、沼泽生态环境需水量计算..........错误 !不决义书签。
河湖生态环境需水计算规范(征求意见稿)
河湖生态环境需水计算规范(征求意见稿)中华人民共与国水利行业指导性技术文件 SL XXX河湖生态环境需水计算规范就是指为保护河道内生态环境,需要保留在河流、湖泊、沼泽内得水量及过程。
2.0.2 河道外生态环境需水就是指流域、区域范围内,实现给定得城乡建设生态环境保护目标需要人工供给得水量。
2.0.3 河道内基本生态环境需水量量就是指为维系河流、湖泊、沼泽得基本生态环境功能,需要保留在河道内得水量及过程。
2.0.4 河道内目标生态环境需水量量就是指河道内生态环境实际用水量少于生态环境需水量得亏缺水量。
3.基本规定 3.0.1 河湖生态环境需水包括河道内生态环境需水与河道外生态环境需水,以及流域、区域生态环境需水综合分析^p 。
河道内生态环境需水系按维护河湖生态环境各项功能要求分析^p 计算,河道外生态环境需水系按城乡生态环境各项建设要求分析^p 计算、河湖生态环境需水概念见图３。
０.1。
3.0.2 河湖生态环境需水计算应将河流水系作为整体,按照水资、生态环境与经济社会协调发展得要求,综合考虑水资条件、生态环境保护要求、开发利用现状及需求,统筹协调河湖生态环境功能与社会服务功能得关系,合理确定生态环境保护目标;选择合适得方法,进行生态环境需水计算。
3.0.3 河湖生态环境需水计算体系见图３.0.3。
图 3.０．１河湖生态环境需水概念图河湖生态环境需水河道内生态环境需水河道外生态环境需水生态林草需水环境卫生需水城镇绿地需水河湖湿地补水基本自净功能需水水生生物需水输沙需水景观需水压咸需水河湖基本形态需水生物基本栖息地需水河道内生态环境需水过程（外包）河道外生态环境需水过程（相加）流域、区域生态环境需水综合分析^p 内陆河沿河植被需水生物多样性需水其他功能需水调蓄功能需水3.0.4 河道内生态环境需水按水文年进行计算,应反映水文过程与生态环境功能与生态环境状况得相互关系与变化规律、 3.0.5 河道内生态环境需水计算包括节点与河流水系得生态环境需水计算、应合理选择河流控制断面、河口、湖泊、沼泽作为节点,计算节点生态环境需水量;进而计算河流水系得生态环境需水量。
生态环境需水预测演示稿
5. 对于因水资源不合理开发利用导致生态功能 退化，且根据当地生态保护、修复和建设目标需要 人工补水的湖泊沼泽湿地，应进行生态环境补水量 计算。需要进行人工补水的河道（河段）、湖泊、 沼泽湿地，由省（自治区、直辖市）和流域共同提 出名录，经与全国水资源综合规划技术工作组共同 协商确定。 6. 生态环境需水量可采用不同的方法计算，各 流域、各省（自治区、直辖市）可根据资料条件、 实际水文生态情势和生态环境保护、建设目标，选 取一种计算方法为主，并用其它方法进行校核检查， 确保成果的合理性。
根据Tennant法，维持河道一定功能需水量计算式如下：
式中：WR（m3）为多年平均条件下维持河道一定功能的需水量， Mi（天）为第i月天数，Qi （m3/s）为i月多年平均流量，Pi为第i 月生态环境需水百分比。 Tennant法将一年分为2个计算时段，4-9月为多水期，10-3月 为少水期，不同时期流量百分比有所不同。计算时，年内时段可 按下法划分：将天然情况下多年平均月径流量从小到大排序，前6 个月为少水期，后6个月为多水期。 用Tennant法计算维持河道一定功能的生态环境需水量，关键 在于选取合理的流量百分比。不同的河流水系其河道内生态环境 功能不同，同一河流的不同河段也有差异，要根据实际情况选取 合理的河流生态环境目标来确定流量百分比。 少水期通常选取多年平均流量的10%～20％作为河道生态环境 需水量、多水期选取多年平均流量的30～40%，要根据各河流水系 的实际情况而定。 泥沙含量较高或有国家级保护物种的特殊河流（河段），维持 河道一定功能的需水应分单项计算，并对成果进行合理性分析检 查。
式中：Ws（m3）为年输沙需水量，Sl（kg）为多年平 均输沙量，Scw（kg/m3）为多年平均汛期含沙量。
基岩河床的河流或河床比降较大的山区河流， 一般情况下水流处于非饱和输沙状态，可用多年最 大月平均含沙量代表水流对泥沙的输送能力，输沙 需水量计算式为：
河道内最小生态需水量计算
附录C：常用计算方法
• 分项法计算（针对河流不同生态功能） • （1）河道生态基流：可采用水文学方法最 枯月平均流量法、湿周法或其它方法。 • （2）水生生物需水量：可采用水文－生物 分析法、生境模拟法、生态水力学法等方 法计算。通过建立水生生物生长繁殖与水 流条件关系，选取计算指标，综合确定生 态需水量。（现状）
三、河道内最小生态需水计算
• （一）现阶段规范中关于生态需水量的有 关规定（已颁） • （二）河道内最小生态需水量常用指标 • （三）河道内生态需水计算及评价中有关 问题
（一）现阶段规范中关于生态需水量的 有关规定
• 1、水利行业规范性文件 • 《建设项目水资源论证导则（试行）》（SL／ Z322－2005） • 《江河流域规划环境影响评价规范》（SL45－ 2006） • 2、环保行业 • 《水电水利建设项目河道生态用水、低温水和过 鱼设施环境影响评价技术指南（试行）》（环评 函［2006］4号）
附录C：常用计算方法
• （3）输沙需水量（对多沙河流）：可在专 题研究或根据相关成果基础上确定输沙需 水量。 • （4）河口生态需水量：可通过典型年入海 水量分析确定（也是一种水文学方法）， 有条件时可采用分项计算方法。
《水电水利建设项目河道生态用水、低温水和过鱼 设施环境影响评价技术指南（试行）》 • 国家环保总局环境影响评价管理司环评函[2006]4 号 • 提出维持水生生态系统稳定所需水量计算方法， 及各类计算方法的适用条件和基本要求。 • 《指南》推荐的计算方法：目前审查中要求 • 水文学法：Tennant法、最小月平均径流法； • 水力学法：湿周法、R2－Cross法； • 组合法；生境模拟法；BBM法；生态水力学法等。
生态需水评价
• 1、工程泄放生态基流设施评价 • 2、水库生态用水调度方式评价 • 3、对生态需水满足程度评价
河湖湿地补水水面面积计算公式
河湖湿地补水水面面积计算公式全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：河湖湿地是指由湖泊、河流、沼泽、湿地等组成的水域生态系统。
河湖湿地在自然界中具有非常重要的作用，不仅是调节气候、净化水质、维持生态平衡的重要环境要素，同时也是人类生活和经济发展中不可或缺的资源。
由于人类活动和自然力量的影响，河湖湿地面临着缺水的问题。
在河湖湿地生态系统中，水面面积是一个重要的指标，它直接反映了生态系统的水资源供给和需求情况。
计算河湖湿地的水面面积对于科学合理地管理和利用水资源具有重要意义。
下面将介绍一种常用的河湖湿地补水水面面积计算公式。
我们需要了解一些基本概念。
在河湖湿地中，水面面积指的是在一定时间段内，水面覆盖的总面积。
补水则是指向河湖湿地补充水资源，以满足生态系统的需水量。
计算补水后的水面面积，可以帮助我们评估水资源的利用情况和生态系统的水资源平衡情况。
在进行河湖湿地补水水面面积计算时，我们可以采用以下的计算公式：\[S_{\text{new}} = S_{\text{old}} + \frac{V_{\text{in}} -V_{\text{out}}}{H}\]\(S_{\text{new}}\)表示补水后的水面面积，\(S_{\text{old}}\)表示补水前的水面面积，\(V_{\text{in}}\)表示补水量，\(V_{\text{out}}\)表示水体蒸发和渗漏的量，\(H\)表示水库的有效水深。
利用这个公式，我们可以对河湖湿地进行水量和水面面积的计算，帮助我们更好地了解和管理水资源。
值得注意的是，在实际应用中，补水量和水体蒸发和渗漏量需要通过水文观测和实地调查来获取准确的数据，以确保计算结果的准确性。
除了以上计算公式，我们还可以利用GIS技术和遥感影像数据来进行河湖湿地的水面面积计算。
通过获取高分辨率的遥感影像数据，结合GIS软件的功能，可以实现对大范围水体的快速识别和水面面积的精确计算。
这种方法不仅能够提高计算效率，还能够减少实地调查的成本和工作量，是一种较为便捷和可靠的水面面积计算方法。
湖泊生态水位计算新方法与应用
湖泊生态水位计算的新方法和应用涉及多个学科领域，包括水文学、生态学、地理信息系统（GIS）等。
以下是一些常见的方法和应用：
1. 水文学模型：使用水文学模型来模拟湖泊水位的变化。
这些模型可以考虑降雨、蒸发、入湖河流和湖泊水体自身的动力学等因素。
常见的水文学模型包括HEC-HMS、SWAT等。
2. GIS技术：利用GIS技术获取空间数据，包括湖泊的地理特征、周围地形、土地利用等。
这些数据可以用于建立水文模型和分析湖泊水位的影响因素。
3. 生态学方法：了解湖泊生态系统的特征，包括湖泊植被、浮游生物、底栖生物等。
这些生态因素对湖泊水位有一定的影响，因此在水位计算中需要考虑它们的相互关系。
4. 气象数据：利用气象数据，包括降雨量、气温等信息，来预测湖泊水位的变化。
这些数据可以通过气象站、卫星等手段获取。
5. 数值模拟：使用数值模拟方法，如计算流体力学（CFD）模型，对湖泊水位进行模拟和预测。
这需要考虑湖泊的几何形状、地形、气象条件等多个因素。
6. 实时监测：部署水位监测设备，实时监测湖泊水位的变化。
这可以通过水位测站、遥感技术等手段来实现，以获取及时的水位数据。
7. 人工智能和机器学习：应用人工智能和机器学习算法分析大量数据，提高水位的预测准确性。
这些算法可以根据历史数据和实时监测数据来调整模型，提高预测的准确
性。
在实际应用中，以上方法可以结合使用，根据具体湖泊的特点和监测要求来选择适当的方法。
这些方法的综合应用有助于更准确地预测湖泊水位的变化，为湖泊管理和生态保护提供科学依据。
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附录A 城市河流生态需水计算方法
A.1 水文学法
A.1.1Q p法。
又称不同频率最枯月平均值法，以节点长系列（≥30年）天然月平均流量、月平均水位或径流量（Q）为基础，用每年的最枯月排频，选择不同频率下的最枯月平均流量、月平均水位或径流量作为节点基本生态环境需水量的最小值。
频率P根据河湖水资源开发利用程度、规模、来水等实际情况确定，宜取90%或95%。
A.1.2Ternnant法。
依据观测资料建立的流量和河流生态环境状况之间的经验关系，用历史流量资料就可以确定年内不同时段的生态环境需水量，使用简单、方便。
不同河道内生态环境状况对应的流量百分比见表A.1.1。
表A.1.2 不同河道内生态环境状况对应的流置百分比（%）
不同流量百分比对应河道内生态环境状况占同时段多年年均天然流量
百分比(年内较枯时段）
占同时段多年年均天然流量百分比
(年内较丰时段）
最大200 200
最佳60～100 60～100
极好40 50
非常好30 50
好20 40
中10 30
差10 10
极差0～10 0～10
A.1.3频率曲线法。
用长系列水文资料的月平均流量、月平均水位或径流量的历史资料构建各月水文频率曲线，将95%频率相应的月平均流量、月平均水位或径流量作为对应月份的节点基本生态环境需水量，组成年内不同时段值，用汛期、非汛期各月的平均值复核汛期、非汛期的基本生态环境需水量。
A.1.4流量历时曲线法、7Q10法、近10年最枯月平均流量（水位）法等其他水文学法计算方法可参考SL/Z 712。
A.2.1 湿周法。
水力学法中最常用的方法，利用湿周作为水生生物栖息地指标，通过收集水生生物栖息地的河道尺寸及对应的流量数据，分析湿周与流量之间的关系，建立湿周—流量的关系曲线。
将曲线中拐点对应流量作为基本生态环境需水量，即维持生物栖息地功能不丧失的水量。
A.2.2R2CROSS法。
以曼宁方程为基础的计算方法。
首先根据研究河段控制断面的河顶宽度，查表A.2.1得到环境流量所需的水力学参数：平均水深、湿周率和平均流速。
然后再根据该断面建立的水深、湿周率和平均流速与流量的关系分别得到3个流量Q1、Q2和Q3，最后在3个流量中选出所需要的环境流量：如果是在夏季和秋季，那么平均水深、平均流速及湿周率必须全部满足，即生态流量为Q1、Q2和Q3中的最大值；（2）如果是在冬季和春季，3个水力参数满足两个即可，即为Q1、Q2和Q33个流量中的第二大值。
表A.2.2 R2CROSS法确定生态流量的标准
河顶宽度（m）平均水深（m）湿周率（%）流速（m/s）
0.3~6 0.003~0.06 50 0.3
6~12 0.06~0.12 50 0.3
12~18 0.12~0.18 50~60 0.3
18~31 0.18~0.30 ≥70 0.3
A.3 栖息地法
A.3.1生物需求法。
对于有水生生物物种不同时期对水量需求资料的，水生生物需水量可采用式（A.3.1)计算：
W i=Max（W ij）（A.3.1）式中W i——水生生物第i月需水量，m3；
W ij——第i月第j种生物需水量，m3；根据物种保护的要求，可是一种或多种物种。
实际计算中，可根据实测资料和相关参考资料确定生物物种生存、繁殖需要的流速范围，再依据“流速—流量关系曲线”，确定对应的流量范围，进而计算得到W ij。
当水生生物保护物种为多个时，应分别计算各保护物种的需水量，并取外包值。
A.4.1 BBM法。
从河流生态系统整体出发，根据专家意见综合研究流量、泥沙运输、河床形状与河岸带群落之间的关系。
A.4.2水文-生态响应关系法。
计算过程如下：①调研河流的生态状况；②认识自然水文情势的生态功能、水文改变的生态响应，构建水文-生态响应的概念模型；③确定环境水流评估的生态保护目标及其关键期；④针对不同生态目标，采用一定的数学模型和方法建立水文指标与生态指标的量化关系；⑤估算生态需水，并与人类需水相协调，确定可操作的环境水流；⑥基于适应性管理方法开展多次环境水流试验，不断修正水文生态响应关系和环境水流估算结果。
附录B 城市湖泊生态需水计算方法
B.0.1 湖泊形态法。
通过分析湖泊水面面积变化率与湖泊水位关系来确定维持湖泊基本形态需水量对应的最低水位。
首先通过实测的湖泊水位H和湖泊面积F资料，构建湖泊水位H与湖泊水面面积变化率d F/d H的关系曲线（见图B.0.1）。
在湖泊枯水期低水位附近的最大值对应水位为湖泊最低生态水位如果湖泊水位和d F/d H关系线没有最大值，则不能使用本方法。
图B.0.1 湖泊水位和湖泊面积变化率曲线示意围
注：F为湖泊水面面积，H为期泊水位。
湖泊最低生态水位计算可采用式（B.0.1)计算：
(B.0.1)
式中F——湖面面积，m2；
H——湖泊水位，m；
H min——湖泊天然状态下的多年最低水位，m；
a、b——和湖泊水位变幅相比较小的一个正数，m。
B.0.2 水量平衡法。
通过计算维持一定水面面积的湖泊蓄水量来计算湖泊基本生态环境需水量与目标生态环境需水量。
通过分析计算范围内各水量输人、输出项的平衡关系，用水量平衡法进行计算。
可采用式（B.0.2）计算：
(B.0.2)
式中W z——湖泊生态环境需水量，m3；
F——湖泊水面面积，km2；
P——湖泊多年平均降水量，m3/km2；
Q i——湖泊与河湖连通情况下的流入水量，m3；
E z——湖泊计算面积水面蒸发需水量，m3；
T——湖泊植物蒸散发需水量，m3；
G——湖泊土壤渗漏需水量，m3；
W0——维持一定水面面积的湖泊蓄水量，m3；
Q0——湖泊与河湖连通情况下的流出水量，m3；
当湖泊敏感保护目标年内不同时段对水深和水面面积有不同要求，水面面积可根据保护目标不同时段的需水要求而具体确定。
B.0.3 栖息地法（生物空间法）。
该法基于湖泊各类生物对生存空间的需求来确定湖泊的生态环境水位。
可用于计算各类生物对生存空间的不同需求下对应的水位。
各类生物对生存空间的基本需求，应包括鱼类产卵、洄游，种子漂流，水禽繁殖等需要短期泄放大流量的过程。
B.0.4 换水周期法。
换水周期系指全部湖水交换更新一次所需时间长短的一个理论概念，是判断某一湖泊水资源能否持续利用和保持良好水质条件额度的一项重要指标，采用式（B.0.3）进行计算。
并在此基础上采用式（B.0.4）计算湖泊生态环境需水量。
或（B.0.3）
其中，T为换水周期（天）；W为多年平均蓄水量（104m3）；Q t为多年平均出湖流量（m3/s）；W q为多年平均出湖水量（104m3）。
湖泊生态环境需水量=W/T （B.0.4）湖泊最小生态环境需水量可以根据枯水期的出湖水量和湖泊换水周期来确定，这对于湖泊生态系统特别是人工湖泊的科学管理是非常重要的，合理地控制出湖水量和出湖流速，将有利于湖泊生态系统及其下游生态系统的健康和恢复。