生态需水量计算方法2
生态需水计算的蒙大拿法及其应用
生态需水计算的蒙大拿法及其应用生态需水计算的蒙大拿法及其应用一、引言生态需水计算是指用于评估和预测生态系统对水资源需求的一种方法。
在过去的几十年里，随着对水资源的日益紧张和生态环境问题的日益严重，生态需水计算成为了保证可持续发展的重要工具。
本文将介绍一种被广泛应用的生态需水计算方法——蒙大拿法，并探讨其在实践中的应用和意义。
二、蒙大拿法的背景与原理蒙大拿法（Montana Method）是一种常用于生态需水计算的方法，最早由美国蒙大拿大学于20世纪80年代提出。
该方法通过考虑生态系统的生物多样性、生态功能和水资源的关系，综合考虑多个指标来估算生态需水量。
这些指标包括湿地面积、流域植被覆盖率、水资源质量等。
蒙大拿法的基本原理是建立一个生态需水量的计算模型，通过对生态系统的关键指标进行测量和分析，得到不同生态系统的需水量。
该方法注重保护和恢复生态系统的健康，并通过计算需水量来指导水资源的合理利用和规划。
三、蒙大拿法的应用案例蒙大拿法已经在全球范围内得到了广泛的应用，尤其是在水资源管理和环境保护领域。
以下是蒙大拿法在不同地区和生态系统中的应用案例：案例一：纳米比亚沙漠生态系统的生态需水计算纳米比亚沙漠是一个极端干旱的生态系统，而且水资源十分稀缺。
通过应用蒙大拿法，科研人员可以评估该地区各个生态系统的需水量，并制定相应的保护和管理策略。
结果表明，保护植被和湿地是保障生态系统健康的关键，需要优先配置水资源。
案例二：美国马里兰州切萨皮克湾流域的生态需水计算切萨皮克湾流域是美国东部最大的流域之一，也是一个重要的渔业和旅游资源区。
蒙大拿法的应用使得地方政府和环境保护组织能够更好地规划和管理该地区的水资源。
研究发现，增加湿地面积和改善水质是保护生态系统和可持续发展的关键。
四、蒙大拿法的意义与展望蒙大拿法作为一种灵活且适用范围广泛的生态需水计算方法，在实践中发挥了重要作用。
通过综合考虑生态系统和水资源的关系，可以更好地保护生态系统、合理利用水资源，并促进可持续发展。
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：
湖泊生态环境需水量计算方法研究
湖泊生态环境需水量计算方法研究朋友们！今天咱们来聊聊一个挺有意思的话题——湖泊生态环境需水量的计算方法。
你想想看，湖泊就像是大地的眼睛，那可是生态系统里至关重要的一部分呐！要是它的水量没把控好，就跟人身体缺水或者水分过多一样，会出各种毛病的。
首先呢，咱得明白为啥要算这个湖泊生态环境需水量。
这就好比你要给家里的花浇水，得知道它需要多少水才能长得好，多了怕涝死，少了怕旱死，湖泊也是这个道理。
它得有足够的水来维持里面各种生物的生存，像鱼虾得有水才能游动、水草得有水才能生长；还得维持一定的水位，不然湖边那些依赖湖水的生态系统也会受影响，比如一些水鸟没了栖息的地方。
那怎么算这个需水量呢？有一种方法叫湖泊形态分析法。
简单来说，就是看看湖泊的形状、大小、深浅这些特征。
比如说，一个又大又深的湖泊，那肯定能装不少水，它维持生态环境所需的水量相对就多一些；而一个小小的浅湖，需水量自然就少点。
就像一个大水桶和一个小水杯，大水桶肯定得装更多水才能保持正常状态呀。
还有一种是生态功能需水量计算法。
这就更有意思啦，它是从湖泊的各种生态功能出发来算需水量的。
比如说，湖泊有净化水质的功能，那就得有一定量的水来稀释和净化那些进入湖泊的污染物；要是它还有调节气候的作用，也得有足够的水分蒸发到空气中，那也需要相应的水量来支持。
这就好比一个清洁工要打扫卫生，得有足够的清洁工具和水源才能把活儿干好，湖泊要发挥这些功能，也得有足够的“水工具”呀。
另外呢，还有基于生物生存需求的计算方法。
想象一下，湖泊里的生物们就像住在公寓里的居民，每个居民都有自己的生活需求，生物们也需要合适的水量和水质条件才能生存繁衍。
比如某些鱼类需要一定的水深和水流速度来产卵，那我们就得根据这些生物的需求来计算湖泊得有多少水，才能让它们都过得舒服。
不过呢，计算湖泊生态环境需水量可不是一件简单的事儿。
因为湖泊受到很多因素的影响，像气候的变化啦，周围人类活动的干扰啦等等。
比如说，如果周围的工厂老是往湖里排放污水，那湖泊为了净化这些污水，可能就需要更多的水；要是遇上干旱的年份，蒸发量大了，那湖泊的需水量也会有所变化。
三种生态流量计算方法适应性分析及选择
文章编号：1006-0081（2020）12-0059-04水工程在发挥防洪、发电、航运、灌溉等效益的同时，在一定程度上改变了河流水文情势，产生了相应的生态效应。
在工程实践中，一般较多关注优化水工程的最小下泄流量，主要考虑生产和生活用水需求。
随着对河流生态系统认识的逐步深入，水库下泄流量需要考虑下游生态保护目标的需求，河流生态流量的计算和实践评估是一个十分重要而复杂的课题。
研究和实践表明：应根据不同地域、不同类型河湖的气候水文特性、水资源禀赋条件及开发利用状况、河湖生态功能定位等，分析并明确主要生态保护对象及保护要求，合理确定河流生态流量及过程，对重要河流生态流量的满足状况进行评价，并分析存在的主要问题和成因［1］。
欧洲开展生态流量的研究和实践起步比较早，在《欧盟水框架指令》下开展生态流量计算评估［2］的经验和案例值得参考借鉴。
1生态流量计算方法学术界常用的几种生态流量计算方法包括：①水文法；②水力-栖息地法；③整体法。
为了对比3种方法的利弊，在表1中对这些方法进行了比较。
表1三种生态流量计算方法比较方法类别水文法水力-栖息地法整体法用途审查历史流量数据，找出河流中天然流量阈值，并可将其视为流量的“安全”阈值审查选定目标物种或群落的栖息地数量和面积随流量变化的情况在专家意见研讨会上检查流量，推荐用于河流生态系统所有组成部分的流量，包括社会和娱乐用途规模整条河流，应用于区域评估根据研究河段代表性，扩大至整个流域整条河流，应用于区域或河流特定尺度相对成本较低一般较高相对使用频率较高一般低1.1水文法水文法是基于历史径流数据分析的方法。
基本假设是为了保护河流生态系统，必须保证天然的水文情势。
水文法中并不考虑物种或群落特定水平，提供同期流量的变化幅度和范围，以维持生态过程与生物多样性。
水文法在当前的应用趋势是从仅设定一个最小流量的方法（如：1976年Tennant 法）转向更加全面的方法，考虑维持河流形态和生态过程所需的水文条件。
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
城市河流、湖泊生态需水计算方法
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 0～10A.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。
河水生态水量计算公式
河水生态水量计算公式在生态学领域中，河水的水量是一个非常重要的参数，对于河流生态系统的稳定性和健康起着至关重要的作用。
因此，科学准确地计算河水的生态水量是非常必要的。
在本文中，我们将介绍河水生态水量的计算公式，并探讨其在河流生态系统管理中的重要性。
河水生态水量的计算公式可以通过以下步骤得到：首先，我们需要确定河流的流量。
河流的流量可以通过水文测量仪器来测量，通常以每秒立方米（m³/s）为单位。
流量的测量可以通过在河流中设置流速计或者使用浮标来进行。
另外，也可以通过河道横截面积和流速的乘积来计算得到。
其次，我们需要确定河流的平均深度。
河流的平均深度可以通过在河流中多个点进行深度测量，然后求平均值来得到。
另外，也可以通过测量河流的横截面积和宽度来计算得到。
然后，我们需要确定河流的平均宽度。
河流的平均宽度可以通过在河流中多个点进行宽度测量，然后求平均值来得到。
最后，我们可以通过以下公式来计算河水的生态水量：生态水量 = 河流流量×河流平均深度×河流平均宽度。
通过以上公式，我们可以计算得到河水的生态水量。
这个水量参数对于河流生态系统的管理和保护非常重要。
首先，生态水量可以作为生态环境评价的重要指标之一，可以帮助我们了解河流的生态系统状态，从而制定合理的保护和管理措施。
其次，生态水量也可以作为河流生态补偿的依据，可以帮助我们确定河流的生态保护补偿费用，从而促进河流生态系统的健康发展。
另外，生态水量还可以作为河流生态环境容量的评价指标，可以帮助我们确定河流的生态环境承载能力，从而指导河流的合理开发利用。
总之，河水生态水量的计算公式是非常重要的，可以帮助我们科学准确地评价河流的生态系统状态，为河流生态系统的管理和保护提供科学依据。
希望本文的介绍可以帮助大家更加深入地了解河水生态水量的计算方法，从而促进河流生态系统的健康发展。
植被生态需水理论及计算
城市绿地中的应用
城市绿地规划
在城市绿地规划中，依据植被生态需水理论，合理布局绿地，优 化植物配置，提高城市绿地的生态效益。
节水灌溉技术
在城市绿地灌溉中，采用节水灌溉技术，根据不同植物和土壤条件 ，制定科学的灌溉制度，节约水资源。
城市绿地生态系统恢复
通过计算城市绿地植被的生态需水量，采取有效措施改善城市绿地 生态系统，提高城市生态环境质量。
05
植被生态需水的管理与保护
水资源管理策略
总量控制
根据区域水资源总量，制定合理的用水总量控制指标，确保水资源可 持续利用。
效率优先
提高水资源利用效率，推广节水技术和措施，减少无效和低效用水。
优化配置
优化水资源配置，确保生态、农业、工业和生活等各领域用水需求得 到合理满足。
强化监管
建立健全水资源管理法规和制度，加强水资源管理执法力度，确保水 资源管理各项措施得到有效落实。
植被生态需水理论及计算
汇报人： 2024-01-08
目录
• 植被生态需水理论 • 植被生态需水计算方法 • 植被生态需水研究现状与展望 • 实际应用与案例分析 • 植被生态需水的管理与保护
01
植被生态需水理论
植被生态需水的概念
植被生态需水是指植被维持其正常生长、发育和生理过程所 需的水量。
包括植物蒸腾、光合作用、土壤水分的保持和循环等过程所 需的水分。
公众参与与教育
提高公众意识
通过宣传教育、科普活动等方式，提高公众 对植被生态需水重要性的认识。
倡导绿色生活方式
引导公众树立绿色生活理念，减少对生态环 境的破坏和污染。
鼓励社会参与
建立健全社会参与机制，鼓励企业、社会组 织和个人积极参与植被生态保护工作。
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生态需水的概念及其计算方法粟晓玲,康绍忠(西北农林科技大学教育部旱区农业水土工程重点实验室,陕西杨凌 712100)摘要:论述了生态需水的概念,从生态需水量的基本原理出发,探讨了各类生态需水量计算的框架。
以渭河为例,估算其多年平均河道内生态需水为39180亿m 3。
并对未来生态需水研究趋势进行了展望。
关 键 词:生态需水;概念;计算理论中图分类号:S271;S715 文献标识码:A 文章编号:100126791(2003)062740205收稿日期:2002207229;修订日期:2002211206基金项目:国家自然科学基金资助项目(90202201);国家自然科学基金委员会、水利部黄河水利委员会黄河联合研究基金项目(50279042)作者简介:粟晓玲(1968-),女,四川开江人,高级工程师,博士研究生,主要从事水文水资源方面的研究。
E 2mail :suxiaoling 68@1631net生态需水是目前水科学领域非常热门和较新的研究课题,仅仅在最近10年才开始活跃。
该领域尽管是科学文献报告的主题内容,但研究多局限在全球政策与法律方面,而且基本上没有真正执行生态需水的配水。
有关生态需水的论文还基本停留在介绍一些基本的概念或定义,其计算方法主要从物理的水量平衡、水热平衡、水沙平衡、水盐平衡等方面考虑,而且主要是针对现有生态系统或生态水文条件,没有考虑生态系统和水文过程的相互反馈作用以及不同遗传特性物种的水分生产关系,还缺乏系统的建立在严谨的生理学、生态学和物理学理论及定量的数学方法基础之上的生态需水量计算方法。
什么是最优的植被群体结构组合和良性循环的生态系统?什么是最适于西北旱区的节水型生态系统及如何构建西北旱区生态极度脆弱条件下的节水型生态系统?生态系统最少需要多少水来维持其正常的功能(生态需水的阈值)?如何处理器官、个体、群体及景观生态的关系,由典型植株或局部区域的实验观测资料考虑尺度效应确定某一区域的生态需水量?生态需水和生态耗水有什么区别?如何评价生态耗水的价值并最优协调生态需水与经济需水的矛盾?如何定量评价人类活动及水文循环过程演变对生态系统的影响?这些问题是当前所有水科学和水文生态学工作者所面临的挑战。
1 生态需水量的概念生态需水量更确切地说应是生态系统的需水量,理解生态需水量首先得从生态系统谈起。
111 生态系统及生态服务生态系统是在一定空间内由生物成分和非生物成分组成的一个生态学功能单位,包括人类的生命支持系统———大气、水、生物、土壤和岩石,这些要素相互作用构成一个整体,即人类的自然环境。
生态系统根据地理条件的不同分为水生生态系统和陆地生态系统两大类[1]。
生态系统向人类提供了极其重要的“生态服务”功能:植物进行光合作用并生产氧;细菌处理有机废物并维持良好水质;流域植被建设能减洪并提供稳定的基流及泉水;坡面和河川径流为生活、生产提供水源,并为陆地生态系统和野生生物所利用;健康的生态系统能确保生物多样性的维持和水的良性循环。
生态系统服务功能是人类生存与现代文明的基础。
生态系统需要水维持其功能并提供生态服务。
第14卷第6期2003年11月 水科学进展ADVANCES IN WA TER SCIENCE Vol 114,No 16 Nov.,2003 112 生态需水的概念笔者认为,生态需水是指维持全球或区域生态系统和谐稳定与修复脆弱生态系统使其形成良性循环,并能最大发挥其有益功能使其提供最大生态服务,达到诸如水热平衡、源汇动态平衡、生态平衡、水土平衡、水沙平衡、水盐平衡等生物、物理、化学平衡,并在单位生态用水提供最大生态服务条件下所需要消耗的最小水量。
生态需水与生态耗水或生态用水是不同的概念,目前国内有关生态需水的研究是在现有生态系统和生态水文条件下进行的,所讨论的问题大都是针对现有植被或现有地下水位条件,它是现有生态系统的耗水或用水,并不代表所论流域或区域真实的生态需水,生态需水并不等于生态耗水。
讨论一个流域或区域的生态需水必须有以下几个前提条件:①最优的生态结构组合;②最适宜的地下水位(区域水资源联合调配的目的就是要控制地下水和地面水的合理利用量,要通过地面水和地下水的最优调控来满足生态地下水位,达到既满足生态植被需水的要求,又不造成因地下水位太高而产生潜水的无效蒸发损失);③最节水的生态系统;④能维持水和生态系统的平衡;⑤能满足流域或区域生态系统良性循环的需要;⑥有不同水文年型和年内季节的变化。
不考虑这些前提条件,所计算出的结果就不能反映生态系统需水的要求,也难以进行考虑生态需水的水资源优化配置。
2 生态需水的基本原理及其计算方法211 生态需水的基本原理生态需水的基本原理包括水文学原理以及生态系统学原理,即水分循环与水量平衡、水热平衡、水盐平衡、水沙平衡等原理。
(1)水文循环与水量平衡原理 区域水文循环与水量平衡是生态需水的物质基础。
水循环的蒸发过程包含着生物界的基本生理过程———蒸腾作用,涉及到生物生长发育[2]。
在水文循环过程中,任一区域、任一时段进入水量与包括生态需水在内的输出水量之差和水的变化量要满足水量平衡原理,因而水循环和水平衡具有重要的生态意义。
(2)水热平衡原理 水分在生态系统的物质循环与能量流动的结构体中,既是物质循环的一部分,又是其它物质运转的载体和能量流动的媒介。
地面的水分受热后要向空中蒸发(包括植物的蒸腾)。
用热量平衡方程推算蒸发量的方法,称为热量平衡法[3]。
热量平衡方程R =A +L E +Q A(1)式中 R 为辐射平衡量;A 为大气感热;L 为蒸发潜热;E 为蒸发量;Q A 为土壤热交换量,上式可推导出蒸发量计算式:E =(R -Q A )Δe Δe +0164αΔT(2)式中 Δe 为作物冠层上方的湿度梯度;ΔT 为作物冠层上方的温度梯度;α为标准气压与地面实际气压的比值。
(3)水沙平衡原理 水沙平衡是指为达到河道泥沙的冲淤平衡,而进行输沙、排沙所需要的水量。
输沙水量可通过下式计算[4]:W s (t ,i )=S (t ,i )/C max (t ,i )(3)式中 W s (t ,i )为t 时段i 河段的输沙需水量;S (t ,i )为t 时段i 河段的多年平均输沙量;C max (t ,i )为t 时段i 河段的最大含沙量多年平均值。
(4)水盐平衡原理 水盐平衡是指维持区域盐分平衡所需的排水量。
区域水盐平衡可用下式表示:M =m 1+m 2+E -P (4)式中 M 为水盐平衡用水量(冲洗用水量);m 1为在计划冲洗层内,冲洗以前的土壤含水量与田间持水量之差;m 2为冲走计划层内过多盐分所需要的水量;E 为冲洗期内蒸发损失量;P 为冲洗期内可利用的降雨量。
式中147 第6期粟晓玲、康绍忠:生态需水的概念及其计算方法各变量单位均为mm 。
m 2可用以经验系数为基础的计算方法(以土壤含盐量为指标的排盐系数法)计算。
m 2=1000H γ(S 0-S )/K(5)式中 S 0为冲冼前的土壤含盐量(占干土重的%);S 为冲洗后要求达到的土壤含盐量(占干土重的%);γ为土壤容重,kg/m 3;H 为要求冲洗脱盐深度;K 为排盐系数,kg/m 3。
212 生态需水计算方法生态需水分为河道外生态需水和河流生态需水。
生态需水的计算应根据各种生态类型的需水特点,考虑不同保证率下的生态需水状况。
(1)河道外生态需水 主要是植被的生态需水,包括天然植被和人工植被的生态需水。
人工植被需水可由下式计算:W p =6ni =1W pi =A i m pi (7)式中 p 为植被需水保证率;A i 为i 类的植被面积;m pi 为相应保证率的植被需水定额;n 为植被类型数。
天然植被的生态需水主要依靠吸取土壤水和地下水来满足,可用潜水蒸发法间接估算。
干旱区天然植被的实际蒸散可近似地用潜水蒸发量w n i 来代替:W n i =6ni =1A pi E i k E i =a (1-h/h max )b E 601(7)式中 A pi 是天然植被类型i 的面积;E i 为第i 类型植被在某一地下水埋深时的潜水蒸发量;k 为不同地下水埋深的植被影响系数;a 、b 为经验系数;h 为地下水埋深;h max 为地下水极限埋深,E 601为601型蒸发皿水面蒸发量。
(2)河流系统生态需水 河流系统生态需水量应按时段、河段分别计算。
每条河流至少应分成4个河段:河源(上游)、中游、下游和入海口。
不同时段t 不同河段i 河流系统生态需水量W p (t ,i )主要包括:①维持河流系统的稀释自净能力所需的水量W d (t ,i );②维持河流下游地区生态适宜的地下水位所需水量W g (t ,i );③维持河流系统水沙平衡所需要的冲沙水量W s (t ,i );④维持河流系统水生生物栖息地所需的水量W h (t ,i );⑤维持水源涵养林所需水量W f (t );⑥维持水域蒸发所需的水量W e (t ,i )。
上述各项需水有不同的时间空间上的水量水质需求,总需水量并不是各项的简单相加。
上述第①、③、④项属河道内生态需水量存在相互包含关系,满足这三方面的生态需水量可取3项中的最大值,而河流下游生态适宜的地下水位所需水量与维持水源涵养林所需水量以及水面蒸发量是各自独立的,因此总需水量为W r (t ,i )=max (W d (t ,i ),W h (t ,i ),W s (t ,i ))+W g (t ,i )+W f (t )+W e (t ,i )(8) 稀释自净需水量W d (t ,i )可由下式计算:W d (t ,i )=λW (t ,i )(9)式中 W (t ,i )为某时段某河段的污水排放量;λ为河流稀释系数,根据河流主要控制指标的污水排放标准与河流水环境标准确定。
生态适宜的地下水位所需最低生态需水量W g (t ,i )与区域地下水埋深有关。
如果地下水埋深太浅,在蒸发的影响下,盐分可在表土聚积,使土壤发生强烈盐渍化,不利植物生长;埋深太深,地下水不能通过毛管上升水流到达植物根系层,使土壤干旱,植被衰退,荒漠化发展。
所以生态适宜的地下水位埋深h 0,应在一个合理的范围内,其上限是指潜水强烈蒸发埋深h 0min ,下限是潜水蒸发的极限深度h 0max [5]。
因此维持河流下游生态适宜的地下水位所需水量W g (t ,i )与生态适宜的地下水埋深h 0和实际地下水位埋深h 有关,当h ≥h 0max 时,最小的生态需水量可表示为W g (t ,i )=f (h ,h 0)=A (h -h 0max )μ(10)式中 A 为地下水位埋深大于h 0max 的面积;μ为含水层岩性的给水度。
如果埋深h ≤h 0min 时,土壤容易产生盐碱化,应排水,在人工灌溉的区域,则要减少地表水灌溉水量。