時間：2020-08-13來源：
01 生態流量的內涵
根據不同保護要求，生態流量可分為基本生態流量和目標生態流量。基本生態流量是指維持河流、湖泊、沼澤生態系統結構和功能不喪失，需要保留在河湖沼內的最小水量及其過程，是河湖生態水量要求的底線。基本生態流量又可分為生態基流和敏感期生態流量、不同時段生態流量和全年生態流量等表征指標。目標生態流量是指正常發揮河流、湖泊、沼澤生態環境保護目標，需要保留在河道內的流量。
目前，自定目標的生態流量認可度不一，多以綜合規劃和行業部門確定的生態基流及敏感期生態流量為主。
02 生態流量的確定
1.常用計算方法
生態流量的計算應根據河湖生態環境功能、生態環境狀況及人類對河流的開發利用程度，合理確定維持河流基本生態環境功能和維系給定目標下生態環境功能的不同保護要求，計算基本生態環境需水量和目標生態環境需水量。
迄今為止，國際上有200多種生態環境流量計算方法，大致可分為水文學法、水力學法、棲息地評價法、整體分析法。（常用計算方法詳見本刊第15期）
按照河流生態流量的計算方式，又可劃分為查表法、數據分析法、功能分析法、水力棲息模型法等4類，其中Tennant方法是查表法的代表，基于IHA（Indicators of Hydrologic Alteration）的變動范圍法是數據分析法的代表，BBM（Building Block Methodology）法是功能分析法的代表方法。
實際計算生態流量過程中，并不局限于單一的方法，可將兩種或多種方法結合使用，例如將水文學與水力學結合，將水文學與棲息地法相結合等。
2.不同生態系統的生態流量計算
保障河湖生態流量（水量）目的是為了維持河流、湖沼生態系統的基本形態、生物基本棲息地，以及生物多樣性等生態功能。由于不同生態系統結構與功能不同，其對應的生態流量各具特征。在計算生態流量時，要根據生態系統的結構特征選擇合適的生態流量計算方法。
河流生態系統可根據地理位置及河流大小特征等細分為：大江大河與支流溪流、山區河流與平原河網、高含沙河流以及咸淡水交錯的河口等。不同河流類型的生態流量共性表現為，水文情勢及水力學要素是河流生態流量的重要影響因子。根據資料的齊備情況，通常可采用水文學法、水力學法、棲息地評價法等計算生態流量。
然而，不同類型河流的生態流量又各具特點。例如，山區河流多建有大型水利工程，水文情勢的改變以及其對生物棲息地的影響需要在推求生態流量時予以考慮；平原河網閘壩密布，流速較小，生物基本棲息地功能下降甚至喪失，需要實施嚴格的生態流量管控；部分溪流由于小水電項目的過度開發，出現減脫水河段，河流出現不同程度萎縮甚至斷流，計算生態流量時應予以重點考慮水流連通性。河口區的生態流量，主要目的是維持河口基本形態，河口灘地潮間帶水生生物基本棲息地，同時要考慮防潮壓咸等生態環境功能，因此可根據河口泥沙輸運、河口水生生物需水、河口水鹽平衡等計算河口生態流量。
湖沼生態系統主要包括湖泊、沼澤、濕地等。湖沼生態需水計算通常采用水位作為指標，通過核算生態水位，推求湖泊生態流量（水量），以維持湖泊、沼澤的生態環境功能。
綜上所述，生態系統組成與功能不同，其生態流量計算方法不同。在實際計算過程中，通常多個生態系統相互聯系，例如河湖連通、河沼連通，以及河湖河口沼澤連通等，此時應該將多個生態系統作為一個整體考慮，建立多個生態系統之間的水力聯系，推求滿足多個生態系統的生態流量過程。
此外，分項計算后需對所得的不同生態系統生態流量進行核驗。河流控制斷面生態流量均應小于相應時段的天然徑流量，一般不應大于多年平均實測徑流（現狀經濟社會用水擠占生態環境用水的河流除外）。河口生態流量一般不大于多年平均入海水量。湖泊沼澤生態流量應與出入湖泊、沼澤的河流節點生態環境需水量相協調，年內不同時段平均水位不大于天然情況下多年平均相應時段水位（《河湖生態環境需水計算規范》）。
▲黑河生態治理顯成效——張掖黑河公園
3.生態敏感期保護對象
河湖生態敏感期重點保護對象主要包括魚類生境、底棲生境、河谷林、河流濕地、防控水華等。
以魚類生境保護為例，可結合國家級種質資源保護區及河口控制斷面，根據魚類洄游、產卵等階段對流速因子的需求設定生態流速目標，推求促進魚類繁殖的生態流量；針對平原河網地區魚類越冬期對水深需求，設定最小水深，推求魚類越冬期所需生態水量；綜合魚類洄游、產卵、越冬重要生命階段，提出貫穿魚類完整生活史的生態流量過程，或者面向年內不同時期各目標物種的特殊需求確定年內生態流量過程。
底棲動物和河岸帶植物相比，種類多、分布廣、生長周期較長、對水文條件變化敏感、能反映污染的長期累積效應。可利用底棲動物為指示生物，建立底棲動物棲息地質量與流量的關系，量化底棲動物生活史對不同生態流量及其組分（基流、中流量、低流量脈沖、高流量脈沖）的需求。
針對水華控制，可根據藻類生長與流速及紊流強度的關系，采用抑制流速法推求滿足水華控制條件的生態流量；或基于藻類生物量平衡，采用斷面通量法推算出控制水華所需的流量；或基于斷面通量法、抑制流速法分別推求面向水華控制的斷面生態流量，然后取二者的外包線，得到典型斷面生態流量。此外，針對水華防控的生態流量計算，還有斷面流量觀察法、斷面水質目標控制等方法。
實際應用中，應綜合考慮目標魚類產卵、水華防控、濕地保護等多個生態敏感期保護對象的需求，推求河流全時段生態流量過程。
03 生態流量保證率與達標評價
1.不同保障率
根據河流天然徑流的變化特征及其生態系統響應的特點，生態流量可分為最小生態流量、汛期生態流量、適宜生態流量，其中通常關注的是最小生態流量和適宜生態流量，它們都屬于非汛期生態流量。
①最小生態流量，是指在人類活動的影響下, 水體為了保證水生生物存在所需要的流量，即河流中可以滿足現狀生態要求的最小徑流量。最小生態流量在年內通常不是一個常量，同河道內自然水流年內變化特征類似，是一個連續變化的過程。
②適宜生態流量，是考慮目標水體水生生物生存、繁衍對水域水文、水力特性的要求，能夠維持生態系統的穩定和物種的生存、繁衍的徑流過程。當流量持續小于該數值時，將導致生物繁殖條件破壞、生物量減少、生物完整性降低。最小生態流量過程對于維護生態系統來說是最低要求，是不利的水文條件，而適宜生態流量是保持河流生態系統健康和生物種群結構穩定的徑流過程。
③生態流量保證率，是指在保障最小生態流量的前提下，河流各斷面生態流量的保證程度。生態流量保證率不僅可作為評估現狀條件下實際流量對于水生態系統的優劣程度的指標，還可作為中長期流域水資源管理中水庫與閘壩生態調度、水資源優化配置的定量標準。
2.生態流量達標評價方法
（1）生態基流達標評價
對生態基流現狀達標情況進行評價，可設90%年份達標為達標標準。為得到科學可行的達標評價方法，可考慮在月、日不同尺度上采用不同方法進行評價，并對分項評價結果進行對比分析，選擇一種相對合理的評價辦法。評價方法可設置為：來水保證率在90%以上，逐月平均流量均達到生態基流的目標值；來水保證率在90%以上，逐日平均流量均達到生態基流的目標值；來水保證率在90%以上，逐月平均流量達標、維持河流不斷流且最長連續不達標天數小于7天。
（2）敏感生態需水達標評價
對重點河流的敏感期生態流量現狀滿足程度進行達標評價，可以年內和年度75%達標率為準，例如每年魚類產卵期有75%月份滿足、近10年有75%以上年份滿足生態流量要求，則視為斷面敏感生態需水達標。
04 生態流量管理
1.政策制定
生態流量是維護水生態安全的重要因子。近年來，水利部門響應國家號召，深入貫徹中央治水思路和新時期水利改革發展總基調，積極推進水生態文明建設，在加強河湖生態流量確定與保障方面開展了大量的工作。
2.優化調度
我國水資源時空分布嚴重不均，對于維持河流生態流量不利。一方面，我國水利水電工程數量位居世界前列，若缺少科學合理的生態調度模式，則會對壩下河湖生態造成不利影響。因此，需要加強流域水量統一調度，實行取用水總量控制。另一方面，對現有的水利工程調度模式進行改進，制定多目標的調度方案、增加生態約束條件等，試行梯級水庫/水庫群“水文情勢最小干擾度約束”及“下游生態流量過程約束”等生態調度模式，以補償人類對河流水資源的開發利用對河流水生態系統造成的不利影響。
3.標準導則
目前有關生態流量目標制定的技術標準主要包括《河湖生態需水評估導則（試行）》、《河湖生態環境需水計算規范》、《水資源保護規劃編制規程》、《水電工程生態流量計算規范》等。今后應針對不同區域河湖生態體系的不同特點，制定分區分類的河湖生態流量目標、完善生態流量計算及生態流量監管。
05 生態流量保障工作難點與重點
1.工程效益與生態效益之間的平衡
發電效益與生態效益之間的平衡是生態調度執行過程中一個難題。豐水期，生態流量一般均能夠滿足，此時水庫因防洪調度需要以及上網電價偏低產生大量棄水。而春夏之交的枯水期，既是生態流量關鍵需求時期，也是電價高值期。因此，需要實現不確定性條件下的日尺度生態調度，保障生態流量的同時，兼顧工程發電效益，實現社會經濟效益與生態效益的最大化。
2.協調水資源調配，做好中長期水文預報
遵循節水優先的原則，集成保水節水技術和多目標多過程的優化配置技術，構建面向河湖生態系統保護的生態流量調控技術。提高中長期水文預報能力，分析來水的不確定性，協調跨省跨流域水量分配，加強水資源調度，建立水量調度協商工作機制。
3.檢驗生態流量的生態效果，提高民眾生態調度的意愿
完善生態流量調配監測體系，檢驗生態流量調配后的生態系統修復效果；健全生態流量管理機制，出臺生態補償及生態電價等相關政策，從政策和資金兩方面予以杠桿調控，提高管理單位及公眾的生態調度意愿。
