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《海河流域河流生態(tài)需水計算》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第三章海河流域河流生態(tài)需水計算3.1海河流域河流生態(tài)徑流變化規(guī)律分析3.1.1水文情勢與河流生態(tài)徑流的耦合由于河道內(nèi)流量的減少，導(dǎo)致泥沙淤積，引起河床形態(tài)變化，致使河道萎縮，河床抬高，河口退后，并使得沿河的生態(tài)和經(jīng)濟受到嚴重的負面影響。河流缺水使得沿河的洼地、濕地、植被等嚴重缺水，甚至生活用水都面臨危機。河流基本的生態(tài)需水能夠維持河流起碼的生存功能，為維護和修復(fù)河流的生態(tài)功能提供一些依據(jù)。河流的天然情勢是形成和維持水生和岸邊生物賴以生存的河道內(nèi)和泛洪平原棲息地條件的主要因素。河流情勢的五個關(guān)鍵組成部分，即各水文要素的量值、頻率、發(fā)生時間、歷時和變化率，控制著河道內(nèi)、外的物質(zhì)和能量交換，也
2、影響著水生生物群落間的相互作用，同時一些水文現(xiàn)象發(fā)生時間的規(guī)律性是許多水生生物和岸邊生物生存的必要條件。例如，洪水出現(xiàn)時間和歷時的變化，消除了在自然狀態(tài)下，洪水對魚類的產(chǎn)卵和遷徙的提示作用，或者大大減少了魚類進入繁殖區(qū)的機率。某些岸邊植物具有對較持久洪水的耐受性，以及某些水生無脊椎動物和魚類具有對較持久枯季流量的耐受性使得這些物種在適宜的生境中長期生存繁衍，避免了一些外來物種的侵襲。因此，自然狀態(tài)下河流的季節(jié)性變化可以有效的抑制那些產(chǎn)卵和孵化必須依賴于流量變化的外來物種的入侵。河流流量的變化速率影響物種的持久性和共生性。對于那些容易暴發(fā)洪水的河流，由于流量在短時間內(nèi)增加迅猛，使得那些缺乏
3、適應(yīng)能力的外來物種沿水流沖到下游地區(qū)。人類對自然水文過程的改變擾亂河流系統(tǒng)中水流運動與沉積物運動的動態(tài)平衡，從而改變了決定水生及岸邊生物棲息地類型的地貌特征。目前針對河流生態(tài)的研究表明，魚類及其他水生生物所需的棲息地特征是不可能僅通過維持河流最小流量得以實現(xiàn)的。具有一定變化范圍的流量是沖刷和養(yǎng)護礫石河床、從泛洪平原向河道內(nèi)輸遞營養(yǎng)物質(zhì)、為岸邊濕地提供通道等的重要動力。另外，僅僅將注意力集中在一種或幾種物種的需水量特征方面，未能考慮到某些有益于整個生態(tài)系統(tǒng)的外在因素可能對某些物種的生存繁衍具有負面影響，而有益于某一物種生存繁衍的外在因素又可能制約著整個生態(tài)系統(tǒng)功能的發(fā)揮。對自然變化系統(tǒng)的長
4、期研究表明，有些物種在豐水年表現(xiàn)出旺盛的生命力，也有些物種在枯水年更加活躍;同時，生態(tài)系統(tǒng)整體的生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮正是得益于生物種群在數(shù)量上的交替性變化。因此，從整體上審視河流生態(tài)系統(tǒng)，著眼于恢復(fù)生態(tài)過程和生物豐富度的自然變化特征是河流生態(tài)系統(tǒng)管理與修復(fù)的重要環(huán)節(jié)。河流需要具備自然流量狀態(tài)才能維持河流生態(tài)系統(tǒng)的完整性及生物的多樣性，此自然流量狀態(tài)需包括年際間及年內(nèi)完全的自然變化，河流的自然流量變化包括下列五種重要的特性，即量、延時、頻率、時間及變化率，此觀念即稱為變異范圍法（RangeofVariabilityApproach,RVA）。為量化為河川流量受水利設(shè)施影響的改
5、變度，Richter等（1997）利用水文改變指標（IndicatorofHydrologicAltertion,IHA）的32個水文參數(shù)評估流量特性受水利工程影響之改變程度。RvA(Rnage、arribaliiytApProahc)法以保護河流生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性和發(fā)揮河流自然生態(tài)功能為目標，對河流進行管理，將河流水文條件的變化特征與河流生態(tài)系統(tǒng)完整性相結(jié)合，全面分析了與河流生態(tài)健康緊密相關(guān)的河流情勢的統(tǒng)計特征，并最終設(shè)定初步的為保護河流生態(tài)的河流管理目標。將自然狀況下的河流情勢轉(zhuǎn)化為河流的管理目標，是由于河流的徑流特征在評價河流生態(tài)系統(tǒng)完整性隨時間發(fā)生變化的過程中起到了有效而準確的指
6、示器作用。主要表現(xiàn)在:)l河流生態(tài)系統(tǒng)中很多非生物因素是隨著河流徑流特征的變化而變化的，如溶解氧濃度、水溫、不同尺寸固體懸浮物的分布、以及河床的穩(wěn)定性等。2)在大尺度下，河道及泛洪平原的地貌形態(tài)是受河道流量的變化驅(qū)動的，尤其是較大流量的影響。3)相對于僅有較短時間系列的生態(tài)資料而言，具有較長時間系列的流量資料能夠更好的反映人類對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響。RVA法不同于其他水文學(xué)方法，它主要通過水文特征值的量值、頻率、歷時、發(fā)生時間以及變化率五個方面對河流徑流特征進行分析。RVA法需將具有相當長度的時間序列劃分為人類干擾前和人類干擾后兩個階段，分析水文變量的以上5個表現(xiàn)特征在人類干擾前后的變化特
7、征。因此，具有較長時間序列的水文變量是RVA法的應(yīng)用前提，這是為了更加準確的反映河流在人類干擾前后的水文變量的分布特性。3.1.2指數(shù)選取選用最能反映河流生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性和發(fā)揮河流自然生態(tài)功能為目標的水文變化指數(shù)(IHA,IndicatorsofHydrologicAlteration)，通過RVA(RangeVariabilityApproach)法分析人類干擾前后水文變量的分布特性，為河流生態(tài)管理提供依據(jù)。水文變化指數(shù)的選取,
