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1、水資源配置中的生態(tài)環(huán)境需水若干問題討論劉昌明中國科學院地理與資源研究所北京師范大學資源與環(huán)境學院中國水分條件自然分帶中國水量平衡結(jié)構(gòu)(各地近100個流域繪制)A=1EcologicallyVulnerableRegionsEcologicallyStableRegions深圳中國的生態(tài)環(huán)境地帶分異性北方生態(tài)-環(huán)境問題南方環(huán)境-生態(tài)問題由于“人-水”競爭激烈,擠占了維系生態(tài)系統(tǒng)客觀需求的水量,造成了生態(tài)系統(tǒng)嚴重退化水土流失加大荒漠化面積增加草地退化嚴重植被覆蓋率減少水是核心問題地帶性降水補給混合補給非
2、地帶性來水徑流補給蒸騰耗水水與植被(生態(tài)質(zhì)量)的制約關(guān)系河道功能需水要求蒸發(fā)耗水生態(tài)環(huán)境需水生態(tài)環(huán)境需水曲線生態(tài)環(huán)境需水概念與計算的討論生態(tài)水量名詞界定一、生態(tài)需水:在現(xiàn)狀和未來特定目標下,維系生態(tài)環(huán)境功能的水量。二、生態(tài)用水:在現(xiàn)狀和未來特定目標下,維系生態(tài)環(huán)境功能的實際發(fā)生的用水(引水和提水)量。三、生態(tài)耗水:對水資源而言,是在維系現(xiàn)狀和未來特定目標生態(tài)環(huán)境功能用水過程中散失的水量。四、生態(tài)供水:提供維系現(xiàn)狀和未來特定目標生態(tài)環(huán)境功能的降水性和徑流性(包括地下徑流)的水量。其它不同的用詞:1、最小生態(tài)需
3、水量維護現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)功能不繼續(xù)退化。在已經(jīng)形成“三生”用水矛盾、相互競爭的我國北方地區(qū),重視生態(tài)需水,不擠占生態(tài)用水,預留最小生態(tài)需水量,應成為水資源合理配置的一條原則。2、適宜生態(tài)需水量:以生態(tài)系統(tǒng)的水、熱條件最佳匹配為標準。如,區(qū)域植被,其生態(tài)需水定量是由能量(凈輻射Rn)換算的水分當量(通過除以蒸發(fā)潛熱L)與水分收入(P)相等作為計算基礎(chǔ).3,流域的生態(tài)環(huán)境需水量計算流域生態(tài)環(huán)境需水量為河道內(nèi)需水與河道外需水兩大部分匯總。也可以由河道內(nèi)、外生態(tài)功能用水的各個方面來分項計算,然后按水循環(huán)集成模型來計算4
4、、關(guān)于河道外的生態(tài)用水問題。從河道引出的水量,主要是生活與生產(chǎn)用水,過去并未專門劃分生態(tài)用水的計算,但是河流中的水量來自河道外的流域面積。其流域內(nèi)的土地覆蓋與土地利用實際要影響匯入河道中的水量,包括綠化-林草及水土保持,主要為雨水性的水利用,其利用會影響進入河道水量的減少...多年平均區(qū)域水量平衡公式:P+R入=ET+W生產(chǎn)+W生活+R出式中:P為降水和冰雪融水;R入為地表地下入境徑流;ET為植物蒸散發(fā);W生產(chǎn)為生產(chǎn)用水;W生活為生活用水;R出為出境地表地下徑流。ET=ETP+ETR=αP+βR式中:ETP
5、為植物從降水中消耗的蒸散發(fā);ETR為植物從徑流中消耗的蒸散發(fā),即生態(tài)需水量;α為植物蒸散發(fā)占降水的比例系數(shù);β為植物蒸散發(fā)利用徑流的比例系數(shù)。地帶劃分高山冰雪森林草地牧場礫、沙、洪積扇荒(灌從)漠帶地表水轉(zhuǎn)化地下水潛水出露人工綠洲,農(nóng)田工農(nóng)業(yè)、人居用水天然綠帶,胡楊梭梭鹽沼濕地尾閭湖泊沙漠生態(tài)用水山區(qū)生態(tài)用水(W1)荒漠灌叢用水(W2)人工綠洲用水(W3)天然綠帶用水(W4)湖沼用水(W4)用水(W5)內(nèi)陸區(qū)生態(tài)用水圖示地帶劃分高山冰雪森林草地牧場礫、沙、洪積扇荒(灌叢)漠帶地表水轉(zhuǎn)化地下水潛水出露人工綠洲
6、,農(nóng)田工農(nóng)業(yè)、人居用水天然綠洲帶,胡楊梭梭鹽沼濕地尾閭湖泊沙漠生態(tài)需水計算基本方法天然綠洲帶水量平衡:P4+(RS3+RG3)=ET4+ET(湖,沼)天然綠洲帶生態(tài)用水:ET4+ET(湖,沼)=P4+(RS3+RG3)ETR=(RS3+RG3),ETP=P4鹽沼濕地?地下水位尾閭湖泊?湖泊水位山區(qū)水量平衡:P1+GL(冰雪融水)=ET1+RS1+RG1ET1=(P1+GL)-(RS1+RG1)山區(qū)生態(tài)用水:ETR=0,ETP=ET1山前水量平衡:P2+(RS1+RG1)=ET2+(RS2+RG2)ET2=P
7、2+(RS1+RG1)-(RS2+RG2)山前荒漠灌木生態(tài)用水:ETR=βR,ETP=ET2-βR,人工綠洲量水量平衡:P3+(RS2+RG2)=W(生活)+W(生產(chǎn))+RS3+RG3+ET3ET3=P3+(RS2+RG2)–[W(生活)+W(生產(chǎn))+RS3+RG3]人工綠洲生態(tài)用水:歸入社會經(jīng)濟用水內(nèi)陸區(qū)生態(tài)用水圖示山區(qū)水量平衡:P1+GL(冰雪融水)=ET1+RS1+RG1ET1=(P1+GL)-(RS1+RG1)山區(qū)生態(tài)用水:ETR=0,ETP=ET1山前水量平衡:P2+(RS1+RG1)=ET2
8、+(RS2+RG2)ET2=P2+(RS1+RG1)-(RS2+RG2)山前荒漠灌木生態(tài)用水:ETR=βR,ETP=ET2-βR,人工綠洲量水量平衡:P3+(RS2+RG2)=W(生活)+W(生產(chǎn))+RS3+RG3+ET3ET3=P3+(RS2+RG2)–[W(生活)+W(生產(chǎn))+RS3+RG3]人工綠洲生態(tài)用水:歸入社會經(jīng)濟用水天然綠洲帶水量平衡:P4+(RS3+RG3)=ET4+ET(湖,沼)天然綠洲帶生態(tài)用