城市河道生態(tài)環(huán)境需水研究

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1、曾維華等：城市河道生態(tài)環(huán)境需水研究531城市河道生態(tài)環(huán)境需水研究____以湖南省常德市穿紫河為例曾維華，宋其龍，陳榮昌北京師范大學環(huán)境學院，環(huán)境污染控制與模擬國家重點實驗室，北京100875摘要：在系統(tǒng)歸納總結(jié)國內(nèi)外河道生態(tài)環(huán)境需水理論研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合穿紫河作為一條城市河流的實際情況，應(yīng)用生態(tài)學、環(huán)境學和水文學理論，系統(tǒng)分析了穿紫河河道生態(tài)環(huán)境需水的研究范疇和影響因素，對穿紫河不同時段下的河道生態(tài)環(huán)境需水進行定量研究。研究得出穿紫河河道生態(tài)環(huán)境需水平均為2.92m3/s，城市河道生態(tài)環(huán)境需水與來水水質(zhì)和

2、河道沿岸的污染物排放情況關(guān)系最為密切。一方面，為穿紫河流域水資源的合理調(diào)配提供科學依據(jù)，有利于穿紫河生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定和良性循環(huán)；另一方面，對城市河道生態(tài)環(huán)境需水理論進行一些探索。關(guān)鍵詞：生態(tài)環(huán)境需水；城市河道；穿紫河中圖分類號：X143文獻標識碼：A文章編號：1672-2175（2004）04-0528-04曾維華等：城市河道生態(tài)環(huán)境需水研究531水是維持河流系統(tǒng)和諧結(jié)構(gòu)和使之發(fā)揮正常功能的介質(zhì)和動力[1]。處理好河流中水與生態(tài)、環(huán)境之間的相互作用關(guān)系，保證河道內(nèi)有足夠的水量以滿足河道生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境的需求十分重

3、要。目前，國內(nèi)外對常年性天然河流的生態(tài)環(huán)境需水研究很多[1~4]，通常認為,河流系統(tǒng)生態(tài)環(huán)境需水量是為了維護河流生態(tài)環(huán)境的天然結(jié)構(gòu)與功能,主要應(yīng)該包括:（1）河流系統(tǒng)中天然和人工植被耗水量，包括水源涵養(yǎng)林、水土保持措施及天然植被和綠洲防護林帶的耗水量；（2）維持水生生物棲息地所需的水量；（3）維持河口地區(qū)生態(tài)平衡所需的水量；（4）維持河流系統(tǒng)水沙平衡的輸沙入海水量；（5）維持河流系統(tǒng)水鹽平衡的入海水量；（6）保持河流系統(tǒng)一定的稀釋凈化能力的水量；（7）保持水體調(diào)節(jié)氣候、美化景觀等功能所損耗的蒸發(fā)量；（8）維持

4、合理的地下水位所必需的入滲補給水量等[2]。以往生態(tài)環(huán)境需水研究的河流基本上是有上游和沿途匯集的天然來水來滿足需水要求；而城市河流由于人工控制設(shè)施眾多，基本沒有上游天然來水，大部分靠人工引水滿足生態(tài)環(huán)境需水要求。國內(nèi)對城市河流的生態(tài)環(huán)境需水研究還比較少[5]，特別是專門針對城市河道生態(tài)環(huán)境需水研究還沒有。隨著社會城市化進程的加快，城市河流的水環(huán)境問題日益成為城市進一步發(fā)展中需要重點解決的問題，研究城市河道生態(tài)環(huán)境需水對于城市的水環(huán)境安全和城市的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。本文將基于生態(tài)環(huán)境需水理論，結(jié)合穿紫

5、河沿岸污水排放的實際情況，對穿紫河不同時段下河道的生態(tài)環(huán)境需水進行定量研究。一方面為穿紫河流域水資源的合理調(diào)配提供科學依據(jù)，有利于穿紫河生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定和良性循環(huán)；另一方面，對城市河道生態(tài)需水理論進行一些探索。1城市河道生態(tài)環(huán)境需水研究河道生態(tài)環(huán)境需水與河流生態(tài)環(huán)境需水是兩個不同的概念，鄭冬燕等認為：河流生態(tài)環(huán)境需水主要包括河道內(nèi)需水與河道外需水兩大部分，兩者相互影響[3]。本文所說的河道生態(tài)環(huán)境需水，可定義為河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水，只是河流生態(tài)環(huán)境需水的一部分，對于常年性天然河流，更應(yīng)該強調(diào)河流的生態(tài)環(huán)境需水；而

6、對于基本無上游天然來水的城市河流，則更應(yīng)該強調(diào)河道的生態(tài)環(huán)境需水。城市河道生態(tài)環(huán)境需水量作為城市生態(tài)環(huán)境需水的一部分，其研究可為城市水資源科學配置提供理論依據(jù)[6]。1.1城市河流生態(tài)環(huán)境功能分析河流的功能有兩個方面[7]：一是功利性功能，如為生產(chǎn)、生活提供用水，為航運、水上娛樂、養(yǎng)殖等提供水域，為水力發(fā)電提供能源等；二是生態(tài)環(huán)境功能，如為水生生物提供生存環(huán)境，對污染物的稀釋和自凈作用，保證河口地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，以及輸沙排鹽、濕潤空氣、補充土壤含水等功能。功利最大性原理驅(qū)動人們只注重河流的經(jīng)濟功能，而忽視其本

7、身所具有的生態(tài)環(huán)境功能；其結(jié)果必然導(dǎo)致水資源利用率不斷升高，水資源利用效率不斷降低，使得河道水量日益減少，污染日重，環(huán)境質(zhì)量日差。河道的生態(tài)環(huán)境需水應(yīng)該根據(jù)河流的主要生態(tài)環(huán)境功能確定。在河流多種功能并存的情況下，應(yīng)按水資源的自然屬性、河流特點等，確定河流的主要（主導(dǎo)）功能，優(yōu)先滿足主導(dǎo)生態(tài)環(huán)境功能。近幾年，隨著城市的逐步發(fā)展，大部分城市水系原有的灌溉、飲用與航運等功能都已消失。在目前和將來很長一段時間，絕大多數(shù)城市水系主要功能將定位于排水和景觀河道以及娛樂等功能。1.2城市河道生態(tài)環(huán)境需水研究范疇曾維華等：城

8、市河道生態(tài)環(huán)境需水研究531城市河道生態(tài)環(huán)境需水主要受兩類因素的影響：一類是河道生態(tài)系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)特征，如植被類型、水生生物數(shù)量、空間結(jié)構(gòu)、格局、配置等因素，以及相應(yīng)于河道生態(tài)系統(tǒng)所固有的結(jié)構(gòu)特征、其自身存在著特定的生態(tài)環(huán)境需水閾值；另一類是影響河道生態(tài)系統(tǒng)的外界環(huán)境因子，諸如氣候、日照、氣溫、降水、蒸發(fā)、風速、水文氣象因子、以及城市河道沿岸排污口的排污均對河道的生態(tài)環(huán)境需水產(chǎn)生影響。在這些影響因素