烟台市东五龙河生态需水量的计算

王 燕，林 瑛，王丽娜

（烟台水文水资源勘测局，山东 烟台 264000)

东五龙河为半岛边沿水系中著名的大河之一，流域面积 2820km2，位于东经 120°18′～121°12′，北纬 36°32′～37°22′，涉及栖霞、海阳、莱阳 3 个县的 39 个乡镇。上游自西向东有白龙河、蚬河、清水河、墨水河、富水河5大支流，汇于莱阳市城南约12km处的五龙村西的五龙口，向南流经香岛入黄海。

东五龙河属于雨源型山溪性河流，其径流量的产生直接受降水量的影响，天然径流量的年内变化较大，汛期洪水暴涨暴落，洪水资源不仅无法充分利用，而且还经常造成严重的洪涝灾害；枯季河川径流量很少，由于人为破坏植被等原因，导致河道流域地下水严重超采,水资源短缺,水环境污染严重,个别年份河流断流,入海水量逐年减少,水生态系统面临着严峻的挑战。

1 生态需水量计算方法分析

目前关于河道内生态需水量方法很多，总结起来可以分为四类 ：水文学法、水力学法、生物分析法和生境模拟法、综合分析法[1]。

水文指标法(也称历史流量法)是生态需水评价中最简单的、需要数据最少的方法，它依据历史水文数据确定需水量。最常用的方法有Tennant法或称蒙大拿(Montana)法、水生物基流法、可变范围法、7Q10法、德克萨斯(Texas)法、流量持续时间曲线分析法、年最小流量法和水力变化指标法(IHA)等[1]。

Montana法是由美国Don Tennant于1976年首次提出，开始应用于美国中西部。通过12个栖息地河道流量与栖息地质量关系的研究，经多次改进，现被美国16个州采用。蒙大拿法确定的河道内最小生态流量是以测站的年平均天然流量百分率表示，如以天然流量的10%为标准确定的生态流量，表示可以维持河道生物栖息地生存，30%表示能维持适宜的栖息地生态系统(加拿大临近大西洋的各省采用 25%的比例)，60%～100%表示原始天然河流的生态系统。根据鱼类等的生长条件，分两个时段(10～3月，4～9 月)设定不同标准[2]。

本文将东五龙河多年实测径流量资料还原成天然径流量，计算出年平均天然径流量，取其10%作为生态基流量，加上流域蒸发下渗量，即为生态需水量。

选用站实测径流资料进行了逐月还原计算，提出历年逐月的天然径流量系列，再累加逐月得出年径流量。还原计算以水文站控制断面为单元，自上而下进行，逐级累计计算全流域的天然径流量。

径流还原计算采用分项调查分析法，以历年水文实测资料和水文调查系列资料成果为依据，应用下列水量平衡方程式进行还原计算：

式中：W天为还原后的天然径流量；W实测为水文站实测径流量；W农耗为农业灌溉耗损量；W工业为工业用水耗损量；W生活为城镇生活用水耗损量；W蓄为水库蓄水变量，增加为正，减少为负；W引水为跨流域（或跨区间）引水量，引出为正，引入为负；W分洪为河道分洪决口水量，分出为正，分入为负；W其它为其它还原项，根据各站具体情况而定。

本次选定了有控制站的主要河流东五龙河进行天然年径流量的计算。河流及其水文控制站名称与面积见表 1。

表1 东五龙河及其控制站面积表

主要河流的天然径流量，等于控制站的天然径流量加上控制站以下至河口区间未控制面积的天然径流量。即

式中：W河流为河流天然年径流量 （亿 m3）；W控制为河流控制站天然年径流量（亿m3）；W区间为河流控制站以下至河口天然年径流量还原计算成果（亿m3）。

表2 东五龙河(1956～2000)天然年径流量特征值表

河道基流=10%×1/n∑Ri；Ri为年天然径流量系列

河道最小生态环境需水量=河道基流+下渗量+蒸发量。

2 东五龙河生态需水量计算

东五龙河全长124km,根据烟台市水资源评价成果得出东五龙河年蒸发量为1050mm，渗漏率取0.2。

2.1 生态基流

根据1956年～2000年45年径流量资料计算年平均径流量，得出多年平均径流量为 5.56亿 m3，生态基流为 0.56亿 m3。

表3 东五龙河各阶段平均天然径流量统计表

2.2 蒸发量和下渗量

首先通过河道断面资料以及2000年平均水位资料计算出河面宽度。

通过河道断面资料及水位资料计算出河面宽度为11.5m。

图1 团旺站大断面图

表4 东五龙河流域蒸发水量计算结果

表5 东五龙河流域下渗水量计算结果表

表6 东五龙河生态需水量计算成果表

生态需水量=生态基流+生态耗水量=0.69亿m3。

3 结 语

该方法确定河流生态环境需水量简单、方便，需要资料少,有利于加强流域内水资源的合理配置,掌握水资源开发利用的程度,为恢复和改善流域生态环境提供依据,实现社会、经济、环境的协调发展。

[1]王西琴，刘昌明，杨志峰.河道最小环境需水量确定方法及其应用研究(I)-理论[J].环境科学学报，2001，21(5).

[2]钟华平，刘恒等.河道内生态需水估算方法及其评述[J].水科学进展，2006，17（3）.