西拉沐沦河生态环境需水量初步探讨

许 民，任晓辉

（赤峰学院 资源与环境科学学院，内蒙古 赤峰 024000）

西拉沐沦河生态环境需水量初步探讨

许 民，任晓辉

（赤峰学院 资源与环境科学学院，内蒙古 赤峰 024000）

本文针对西拉沐沦河近些年出现的河道频繁断流、河槽萎缩等一系列生态问题，从生态环境需水的角度探讨了保障西拉沐沦河生态环境需水量的意义、生态环境需水量的确定原则、生态环境需水量的计算及保障西拉沐沦河生态环境需水量的途径和措施.

西拉沐沦河；生态环境需水量；保障；措施

西拉沐沦河是赤峰市流域面积最大、支流最多的一条河流.发源于克什克腾旗境内，干流从西向东，贯穿于赤峰市中部，流经克旗、林西县、翁牛特旗、巴林右旗和阿鲁科尔沁旗等五个旗县，河流全长397公里，总落差为1515米，平均比降2.4‰,多年平均天然径流量为10.02亿立方米，年平均含沙量16.49公斤/立米，年输沙量为1652万吨.

西拉沐沦河水系形状为扇状，流域长359公里，平均宽79.9公里，总流域面积为28668.78平方公里，除锡盟52平方公里，通辽市21平方公里外，其余全部在赤峰市境内.流域内大部分属于半农半牧区，共有耕地面积331.41万亩，草场2717.39平方公里，林地943.39平方公里.总人口851，445人，流域人口密谋为29.8人/平方公里.

近些年来,随着流域经济社会的快速发展,西拉沐沦河水资源的过度开发以及近些年严重的干旱等因素,致使流域水资源的供需矛盾问题愈加突出,也导致了诸如河道频繁断流、河槽萎缩等一系列问题,流域生态系统整体呈恶化趋势.因此，探讨西拉沐沦河生态环境需水量，保障西拉沐沦河流域自然生态功能和人与自然的和谐，意义非常重大.

1 西拉沐沦河生态环境需水量概念及内涵

河流生态环境需水量研究是近年来水资源及环境生态领域研究的热点和难点，最初始于上世纪40年代，是基于为避免河流生态系统退化，规定需保持河流最小生态流量.其后对河流基流量、河道内用水、各类湿地、河口三角洲等环境需水量规定了限定值.当时生态环境需水量的概念和定义多集中于水体本身，基本上都是基于水体及与水体有直接联系的“水生态”和“水环境”的用水量.20世纪90年代后期，众多的学者参与了生态环境需水量的研究.在我国，1990版的《中国水利百科全书》明确环境用水的概念为：“改善水质、协调生态和美化环境等的用水”.《21世纪中国可持续发展水资源战略研究》认为：广义的生态环境用水，是指“维持全球生物地理生态系统水分平衡所需用的水，包括水热平衡、水沙平衡、水盐平衡等，都是生态环境用水”.“狭义的生态环境用水是指为维护生态环境不再恶化并逐渐改善所需要消耗的水资源总量”.狭义的生态环境用水计算的区域，应当是水资源供需矛盾突出以及生态环境相对脆弱的干旱、半干旱和季节性干旱的半湿润地区.因此，生态需水量应该是指一个特定区域内的生态系统的需水量.

本文探讨的西拉沐沦河生态环境需水量是指维系生态系统良性循环的最基本水量,在此状态下,西拉沐沦河系统的恢复目标一是水环境质量有明显改善，二是生态完整性能够得到维持.一般情况下，生态环境需水量应保证有维持系统所需的最低水量,若低于该水量,系统会发生退化.对于西拉沐沦河来说,最小生态环境水量也是为了防止河道水体断流并发生功能性裂变,维持河道水流循环的最小流量.

河流生态环境需水量是客观的存在，它是随着经济社会的快速发展、生态环境问题的日益突出和生物多样性的减少而产生的、变化的.因此研究生态环境需水量，应该重点放在解决实际中已经出现和可能出现的问题上来.因此本文认为，西拉沐沦河生态环境需水量，应包括河流基本环境需水量、自净需水量及输沙需水量等方面，针对影响河流生态环境需水量的关键因素，应从水土流失治理、水源涵养和污染防治等方面研究一系列保障河流生态环境需水量的措施，为河流生态环境改善和健康发展以及水资源的可持续利用提供依据.

2 研究西拉沐沦河生态环境需水量的意义

2.1 随着经济的发展，人类追求经济利益、忽视生态系统的环境功能建设，在一定时期内成为了必然.针对西拉沐沦河流域水土流失、土地沙漠化、生物多样性减少、河流断流、水体污染、河道萎缩以及河道淤积等生态问题,进行生态环境需水量研究，意义十分重大.

2.2 针对该流域的生态环境需水量的调研和计算,对供水管理具有现实意义.

2.3 生态环境需水量研究可反映该流域的生态健康状况,可定性和定量反映保持其健康发展所必需的水量及年内分布状况,并据此确定区域水生态恢复管理策略.

2.4 工程措施和非工程措施相结合的策略,探求该区域内部、区域间水资源在空间上、时间上的合理调配是现今面对的重要课题.生态环境需水量的研究成果可为区域性水资源合理配置提供良好的基础资料和决策依据.

3 西拉沐沦河生态环境需水量的确定原则

3.1 水土保持生态环境需水量

水土流失综合治理措施包括工程措施、林草措施、水土保持耕作措施等.西拉沐沦河流域水土保持生态环境需水量，应根据不同水平年、不同规划区单项措施的定额和单项措施的治理面积加以计算.

3.2 植被建设生态环境需水量

植被建设生态环境需水是指水土保持之外的植被建设生态环境需水.西拉沐沦河流域植被建设生态环境需水具有区域性，应根据不同区域的典型植被类型耗水特征，结合降水补给土壤水分的实际可利用量，合理确定生态环境需水定额，进而根据不同植被类型的面积计算生态环境需水量.

3.3 河流生态系统需水量

确定河流生态系统的生态基流.即维持西拉沐沦河系统最基本的生态环境功能的最小水量.即要求年内各时段的河川径流量都能维持在一定的水平上，不出现诸如断流等可能导致河流生态环境功能破坏的现象.一般以河流最小月平均实测径流量的多年平均值作为河流的基本生态环境需水量.

维持河流水沙平衡生态环境需水量.输沙需水量是指河流中下游的冲淤平衡，为了输沙排沙，维持冲刷与侵蚀的动态平衡，需要一定的生态环境需水量与之相匹配，这部分水量称为输沙平衡需水量.在一定的输沙总量要求下，输沙水量取决于水流含沙量的大小.

河流污染物自净需水量.由于河流本身具有一定的自净能力，只要保持河流最基本的生态基流，一般可满足河流本身的自净功能.但由于西拉沐沦河两岸工农业生产生活造成大量的污水排放，已经超过河流本身的自净能力，造成严重的水污染，因此必须靠推广清洁生产技术，控制污染源，提高污水处理率来实现全流域达标排放.

4 西拉沐沦河生态系统需水量计算

对西拉沐沦河生态环境需水量进行计算，应首先计算满足河流生态基流的最小水量.根据多年实测流量资料，点绘经验频率点，计算得出多年平均流量，根据统计参数绘制理论频率曲线，参照一些学者研究的结果，得出50％保证率的河流年平均流量.维持生态基流的最小水量一般取为50％保证率的河流年平均流量的30％.

其次，计算河流一定量稀释自净能力所需的最小生态环境需水量.观测90％保证率的最枯月平均流量，计算河道平均断面面积，累计沿河排污口，通过计算，得出河流在现状水流条件下的允许纳污量，经过环境规划分析，得出西拉沐沦河最大允许纳污量.

第三，计算输沙所需的水量.西拉沐沦河年平均含沙量16.49公斤/立米，年输沙量为1652万吨，必须考虑输沙需水量.由于水流含沙量因流域产沙量的多少、流量的大小以及其它水沙动力条件的不同而不同，输沙水量也因此发生相应的变化.该流域汛期的输沙量约占全年输沙总量的绝大部分，即河流的输沙功能主要在汛期完成，因此应充分利用汛期洪水较强的输沙能力，完成输沙要求，以维持河流形态的动态平衡，有利于水资源最大限度的开发利用.

第四，计算河流净蒸发水量.最简便实用的方法是器测法，它可以直接运用陆地蒸发器、蒸发池及水面漂浮蒸发器，测定河流水面蒸发量.这种方法容易得到较多的实测资料，但由于蒸发器的水热条件和河流水面有所不同，所以测出的蒸发量需要通过折算，转化为河流水面蒸发量.

最后将几部分之和作为河流总生态需水量.

5 保障西拉沐沦河生态环境需水量的途径和措施

生态环境需水量研究的目的是解决水与自然生态的平衡问题，最终是保障自然生态功能和人与自然的和谐，最大程度降低生态环境需水量，增加可利用水量.因此本文认为，保障西拉沐沦河生态环境需水量的途径和措施应该是：①保障西拉沐沦河流域陆地生态系统的植被恢复和保护，改善局部水循环条件，遏制水土流失；②通过上一措施减少维持西拉沐沦河河道水砂平衡的输砂水量；③削减进入西拉沐沦河水体的点源和面源污染物数量，减少河流等水体需保持的稀释净化水量；④通过水利工程的调节和非工程性措施的配置措施，合理分配水资源，保障在不同时空尺度条件下西拉沐沦河流域生态系统对水的需求；⑤河流的各种生态功能和环境功能之间存在着交叉和重复,满足各种功能的水量耦合是保障西拉沐沦河生态环境需水量关键.特别在水资源可调控性以及水生态与水环境保护目标耦合方面,既要符合流域实际,又具有水量调度的可操作性；⑥西拉沐沦河生态问题,究其原因主要是水量贫乏、水资源的过度开发利用以及污染排放所致.要使河道内保持一定的生态环境水量,必须依靠提高水资源的利用效率,加强区域产业结构优化调整和污染控制,注重流域生态建设等措施来支撑和保证.

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