1、生態(tài)水文學的發(fā)展

水文學(Hydrology)是地球科學的一個重要分支，它研究地球上水的起源、存在、分布、循環(huán)和運動等變化規(guī)律，并運用這些規(guī)律為人類服務的知識體系[1]。自從科學界公認水圈、巖石圈和大氣圈都從地圈中分離出來，并作為地球的獨立圈存在后，水文科學的形成就有了其基礎和地位[23]。

人類進入20世紀末，由于社會經(jīng)濟發(fā)展，人與自然的沖突加大，生態(tài)環(huán)境問題愈來愈突出，如濕地的退化、河道斷流、入海水量減少、水體污染加劇等等。近20年來，生態(tài)學家們愈來愈意識到水文過程對生態(tài)系統(tǒng)功能的重要影響。但是，缺乏了解水文過程與生態(tài)系統(tǒng)植物群落變化與相互制約的內(nèi)在聯(lián)系。同樣，過去水文學家關心最多的是洪水與干旱的成因、工程水文的實際的設計應用等。但是，隨著生態(tài)與環(huán)境問題的重視與提出，愈來愈多的水文學家開始關注與水相關的生態(tài)問題，例如流速如何影響河道內(nèi)的植物生長？河川徑流的情勢與濱岸生境生態(tài)過程之間是如何相互作用與聯(lián)系的？由于水文循環(huán)聯(lián)系地球系統(tǒng)地圈~生物圈~大氣圈的紐帶作用，水文循環(huán)過程的變化與其相關的生態(tài)環(huán)境的變化交叉研究與社會需求，產(chǎn)生了新的學科生長點，即生態(tài)水文學(Eco-hydrology)。

生態(tài)水文學是20世紀80年代以后逐步發(fā)展的一門新興交叉學科[1-20]。它重點研究陸地表層系統(tǒng)生態(tài)格局與生態(tài)過程變化的水文學機理，揭示陸生環(huán)境和水生環(huán)境植物與水的相互作用關系，回答與水循環(huán)過程相關的生態(tài)環(huán)境變化的成因與調(diào)控。利用生態(tài)水文學原理可以積極地用來保護和改善自然景觀，正確指導生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)的生態(tài)環(huán)境建設與水資源管理。

生態(tài)水文學的提出與發(fā)展大致在20世紀70年代以后。早期的生態(tài)水文學主要定義在生態(tài)濕地系統(tǒng)范疇。例如，1996年Wassen等學者專門撰文[44]，認為“生態(tài)水文學是一門應用性的交叉學科，旨在更好地了解水文因素如何決定濕地生態(tài)系統(tǒng)的自然發(fā)育，特別在自然保護和更新方面有重要價值”。

1971年，聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）正式啟動人類生物圈（MAB）計劃，水生生態(tài)系統(tǒng)研究成為該計劃中的一個重要項目。第一階段的會議于1986年在法國圖盧茲召開，主要討論了土地利用對水生生態(tài)系統(tǒng)的影響。會議期間，確定了一個具有決定性意義的主題：陸地生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡帶，對生物化學循環(huán)和景觀鑲嵌體具有重要的調(diào)控作用。因此，過渡帶的研究被推薦為UNESCO未來生態(tài)系統(tǒng)工作的重點。它是生態(tài)水文學發(fā)展的雛形階段。

1需水預測

1.1農(nóng)村生活需水量預測

隨著城市化進程的逐步加快，城鎮(zhèn)人口特別是小城鎮(zhèn)人口增長較快，相對農(nóng)村人口則逐步減少。1998年遼寧省農(nóng)村人口為1939萬人，到2000年減少到1886萬人，預測到2005年將減少到1794.7萬人，2010年減少到1638.1萬人，2015年減少到1481.3萬人。但隨著農(nóng)村居民生活水平的不斷提高，人均用水量在逐年增加，所以總體上農(nóng)村居民生活用水量增長幅度相對緩慢。1998年農(nóng)村生活用水量為6.9億m3，預測2005年農(nóng)村生活需水量為7.1億m3、2010年為7.7億m3、2015年為8.2億m3。

1.2工業(yè)需水量預測

工業(yè)需水量預測，即電力工業(yè)、一般工業(yè)、鄉(xiāng)辦工業(yè)及村和村以下工業(yè)。根據(jù)遼寧省計委提供的全省工業(yè)產(chǎn)值發(fā)展指標，在確定萬元產(chǎn)值需水定額時，充分考慮了遼寧四大支柱產(chǎn)業(yè)的具體特點和高新技術產(chǎn)業(yè)的迅速崛起，以及產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整、工藝水平提高等一系列因素。需水定額逐年下降，工業(yè)用水重復利用率不斷提高。對鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)企業(yè)的重復用水進行了估算，由于村及村以下工業(yè)受生產(chǎn)條件的限制，水的重復利用暫未考慮。1998年工業(yè)用水量30.5億m3，預測到2005年工業(yè)需水量為36.3億m3、2010年為47.4億m3、2015年為54.1億m3。

1.3城鎮(zhèn)生活需水量預測

論文關鍵詞生態(tài)水環(huán)境；需水量定額；閾值；新疆

論文摘要新疆是我國典型的內(nèi)陸干旱區(qū)，水資源對新疆的經(jīng)濟社會發(fā)展、穩(wěn)定和安全的作用很大。介紹了新疆生態(tài)水環(huán)境狀況、生態(tài)需水估算，并進行評估，估算出新疆需水量的基本定額和閾值，以期對新疆的生態(tài)水環(huán)境狀況的改善有所幫助。

新疆是我國典型的內(nèi)陸干旱區(qū)，區(qū)內(nèi)有天山、阿勒泰山和昆侖山，具有”三山夾兩盆”的地貌特征。因高山攔阻高空水汽，山區(qū)降水較多，加之高山長年積雪形成“固體冰川水庫”的調(diào)節(jié)，形成了570多條大小河流以及博斯騰湖、烏倫古湖、艾比湖等大小不等的100多個湖泊。

新疆遠離海洋氣候，干旱少雨，蒸發(fā)強烈，降水大于100mm區(qū)域有部分荒漠植被生長，其他區(qū)域多為沙漠和荒漠戈壁，形成干旱區(qū)典型的荒漠生態(tài)系統(tǒng)；傍河、湖而生的天然植被，多分布于地下水位較高的河道漫灘、低階地、湖濱及低洼地，依靠洪水漫溢或地下水維持生命，沿河形成寬窄不一的由喬木、灌木、草本等植被構成的綠色群落帶。這些大小不等、相互分隔的近800個綠洲，形成了新疆獨特的天然綠洲生態(tài)系統(tǒng)。有水則綠洲，無水則沙漠的水生態(tài)環(huán)境，對新疆經(jīng)濟社會發(fā)展、穩(wěn)定和安全作用重大。

1生態(tài)水環(huán)境狀況

新疆水生態(tài)環(huán)境惡化，主要是人為墾荒造田等活動所致。1950~2006年間灌溉面積增加4.5倍之多，約370萬公頃草地被開墾；引用水由160億立方米增至508億立方米，增加3.2倍；灌溉渠道由6km劇增近36萬千米。大規(guī)模水土開發(fā)使河流下泄水量劇減，河流湖泊萎縮，濕地減少，水土流失、草地退化沙化、耕地次生鹽堿化等狀態(tài)不斷加重：塔里木河三源流阿克蘇河、葉爾羌河、和田河進入干流的水量在20世紀60年代為51.8億立方米，20世紀90年代減少到42億立方米；干流來水減少導致下游河道斷流，1972~2000年，塔里木河大西海子以下河道斷流長達28年，下游的尾閭臺特瑪湖于1972年干涸。

摘要：根據(jù)國內(nèi)外不同學者對生態(tài)環(huán)境需水量的研究資料，歸納分析了國內(nèi)和國外對生態(tài)環(huán)境需水量概念的認識和計算方法。

關鍵詞：生態(tài)環(huán)境需水量；計算；研究

1國外研究動態(tài)

早期的研究是關于河道枯水流量(Low-flow)的研究，這個時期主要是為了滿足河流的航運功能對枯水流量進行研究。隨后，由于河流污染問題的出現(xiàn)，開始對最小可接受流量(minimumacceptableflows，MAFLs)進行研究，其最小可接受流量除了滿足航運功能外，還要滿足排水納污功能。隨著河流受人為因素影響和控制的加強，河流生態(tài)系統(tǒng)結構和功能遭到破壞，生態(tài)可接受流量范圍(ecologyacceptableflowregime，EAFR)的研究逐漸展開，其主要是為了恢復河流生態(tài)系統(tǒng)功能，為滿足不同的環(huán)境要求而進行生態(tài)可接受流量范圍的研究。

目前，國際上對河流的生態(tài)環(huán)境需水量使用較為廣泛、通用的概念是枯水流量。近10年來，為了促進水文水資源研究，國際之間加強了合作，其中包括對河道枯水流量的研究，如FREND(FlowReg-imesfromExperimentalandNetData)行動計劃，第一個行動計劃由水文組織(instituteofHydrology(UK))倡導，并為1985—1988年的國際水文計劃方案Ⅲ(UNESOInternationalHydrologicalProgramme-Ⅲ)做了部分工作。這個組織包括13個歐洲國家，主要是應用國家水流量(水文)數(shù)據(jù)庫及不同的研究方法，預測河流的洪、枯水流量，分析和研究了歐洲西北部1350條河流的的枯水流量狀況。研究集中在應用水力學參數(shù)研究枯水流量與流域河床組成特性之間的關系，以及研究不同頻率不同時段年均流量(mean)與最小流量(annualminima)和枯水流量(low-flow)之間的聯(lián)系等，第1個歐洲FREND行動計劃采用了西歐國家網(wǎng)絡提供的精確的日流量和相應的流域資料數(shù)據(jù)庫。隨后，F(xiàn)REND行動計劃開始向橫向(包括東歐國家)和縱向(擴大到大尺度問題、方法問題、枯水流量和洪水流量條件下流域土地利用的變化，水質等問題的研究)的研究方向發(fā)展，其研究的深度和廣度不斷擴大。

目前，F(xiàn)REND組織很快擴展到歐洲及世界其他許多地區(qū)和國家，如西非、中非、北非、地中海地區(qū)及中亞地區(qū)，印度及南亞地區(qū)等，最近正在進行的FREND行動計劃將其研究成果概括在FREND報告中，最新成果有：北歐地區(qū)枯水流量和干旱研究；南非區(qū)域水資源和干旱評估方法研究；西非、中非地區(qū)雨量減少對枯水流量長期影響研究；枯水流量時間系列與斷流分析；地域性生態(tài)水文學理論和水資源統(tǒng)一管理的論述等。總之，國際上在水資源領域的合作使得先進的研究技術和手段應用到更多的具有水文數(shù)據(jù)庫的國家和地區(qū)，特別是在流域枯水流量的研究方面，顯得更為突出。

1研究生態(tài)環(huán)境用水的目的和意義

水是生命之源，萬物之本。陸地水文過程與生態(tài)環(huán)境變化相互作用、相互影響。生態(tài)環(huán)境質量直接關系到區(qū)域水文狀況與水文環(huán)境的好壞，而區(qū)域水文情勢則對生態(tài)平衡起到重要的調(diào)節(jié)作用。長期以來，在水資源開發(fā)利用中往往沒有考慮生態(tài)環(huán)境保護和改善的水資源分配問題，致使一些地區(qū)的生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)退化，表現(xiàn)出類似上述的各類自然生態(tài)問題。為根治這些生態(tài)環(huán)境問題，實現(xiàn)我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展，國務院制定并了《全國生態(tài)環(huán)境建設規(guī)劃》。隨著我國生態(tài)環(huán)境建設的開展，生態(tài)環(huán)境用水問題將越來越突出，研究我國生態(tài)環(huán)境用水，對于實現(xiàn)我國水資源區(qū)域間、部門間的合理配置和可持續(xù)發(fā)展利用具有十分重要的意義。

2生態(tài)環(huán)境用水的計算方法

計算時需考慮的幾個指標：①河流流量指標：一般情況下，河道內(nèi)應保證60％的水質達標水量，流量減少會直接影響其生態(tài)功能。人類為維持生活、生產(chǎn)和生態(tài)的河道外用水，一般不應超過河流徑流量的40％；②湖泊的面積與水量：城市水體面積的比率直接關系到城市空氣的濕度和溫度，是城市生態(tài)的重要指標。采用河湖占城區(qū)面積比來反映城市水生態(tài)狀況；③濕地指標：濕地面積比率反映了濕地影響的大小。以濕地面積、濕地水體面積和濕地比率作為衡量濕地狀況的指標；④地下水指標：地下水位直接反映了地下水儲量，如果地下水位很低，不僅不能補給地表水，而且濕地和河流就很難蓄住水，地表植被也難以生長。抽取地下水后，地下水位應不低于保持原植被的水平，更不能造成地面沉降；⑤水質指標：水質狀況決定了水體發(fā)揮什么樣的功能和發(fā)揮功能的大小，污水危害生物的生存，降低水的生態(tài)功能。水體水質是反映水體好壞的定量體現(xiàn)；COD是水污染的主要污染物，是實現(xiàn)“總量控制”的重要指標；污水處理率反映了污水治理的程度，決定著進入水體污染物的總量。流域排污總量，應在河流徑流量的1/40以內(nèi)，以達到自然稀釋，超標的一定要達標排放。

3濕地生態(tài)環(huán)境用水

濕地與人類的生存、繁衍、發(fā)展息息相關，但關于濕地生態(tài)環(huán)境用水的核算，還沒有具體可行的方法。目前關于濕地生態(tài)環(huán)境用水量的核算，大多參照河流生態(tài)環(huán)境用水進行核算。如濕地基本生態(tài)環(huán)境用水量，可采用濕地的陸面和水域蒸發(fā)量代替。

1．前言

安全是危害或災害的反義詞，它與危害（或災害）的風險緊密聯(lián)系。危害（或災害）的風險愈小，安全度就愈高，反之亦然。水安全問題通常指相對人類社會生存環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展過程中發(fā)生的水的危害問題。例如，水多了（發(fā)生洪水災害，導致人的財產(chǎn)損失，人口死亡問題）、水少了（發(fā)生干旱、水資源短缺以及引起的生態(tài)環(huán)境退化、人類生存環(huán)境損失）和水臟了（水污染導致的病害健康問題、人口死亡問題）。

中國是降水時空分配非常不均勻、“水“的問題十分突出的發(fā)展中國家。水多了（洪澇災害）、水少了（干旱、水資源短缺）和水臟了（水污染問題）業(yè)已成為制約中國可持續(xù)發(fā)展最為重要的限制因子，其緊急程度已經(jīng)危及人類基本環(huán)境和生存問題和國家發(fā)展利益的安全問題。

在水安全問題研究中，水資源安全問題是最為重要的一個方面[1]。水資源安全通常指水的供需矛盾產(chǎn)生對社會經(jīng)濟發(fā)展、人類生存環(huán)境的危害問題。20世紀末，不滿足可持續(xù)水資源利用的模式和環(huán)境問題導致嚴重的水資源安全問題，業(yè)已引起國際各國政府的高度重視。2000年3月，在荷蘭海牙(Hague)召開了“第二屆世界水論壇及部長級會議”。會議主題是：水的安全：從洞察到行動，全世界140多個國家首腦或部長，3000名科學家出席會議。21世紀水安全面臨7個主要挑戰(zhàn)[23]：

（1）滿足基本需求（meetingbasicneeds）

（2）保護生態(tài)（protectingecosystems）

1綏化市城區(qū)水資源基本情況

綏化市城區(qū)位于呼蘭河左岸崗阜狀臺地區(qū),是綏化市的政治、經(jīng)濟、文化中心和交通樞紐,境內(nèi)無天然河流,只有北側距城區(qū)14km的呼蘭河和南側距城區(qū)8km的泥河從西翼流過,現(xiàn)狀用水全部取自第四系中更新統(tǒng)下荒山組沖洪積砂礫石孔隙承壓水。經(jīng)計算,城市規(guī)劃區(qū)地下水多年平均總補給量為2768×104m3/a,可開采量為2629×104m3/a。

2005年城區(qū)共有各類開采井418眼,其中自來水公司開采井30眼,鐵路水電段開采井13眼,其它各種自備水源井375眼。地下水實際開采量為2910×104m3/a,其中自來水公司開采1860×104m3,鐵路水電段開采300×104m3,其它自備水源井開采750×104m3。2005年,城區(qū)供水工程年供水能力達2310×104m3,其中自來水公司年供水1440×104m3,鐵路水電段年供水能力260×104m3,其他自備水源井年供水能力610×104m3。2005年,城區(qū)總用水量為2450×104m3,其中城鎮(zhèn)居民生活用水量1420×104m3,占總用水量的58%;工業(yè)用水570×104m3,占總用水量的23%;其它用水460×104m3,占總用水量的11%。

從整體用水現(xiàn)狀來看,全市的城鎮(zhèn)居民生活用水量呈穩(wěn)定增長趨勢,工業(yè)用水緩慢增長,而近郊農(nóng)業(yè)用水呈逐步降低趨勢。

2“十二五”期間水資源需求預測

綏化市的水資源需求預測是根據(jù)綏化市經(jīng)濟與社會發(fā)展現(xiàn)狀與未來社會發(fā)展目標,堅持可持續(xù)發(fā)展思想,貫徹執(zhí)行"全面節(jié)流,適當開源,加強保護,強化管理"的方針,在充分考慮資源約束和節(jié)約資源等因素條件下,研究各規(guī)劃水平年生活、工業(yè)和其它部門對水的需求,考慮了經(jīng)濟發(fā)展、國民經(jīng)濟結構、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局、城市建設規(guī)模等諸多因素對需水量變化的影響。

摘要：針對水資源綜合規(guī)劃中涉及的水資源、水資源可利用量、水資源和水環(huán)境承載力、需水預測方法、生態(tài)環(huán)境需水量、水資源短缺、水資源合理配置、水資源配置一般原則等概念或方法的內(nèi)涵進行了分析，探討性地提出了這些概念或方法在實際使用過程中存在的不足和需要深入研究的主要內(nèi)容。

關鍵詞：水資源；水環(huán)境；規(guī)劃；可利用量；承載力；短缺；合理配置

2002年，水利部和國家發(fā)展與改革委員會頒發(fā)了<關于開展全國水資源綜合規(guī)劃編制工作的通知>，隨后又陸續(xù)了指導水資源綜合規(guī)劃的若干技術文件。這些文件對于指導水資源綜合規(guī)劃的順利開展具有重要意義。由于新時期國家治水思路和理念的改變，文件中出現(xiàn)了部分新名詞術語，部分原有名詞術語(或計算方法)也賦予了新的內(nèi)涵。在水資源綜合規(guī)劃的技術文件中，有一部分名詞術語比較模糊。本文根據(jù)國內(nèi)專家、學者的最新研究成果和水資源綜合規(guī)劃技術文件的規(guī)定，對他們的內(nèi)涵進行分析，對現(xiàn)行的確定方法提出個人看法，對需要深入研究的問題提出建議。

一、水資源

到目前為止，什么是水資源還沒有一個公認的非常嚴謹?shù)奈淖置枋觥?lt;大不列顛百科全書>中水資源定義為：自然界一切形態(tài)(液態(tài)固態(tài)和氣態(tài))的水都算水資源。直到1963年英國國會通過的<水資源法>中，改寫為“具有足夠數(shù)量的可用資源”。即自然界中水的特定部分。1988年聯(lián)合國教科文組織(IINEScO)和世界氣象組織(WMO)定義水資源是“作為資源的水應當是可供利用或可能被利用。具有足夠數(shù)量和可用質量，并且可適合對某地為水資源需求而能長期供應的水源”。

在我國，對水資源的理解也不盡相同。1991年<水科學進展>編輯部組織了一次筆談，就水資源的定義和內(nèi)涵進行了討論。最后認為：水資源是水體中的特有部分，即由大氣降水補給，具有一定數(shù)量和可供人類生產(chǎn)、生活直接利用，且年復一年的循環(huán)再生的淡水。

編者按：本論文主要從水資源；水資源可利用量；水資源和水環(huán)境承載力；生活和生產(chǎn)需水的預測方法;生態(tài)環(huán)境需水量;水資源短缺；水資源合理配置等進行講述，包括了水資源可利用量的影響因素有經(jīng)濟社會發(fā)展水平、科學技術進步情況、水污染狀況、定額法需要確定每一行業(yè)不同水平年的用水定額、發(fā)展規(guī)模、以及水的利用系數(shù)等，具體資料請見：

論文摘要：針對水資源綜合規(guī)劃中涉及的水資源、水資源可利用量、水資源和水環(huán)境承載力、需水預測方法、生態(tài)環(huán)境需水量、水資源短缺、水資源合理配置、水資源配置一般原則等概念或方法的內(nèi)涵進行了分析，探討性地提出了這些概念或方法在實際使用過程中存在的不足和需要深入研究的主要內(nèi)容。

論文關鍵詞：水資源；水環(huán)境；規(guī)劃；可利用量；承載力；短缺；合理配置

2002年，水利部和國家發(fā)展與改革委員會頒發(fā)了<關于開展全國水資源綜合規(guī)劃編制工作的通知>，隨后又陸續(xù)了指導水資源綜合規(guī)劃的若干技術文件。這些文件對于指導水資源綜合規(guī)劃的順利開展具有重要意義。由于新時期國家治水思路和理念的改變，文件中出現(xiàn)了部分新名詞術語，部分原有名詞術語(或計算方法)也賦予了新的內(nèi)涵。在水資源綜合規(guī)劃的技術文件中，有一部分名詞術語比較模糊。本文根據(jù)國內(nèi)專家、學者的最新研究成果和水資源綜合規(guī)劃技術文件的規(guī)定，對他們的內(nèi)涵進行分析，對現(xiàn)行的確定方法提出個人看法，對需要深入研究的問題提出建議。

1水資源

到目前為止，什么是水資源還沒有一個公認的非常嚴謹?shù)奈淖置枋觥?lt;大不列顛百科全書>中水資源定義為：自然界一切形態(tài)(液態(tài)固態(tài)和氣態(tài))的水都算水資源。直到1963年英國國會通過的<水資源法>中，改寫為“具有足夠數(shù)量的可用資源”。即自然界中水的特定部分。1988年聯(lián)合國教科文組織(IINEScO)和世界氣象組織(WMO)定義水資源是“作為資源的水應當是可供利用或可能被利用。具有足夠數(shù)量和可用質量，并且可適合對某地為水資源需求而能長期供應的水源”。

摘要：本文從農(nóng)作物生長過程所需要的適宜水量、氣候等因素入手分析探討，從而幫助灌水對策與灌溉制度的確定。

關鍵詞：灌區(qū)作物需水量灌溉制度

引言

北墅水庫位于萊西市南墅鎮(zhèn)北墅村北，興建在大沽河系的小沽河上游，1970年4月動工興建，1974年10月竣工蓄水，流域面積301平方公里。水庫多年平均來水量為5680萬立方米。興利庫容為2237萬立方米，總庫容5010萬立方米。水庫現(xiàn)已達到三百年設計，千年校核的防洪標準。

北墅水庫灌區(qū)控制南墅、日莊、牛溪埠、武備四個鎮(zhèn)辦土地。渠系工程共有干渠一條，長23.6公里；支渠14條，總長67公里。設計渠首流量5.7m3/s，設計灌溉面積5.7萬畝，有效灌溉面積5.0萬畝，歷史上達到最大灌溉面積4.71萬畝（1981年），目前實際達到的灌溉面積為5萬畝。干、支渠建筑物1514座，其中干渠建筑物670座，支渠844座。

灌區(qū)內(nèi)地形分為低崗丘陵、河流沖積平原、平泊洼地三部分，面積約各占三分之一。北墅灌區(qū)屬典型暖溫帶、半濕潤大陸性季風氣候，多年平均氣溫為11.30C，最高氣溫37.50C，最低氣溫-210C。多年平均日照時數(shù)為2825.9小時。多年平均降水量為745毫米，年內(nèi)降雨分布不均，降雨年際變化大。