⑴ （三）流域生态环境需水量综合分析
美国第二次全国水资源评价中，在估计每一个水资源分区内鱼类及野生生物用水量时，以分区河流出流点的月流量状况作为判断，提出了下列评判标准：
1）河道内径流为多年平均流量的60%（即40%为河道外耗水），这是为大多数水生动物在主要生长期提供优良的栖息条件所推荐的基本径流量。
2）河道内径流为多年平均值的30%，这是保持大多数水生动物有较好的栖息条件所推荐的基本径流量。
3）河道内流量为多年平均流量的10%，这是保持大多数水生动物短时间生存条件所推荐的最低瞬时流量。
从各方面综合考虑，可以认为，按照Q90法的结果流量是维持河道内生态环境长期基本需求的“最小流量”；按照Tennant法或湿周法的结果流量是维持河道内生态环境长期较好需求的“适宜流量”；多年平均流量的60%流量是维持河道内生态环境长期优良需求的“理想流量”。此外在多年平均流量的10%的条件下，可以在短期内维持河道内水生生物和生态系统的基本需求。对于调水工程来说，五个断面位于夹河的下游。在河流的上游地区，由于距离取水点较近，且流量一般相对不大，考虑到调水的需要，在此采用Q90法的计算结果为推荐流量，这一流量是维持河道内水生生物和生态系统基本条件的极限流量。此外在枯水季节，河道内的流量可以短时间放低，取多年平均流量的10%作为在枯水季节河道内生态环境需水的短期流量。
⑵ 流域的生态环境需水量计算
生态需水与环境需水虽相互联系，但有不同，前者偏重于自然方面，后者侧重污染与水环境容量[1]。流域生态环境需水量主要分为河道内需水与河道外需水两大部分。
（1）河道内的生态用水可从河流功能的各方面来分项计算。包括：
——河道基流。根据多年最小径流Rmin与多年平均最小月径流Rmin,a，确定求取Rmin/Rmin,av=α，在只有多年月系列的情况下，河道生态最小基流量用a确定。
——冲沙水量（Rsid）。从河流多年流量与泥沙系列中选择实测大断面与相应的流量、泥沙进行定量。
——河道环境需水量。主要是保持河流水环境容量的需水量，可参照以下方法计算：①Tennant法；②月流量保证率设定计算；③100%保证率最小月流量等方法。
——与河流相连接的湖泊、湿地的生态需水量。前者用设定水位来计算，后者由湿地水量平衡来确定。
——河流生物需水量。综合考虑水量与水质。简单的方法采用历史资料鉴别。
——城市生态环境需水量。主要是绿化植被的需水量。面积按城市规划计算。
（2）河道外的生态用水。从河道引出的水量，主要是生活与生产用水，过去并未专门提供生态用水的计算，但是河流中的水量来自河道外的流域面积。流域内的土地覆盖与土地利用实际要影响汇入河道中的水量。主要是绿化——林草、农田及水土保持（含少量的雨水利用）需用（耗）的水量，可按生态环境保护的规划（规划部门提供）分别在计算河道内、外各种生态系统环境需水的基础上进行汇总。
文献[4]综合不同学者的观点，认为生态需水量是生态系统中客观存在的水量，是水资源的一部分，它是一个时间变量，随生态系统的发展而动态变化；生态用水量具有一定的目标性，它是一个空间变量，根据不同需求，可将生态用水量划分为最大、最小和适宜生态用水量。文中阐述了生态需水量估算的理论基础和方法，并指出：对于流域而言，生态需水的计算分河道内和河道外。河道外的生态需水量应首次选定天然植被并进行本底分区，然后由区域天然植被生长的年降水量、气温及热量平衡资料结合区域水量平衡算出植被的需水量（文献[1]中也引用了国外Baird等的不同植被蒸腾量的确定与估算）。河道内按不同生态功能计算需水量。二者之和扣除重复才是整个流域的生态需水量。
王西琴等认为[2]，根据人类对水资源的利用和影响程度，可以将地表水资源利用划分为4个阶段：①未被人类利用阶段；②合理利用阶段；③极限利用阶段；④过度利用阶段。由此分析得出：①虽然地表水能被人类利用，但是有一个限度。国际上认为，地表水合理的开发利用率应为25%。考虑到我国北方地区水资源短缺的实际情况，其合理利用率为40%。只有低于合理的利用率，才能保证河流系统的稳定和平衡。②河道内必须留有足够的水量，以保证水体固有的生态和环境功能。③人类不能无节制地利用水资源和追求河道水体的功利性功能，而必须重视生态系统本身所需要的水，以保证水资源的良性循环，达到水资源的持续利用。
河流的功能有两个方面。一是功利性功能，如为生产、生活提供用水，为航运、水上娱乐、养殖等提供水域，对水力发电提供能源等；二是生态环境功能，如为水生生物提供生存环境，对污染物的稀释自净作用，保证河口地区生态系统稳定，以及输沙排盐、湿润空气、补充土壤含水等功能。根据上述分析，河道环境需水是指为保护和改善河流水体水质、为维持河流水沙平衡、水盐平衡及维持河口地区生态环境平衡所需要的水量。可以概括为河道基本环境需水、输沙需水及入海需水。三者之间有重合部分，其中基本环境需水包含于输沙需水和入海需水之中，输沙需水和入海需水既有重合部分，又有包含与被包含的关系，其主要决定于河流的主导功能。河道最小环境需水量是指为维系和保护河流的最基本环境功能不受破坏所必须在河道内保留的最小水量的阈值。河道生态需水是指维持水生生物正常生长及保护特殊生物和珍稀物种生存所需要的水量。如果以水资源开发利用阶段衡量，其相当于水资源利用的第二阶段河道内留有的水量。河道最小生态需水是指维系和保护河流的最基本生态功能不受破坏所必须在河道内保留的最小水量的阈值。如果以水资源开发利用阶段衡量，其相当于水资源利用的第三阶段河道内留有的水量。
事实上，生态、环境需水随着生态环境保护目标的不同而发生相应的变化。对生态环境功能的要求越高，则相应的生态需水量也越多，反之亦然。因此，生态（环境）需水不是一个定值。而最小生态（环境）需水是保证生态系统平衡所必须具有的最低阈值。因此，在一定阶段，如果对生态环境功能的要求不变，则最小生态（环境）需水应是一个定值。
⑶ 作物需水量如何估算
作物需水量就是作物生长发育过程中所需的水量，一般包括生理需水和生态需水两部分。生理需水是指作物生命过程中各项生理活动（蒸腾、光合作用和构成生物体系等）所需要的水分。生态需水是指给作物正常生长发育创造良好生活环境所需要的水分，如调节土壤温度、影响肥料分解、改善田间小气候等所需要的水分。由于上述各项需水量不好测定和计算，在生产实践中用作物的蒸腾量和颗间蒸发量来表示作物需水量，又叫腾发量。作物生长过程中可以从天然降雨和地下水获得一部分水分，差额部分就是需要灌溉的净水量。
⑷ 生态需水量需要哪些数据
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⑸ 生态环境需水量的定义
生态需水是生态系统达到某种生态水平或者维持某种生态系统平衡所需要的水量，或是发挥期望的生态功能所需要的水量，水量配置是合理的、可持续的。对于一个特定生态系统，其生态需水有一个阈值范围，具有上限值和下限值，超过上下限值都会导致生态系统的退化和破坏。
⑹ 关于生态及环境需水的概念
目前，对生态环境需水的概念尚无统一的定义，有些定义为生态需水，有些定义为环境需（用）水，有些定义为生态环境（需）用水，有些将生态需水与环境需水进行区分。文献[2]对此作了如下阐述：
Covich认为，生态需水就是保证恢复和维持生态系统健康发展所需的水量。Peter H Gleick提出了基本生态需水（basic ecological water requirement）的概念，即提供一定质量和一定数量的水给天然生境，以求最大程度地改变天然生态系统的过程，并保护物种多样性和生态整合性；同时应该考虑气候、季节变化等因素对生态需水的影响，认为基本生态需水应是在一定范围内可以变动的值，而不是一个固定的值。
杨振环、崔宗培、徐乾清等将环境用水的概念定义为：“改善水质、协调生态和美化环境的用水”。汤奇成界定了干旱区的生态环境用水量概念，认为生态环境用水，一是指对一些重要（对绿洲经济的持续发展和对周围生态环境起重要作用）的湖泊进行补水，不主张对干旱区所有萎缩和干涸的湖泊进行补水，如罗布泊、台特马湖等；二是人工造林及人工草场的用水量，以土地沙漠化的面积不再扩大为原则。贾宝全等认为，生态用水就是环境用水或生态环境用水，并给出了干旱区生态用水的粗略概念：在干旱区内，凡是对绿洲景观的生存与发展及环境质量维护与改善起支撑作用的系统所消耗的水分，称之为生态用水。谢新民等认为：所谓生态需水量是指为解决生态问题（如保护湖泊、湿地、水生生物、生态防护等）所需要的水量。刘昌明根据水资源开发利用与生态用水的关系，提出了“四大平衡”的原理，即水分能量平衡、水盐平衡、水沙平衡与水量平衡（含水资源供需平衡）。钱正英等认为；“从广义上讲，维持全球生物地理生态系统水分平衡所需要的水，包括水热平衡、生物平衡、水沙平衡、水盐平衡等所需要的水都是生态环境用水”，“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”，其狭义概念的实质是生态环境建设用水。根据狭义观点，钱正英等从保护和恢复内陆河下游的天然植被及生态环境、水土保持和水保范围之外的林草植被建设、维持河流水沙平衡及湿地水域等生态环境的基流、回补黄淮海平原及其他地方的超采地下水等方面，估算了全国的生态用水，认为全国的生态用水低限应为800×108～1000×108m3。
综上所述，应该看到，生态需水和环境需水是有区别的：
（1）环境需水是指为保护和改善人类居住环境及其水环境所需要的水量。主要有下列几个方面：①改善用水水质。对于河流，应保证枯水期的最小流量，使其保证河流最基本的环境功能，达到一定的污径比，以改善水质。对于湖泊，主要是加强受污染水体的水量交换，提高水体自净能力和降低单位容积的纳污量，以达到湖泊功能要求和水质标准。②协调生态环境。为维持水沙平衡、水盐平衡及维护河口地区生态环境，需要保持一定的下泻水量或入海水量。③回补地下水。为遏制超采地下水所引起的地质环境问题，需要一定的回灌用水。④美化环境。主要指城市净化、绿化及公园湖泊等用水。
（2）生态需水是指维持生态系统中具有生命的生物物体水分平衡所需要的水量。主要有下列几个方面：①维护天然植被所需要的水量，如森林、草地、湿地、荒漠植被等；②水土保持及水保范围之外的林草植被建设所需要的水量，如绿洲、生态防护林等；③保护水生生物所需要的水量，如维持湖泊、河流中鱼类、浮游植物等生存的用水。
文献[3]主张“生态用水”概念，并定义为“在一定区域，支撑生态系统完整性所需用的水量”，同时指出，在操作时应根据研究区具体情况，划分生态系统类型，进而划分生态用水类型与范围，针对每一生态用水计算区进行计算，再汇总。显然，这里的完整性包含了环境的含义在内。文献中列举了生态用水计算模型和生态用水定额的确定方法，描述了生态用水量与水资源量的关系以及水资源配置中如何考虑生态水的建议。
笔者认为，“环境”与“生态”有交互重叠的部分，但只用“生态需（用）水”或只用“环境需（用）水”都难以完全涵盖用以自然生态系统中的水需用量。因此，采用“生态环境需水量”一词较为贴切。
⑺ （二）河道内生态环境需水量计算
河流在从源头流向河口的过程中，随着汇流面积的增大，一般水量也随之增大。即水量是汇水面积或河长的单调增函数。设定一个河道生态环境需水流量为Q（P），即可在河流上找到一个断面，且断面以下的河道水量一般能满足Q≥Q（P）。因此，任何一条或一段河流只需选择一个断面进行生态环境流量的计算即可。对较大的河流或沿程水量、水功能差异悬殊的河流，则可以分段计算。
因为大沽夹河源短流急，流域位于山东半岛，处于东经120°50′～121°20′、北纬37°00′～37°40′之间。所以，只取一个断面即可。根据引水入河工程取水点的影响范围的实际情况，这里取夹河福山站断面水文站进行计算。计算结果见表8-9。
表8-9 大沽夹河下游各断面生态环境需水量计算结果 单位：m3/s
对于本次研究的河流，基本属于有水文站点的季节性河流。
推荐的基流分为汛期和非汛期，其中汛期为4～10月，非汛期为10月～次年3月。
汛期总流量（3.81＋96.0＋53.3＋22.6）×31＝5447.01m3/s
5447.01×40%＝2178.704m3/s
非汛期总流量（4.48＋1.16）×31＝174.84m3/s
174.84×20%＝34.968m3/s
全年5447.01＋174.84＝5621.85m3/s
5621.85×30%＝1686.555m3/s
⑻ 算生态需水的tennant法
Tennant法也称为蒙大拿法（Montana method），是Tennant，D.L等人于1976年提出。他们在1964-1974年对美国蒙大拿、怀俄明及内布拉斯加的11条河流进行了野外研究。通过分析地域、断面和流量变化对渔业的影响，建立了河宽、水深、流速等鱼类栖息地参数与流量之间的关系。多年平均天然径流量的10%是保持河流生态系统健康的最小流量，多年平均天然径流量的30%能为大多数水生生物提供较好的栖息地条件