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文档简介

根据国家有关法律法规和建设资源节约型、环境友好型社会的要求,为指导水利规划和水工程设计中的生态与环境保护技术工作,我院针对水工程规划设计工作中存在的突出问题,在水利部公益性科研项目水工程规划设计标准中关键生态指标体系研究与应用等研究成果和工程实践基础上,提出了水工程规划设计生态指标体系与应用指导意见(以下简称指导意见,见附件),现予印发。请各单位在应用指导意见的过程中认真总结经验,并将应用中的有关问题和建议及时反馈我院,以利进一步修改完善。指导意见由我院负责解释。联系电话4031传 真子信箱:6附件:水工程规划设计生态指标体系与应用指导意见陈雷部长指出,“水是基础性自然资源和战略性经济资源,是生态和环境的控制性因素”。水利作为经济社会发展的重要基础设施和生态文明建设的重要基础支撑,在全面建设小康社会、保障及改善民生、保护生态环境中肩负着十分重要的职责。水工程是河流功能开发的主要手段,也是影响河湖水生态的主要动因。为贯彻落实科学发展观,践行可持续发展治水新思路,发展民生水利,以水资源的可持续利用保障经济社会的可持续发展,必须更新水工程规划设计理念,统筹江河流域开发与保护间关系,建立生态环境友好的水工程建设体系,通过流域的综合治理与管理,使流域水系的资源功能、环境功能、生态功能得到均衡地发挥。目前,我国水工程规划设计的生态保护标准及规范体系尚不健全,现有的技术标准和规范中缺乏完整、具体的生态安全保障条款,造成水利规划、水工程设计中缺乏具体的技术要求和依据。鉴此,我院在水利部公益性科研项目水工程规划设计标准中关键生态指标体系研究与应用等相关研究基础上,总结我国水工程规划设计工程实践和经验,提出了水工程规划设计生态指标与应用指导意见,以指导当前的水工程规划设计工作,并为进一步制定、完善相关标准规范,构建生态友好的水工程规划设计体系奠定基础。由于生态问题的复杂性和目前技术水平的局限性,指导意见还有诸多不足之处,需结合水工程规划设计和区域具体情况,在大量监测、评估、研究基础上进一步修改完善。希各单位在应用过程中及时发现问题,总结经验,反馈意见,以利修订。1 水工程规划设计生态指标体系水工程规划设计生态指标体系构建面向水工程规划设计实际,结合水工程规划设计阶段划分和类型,考虑不同的尺度效应。指标体系结构框架见图1-1所示。图中纵轴表征生态属性、要素、指标,横轴表征水工程规划设计的不同阶段和类型,纵横轴交叉点为生态指标与工程类型结合判断的指标敏感性和空间尺度特征。图1-1 指标体系结构框架图纵轴依次分为属性层、要素层和指标层,其中属性层反映流域生态系统的基本特征,分为水文水资源、水环境、河湖地貌、生物及栖息地、社会环境等五类。每一属性层包含具体的生态要素,如水文水资源包含地表水、地下水和生态水文三个生态要素;针对每一生态要素,按照指标需具有科学性、代表性、独立性、实用性的原则,提出一个或多个关键生态指标进行描述。横轴表征水工程规划设计的不同阶段和类型,分为规划阶段和设计阶段,其中水利规划包括流域综合规划、水资源开发利用类规划、防洪规划、水电开发规划等主要类型,水工程设计类型主要包括枢纽工程、灌排工程、航道/河道整治工程、护岸/堤防工程、供水/调水工程、水土保持/生态修复工程、蓄滞洪区建设工程以及围垦工程等。纵横轴交叉点表征各类水工程规划设计对应的生态指标的敏感性及其空间尺度特征。水工程规划设计生态指标体系总表见表1-1。表1-1 水工程规划设计生态指标体系总表属性层要素层指标层(关键生态指标)规划(归类)工程设计流域综合规划水资源开发利用类规划防洪规划水电开发规划枢纽工程灌区工程航道及河道整治工程护岸及堤防工程供水、调水工程水土保持与水生态修复工程蓄滞洪区建设工程围垦工程水文水资源水资源量水资源可利用量Cwr-1BB B地表水过程年径流变差系数变化率Cwr-2CCRRR径流年内分配偏差C wr-3CRRRB地下水状况地下水埋深C wr-4BBBCBB地下水开采系数C wr-5BBBBB生态水文生态基流C wr-6CCCRRRR敏感生态需水C wr-7CCCCC水环境水质水功能区水质达标率Ce-1BBBC湖库富营养化指数C e-2BBRRR污染物入河控制量C e-3BBRB纳污能力C e-4BB水温下泄水温C e-5RR水温恢复距离C e-6RR河湖地貌河流特征弯曲率C l-1CCCC连通性纵向连通性C l-2BBBCCC横向连通性C l-3BBCRRRRC垂向透水性C l-4CRRRC稳定性岸坡稳定性C l-5CRRR河床稳定性C l-6CCRRR生物及栖息地生物多样性鱼类物种多样性Cb-1BBCBCCCRRR植物物种多样性C b-2BBCCCRCCR珍稀水生生物存活状况C b-3BBCBCCRCRCCR外来物种威胁程度C b-4BR植被特征植被覆盖率C b-5RBCBR净初级生产力C b-6BRBB水土流失土壤侵蚀强度C b-7RRRRBBR生态敏感区保护区影响程度C b-8BCRRRRCR生态需水满足程度C b-9BBCRCR鱼类栖息地鱼类生境状况C b-10BBBCBCCRRRCR社会环境移民(居民)生活状况移民(居民)人均年纯收入CS-1BCRBRBB人群健康传播阻断率CS-2CCRRRC流域开发强度水资源开发利用率CS-3BB水能生态安全开发利用率CS-4BBC节水水平灌溉水利用系数CS-5BBRR单位工业增加值用水量CS-6B景观景观舒适度CS-7RRRCR说明:1、表中空白格表示其对应的规划或工程设计类型与对应的指标敏感性较低,此时该类规划或设计一般不需分析评价该指标。2、表格中的大写字母B、C、R表示该指标在该规划或工程设计类型中进行分析评价的尺度,B(Basin)表示该指标按照流域尺度进行分析评价,C(Corridor)表示按照河流廊道尺度的进行分析评价,R(Reach)表示按照局部河段尺度进行分析评价。2 指标释义及应用水工程规划设计生态指标总体分为两类,一类是状态指标,用于描述该生态要素在规划或工程实施前后的状态;一类是对比指标,用于直接计算该生态要素由于规划或工程实施引起的变化。以下说明各生态指标的定义及生态内涵、表达形式、计算分析方法及适用条件。2.1 水文水资源2.1.1 水资源可利用量Cwr-11、定义及内涵水资源可利用量是在保障流域生态安全和水资源可持续利用的前提下,一个流域或区域的当地水资源中,可供河道外经济社会系统开发利用消耗的最大水量(按不重复水量计算,即流域或区域的净耗水量加调出流域或区域的调水量)。水资源可利用量是一个流域或区域当地水资源开发利用的最大控制上限,即该流域或区域的水资源承载能力。水资源可利用量用以协调生态环境与经济社会活动用水的关系,控制流域水资源开发利用总体程度,是通过控制水资源开发利用程度保护河湖生态系统的关键指标,是实行严格的用水总量控制的基础和依据,即水资源开发利用的红线。2、指标表达水资源可利用量以满足生态环境需求和维持水资源可持续利用为前提,鉴此,确定水资源可利用量思路为:首先分析计算河道内生态环境需水量W生态,再从水资源总量W总中减去河道内生态环境需水量即为水资源可利用量:Cwr-1W总W生态W总=W地表W地下W重复其中W地表为地表水资源总量,W地下为浅层地下水资源可开采量,W重复为两者重复量,具体计算见水资源综合规划技术细则。为便于分析计算,可将河道内生态环境需水量分为生态环境基本需水量W基本和生态环境汛期需水量W汛期两部分,即W生态W基本+W汛期即Cwr-1W地表W地下W重复W基本W汛期以下说明生态环境需水量计算思路:(1)河道内生态环境基本需水量河道内生态环境基本需水量需考虑:维持河道基本生态功能的最小需水量(包括防止河道断流、维持河流自净能力、河道冲沙输沙以及维持河湖水生生物基本生存的水量);维持通河湖泊湿地生态功能的最小需水量(包括湖泊、沼泽地以及必要的地下水补给等需水);维系河口生态环境的最小需水量(包括冲淤补港、防潮压咸即河口生物保护需水等);维持河道重要景观的最小水量。以上各类需水是重叠的,即一水多用。在上述各项需水量计算基础上,逐月取外包值后再相加即为多年平均情况下的河道内生态环境基本需水量。(2)河道内生态环境汛期需水量汛期洪水及过程是河流及河口生态保护、河流形态维持、水生生物繁殖的重要条件,应根据河湖生态状况和流域水资源可持续利用需求进行综合分析,合理配置汛期洪水量。可参照Tennant法或敏感生态需水Cwr-7的计算方法和思路,经综合对比分析后,将一定比例的汛期水量作为河道内生态环境汛期需水量。3、应用说明流域综合规划、流域或区域水资源开发利用规划应分析水资源可利用量,指标适用尺度为流域尺度,适用于完整的流域及具有相当规模的区域,局部河段不宜评价该指标。目前,生态环境需水量的计算方法多样且不成熟,水资源可利用量的确定应根据我国不同地区水资源条件和生态环境状况的差异,从不同角度,运用多种方法进行综合分析,并注意完整的流域和局部区域在具体计算时的差别和联系。总体而言,我国水资源可利用率北方地区高于南方地区,一般地区高于生态环境敏感区域。北方水资源短缺地区水资源可利用量计算的主要控制因素是河道内生态环境需水量,南方水资源丰沛地区水资源可利用量的计算还需考虑人工对河川径流的调控能力。2.1.2 年径流变差系数变化率Cwr-21、定义及内涵年径流变差系数即水文统计分析中的Cv值,是年径流序列均方差与数学期望的比值,反映径流的年际变化特性,通常变差系数值越大,表明该地区径流的年际变化幅度越大,反之则变化幅度小。年径流变差系数变化率是工程建设前与工程建设后年径流变差系数的差值,反映工程对河川径流量年际变化过程的改变程度。水生态系统是水生生物长期演化过程与天然河道年径流过程相适应的产物,河流天然径流的变化过程与其水生态系统有着密切的关系,河流中水生生物种群生命周期的完成需要不同的水文过程,例如,大洪水过程不仅有利于泥沙输送,而且重新连接漫滩湿地与河道,为水生生物拓展了生存空间,也为滩区生物带来了养分;小流量过程,特别是在较大的河流中,可以为支流中的动物群落创造分布的条件,有利于维持物种在不同地区的数量;鱼类产卵繁殖需要特定的流量过程。四大家鱼繁殖期内,涨水的幅度和时长对四大家鱼产卵非常重要。水利工程改变了径流的年际、年内分配过程,因此在水工程规划设计中应考虑这种改变造成的生态影响,可用年径流变差系数变化率和下述的径流年内分配偏差反映这种改变。2、指标表达式中:为年径流量,为多年平均年径流量;n为统计年数;等式右侧两分式分别表示工程建设前、后的径流变差系数。3、应用说明当水工程建设涉及对径流量年际、年内过程敏感的水生态区域,且工程实施可能使径流量年际、年内过程发生明显变化时,应分析年径流变差系数变化率和径流年内分配偏差,为进一步的生态影响评价提供条件。经分析有关数据,推荐该指标的安全阈值见表2-1所示。表2-1 年径流变差系数变化率的阈值选取序号工程建设前年径流变差系数Cwr-2阈值10.0 - 0.20.0520.3 - 径流年内分配偏差Cwr-31、定义及内涵径流年内分配偏差指规划或工程实施后的月径流量与参照状况(多年平均)月径流量年内分配比例的差异程度,反映河川径流量多年平均情况下年内变化过程。2、指标表达可用下式表示水工程对年内水文过程的改变程度:式中:为第i月径流量多年平均值;为多年平均年径流量;i为1月,2月,12月;下标1表示工程建设前,下标2表示工程建设后。3、应用说明本指标应用条件同上。推荐径流年内分配偏差取值与生态干扰程度的分析表见表2-2所示。表2-2 径流年内分配偏差取值与生态干扰程度径流年内分配偏差状况分类10.0破坏性干扰2.1.4 地下水埋深Cwr-41、定义及内涵地下水埋深是指地表至浅层地下水水位之间的垂线距离。地下水埋深和毛管水最大上升高度决定了包气带垂直剖面的含水量分布,与植被生长状况深密切相关。地下水位上升引起次生土壤盐碱化、沼泽化;地下水位下降会造成表层土壤干燥,引起地表植被退化、土壤沙化及环境地质灾害等问题,维持合理的地下水埋深具有重要生态意义。2、指标表达地下水埋深主要通过观测井进行量测。为了保证土壤不产生盐碱化和作物不受盐害所要求保持的地下水最小埋藏深度,也称为地下水临界深度。植物开始发生永久凋萎时的土壤含水率称为凋萎系数,一般来说,凋萎系数与田间持水量之间的土壤水,属于有效水分。最大地下水埋藏深度所对应的土壤允许最小含水量应大于凋萎系数,地下水埋深的变化范围表示如下式: Z临界深度Cwr-4Z凋萎系数3、应用说明可能引起地下水水位变化的水资源利用、堤防、灌溉、排涝等规划和工程,应分析地下水埋深变化,指标尺度为流域或区域尺度,主要应用于工程影响的区域。我国北方地区根据土壤质地和地下水矿化度所采用的地下水临界深度取值见表2-3。表2-3 我国北方地区采用的地下水临界深度表 (单位:m)土壤质地地下水矿化度(g/L)砂壤壤土粘土有关干旱区研究中将1m以内地下水埋深定义为沼泽化水位、12m内地下水埋深定义为盐渍化水位、24m内地下水埋深定义为适宜生态水位、46m地下水埋深定义为对植物生长发育产生胁迫的地下水位(也称生态警戒水位)、地下水埋深大于6m定义为荒漠化水位。2.1.5 地下水开采系数Cwr-51、定义及内涵地下水开采系数是一定区域地下水的实际开采量与地下水可开采量(允许开采量)的比值。地表水和地下水的天然联系和相互交换对维护河流和流域的生态系统有着重要的意义,而维持这种联系和交换的前提是避免地下水量超采。地下水资源的开发和利用过程中,若地下水开采量超过允许开采量,将引起地下水水位持续下降,形成区域性的地下水开采漏斗,造成地表水和地下水之间联系和转换中断,河流径流量衰减。2、指标表达式中:为年均地下水开采系数,为地下水开发利用时期内年均地下水实际开采量(万m3 ),为年均地下水可开采量或允许开采量(万m3 )。可开采量可表示为(若在开采过程中,H为负值):地下水可开采量由三部分组成,一是侧向补给量,式中Qk表示区域侧向入流量,Qc表示区域侧向排泄量;二是垂向补给量W;三是开采过程中动用的储存量。为含水层的给水度,F为计算区的面积(m2),t为计算时段(最短应选一个水文年)。3、应用说明涉及地下水资源开发利用的规划和工程应分析地下水开采系数。该指标分析尺度为流域尺度。地下水开采系数评价标准可参照表2-4。表2-4 地下水开采系数指标评价标准指标名称评价标准()优良中差劣地下水开采系数1302.1.6 生态基流Cwr-61、定义及内涵 生态基流是指为维持河流基本形态和基本生态功能的河道内最小流量。河流基本生态功能主要为防止河道断流、避免河流水生生物群落遭受到无法恢复的破坏等。生态基流与河流生态系统的演进过程及水生生物的生活史阶段有关。河流水生生物的生长与水、热同期,在汛期及非汛期对水量的要求不同,因此生态基流有汛期和非汛期之分。由于汛期生态基流多能得到满足,通常生态基流指非汛期生态基流。北方缺水地区则要关注汛期生态基流是否满足。2、指标表达目前,有水文学法、水力学法、生境模拟法和整体法等多种生态基流分析计算方法,水文学法和水力学法运用较为普遍,其生态基流计算方法的表达及适用条件见表2-5。表2-5 生态基流指标表达序号方法方法类别指标表达适用条件及特点1Tennant法水文学法将多年平均流量的10-30%作为生态基流*适用于流量较大的河流;拥有长序列水文资料。方法简单快速290%保证率法水文学法百分之九十保证率最枯月平均流量适合水资源量小,且开发利用程度已经较高的河流;要求拥有长序列水文资料。3近十年最枯月流量法水文学法近十年最枯月平均流量与90%保证率法相同,均用于纳污能力计算4流量历时曲线法水文学法利用历史流量资料构建各月流量历时曲线,以90%保证率对应流量作为生态基流*简单快速,同时考虑了各个月份流量的差异。需分析至少20年的日均流量资料5湿周法水力学法湿周流量关系图中的拐点确定生态流量;当拐点不明显时,以某个湿周率相应的流量,作为生态流量。湿周率为50%时对应的流量可作为生态基流适合于宽浅矩形渠道和抛物线型断面,且河床形状稳定的河道,直接体现河流湿地及河谷林草需水。67Q10法水文学法90%保证率最枯连续7天的平均流量水资源量小,且开发利用程度已经较高的河流;拥有长序列水文资料Tennant法推荐流量见表2-6。表2-6 Tennant法推荐流量表栖息地等定性描述推荐的基流标准(年平均流量百分数)一般用水期(103月)鱼类产卵育幼期(49月)最大200200最佳流量6010060100极好4060非常好3050好2040开始退化的1030差或最小1010极差10103、应用说明(1)各种水利规划及工程设计必须满足河流生态基流要求。(2)由于我国各流域水资源状况差别较大,在基础数据满足的情况下,应采用尽可能多的方法计算生态基流,对比分析各计算结果,选择符合流域实际的方法和结果。我国南方河流,生态基流应不小于90%保证率最枯月平均流量和多年平均天然径流量的10%两者之间的大值,也可采用Tennant法取多年平均天然径流量的20-30%或以上。对北方地区,生态基流应分非汛期和汛期两个水期分别确定,一般情况下,非汛期生态基流应不低于多年平均天然径流量的10;汛期生态基流可按多年平均天然径流量20-30%。2.1.7 敏感生态需水Cwr-71、定义及内涵敏感生态需水是指维持河湖生态敏感区正常生态功能的需水量及过程;在多沙河流,要同时考虑输沙水量。敏感生态需水应分析生态敏感期,非敏感期主要考虑生态基流。(1)生态敏感区确定生态敏感区包括以下四类:具有重要保护意义的河流湿地(如公布的各级河流湿地保护区)及由河水为主要补给源的河谷林;河流直接连通的湖泊;河口;土著、特有、珍稀濒危等重要水生生物或者重要经济鱼类栖息地、“三场”分布区。(2)生态敏感期确定敏感期是指维持生态系统结构和功能的水量敏感期,如果在该时期内,生态系统不能得到足够的水量,将严重影响生态系统的结构和功能。敏感期确定主要考虑以下时期:主要组成植物的水分临界期;水生动物繁殖、索饵、越冬期;水-盐平衡、水-沙平衡控制期。类生态系统敏感期主要为丰水期的洪水过程;类生态系统以月均生态水量的形式给出;类生态需水以年生态需水的形式给出。类生态系统为重要水生生物的繁殖期。确定生态敏感期应综合分析上述时期,用外包或平均表征。2、指标表达敏感生态需水是上述四类需水量及过程的外包。各类需水计算见表2-7。(1)河流湿地及河谷林草生态需水(WW)河流湿地及河谷林草生态需水可用最小洪峰流量(qw)、丰水期天数(D)、必需的总洪水历时(d)表征。最小洪峰流量采用湿周法,采用湿周率为100%时的流量;敏感时段的总天数为该流域的丰水期天数;总洪水历时。计算采用公式4。(2)湖泊生态需水(WL)湖泊生态需水指入湖生态需水量及过程,其水量由湖区生态需水量和出湖生态需水量确定。对吞吐型湖泊,入湖生态需水量WL=湖区生态需水量+出湖生态需水量;闭口型湖泊入湖生态需水量WL=湖区生态需水量。湖泊生态需水量需逐月计算,单位为立方米。湖区生态需水量包含两部分:湖区生态蓄水变化量和湖区生态耗水量。前者采用最小生态水位法计算;后者采用水量平衡法计算。最小生态水位是湖泊能够维持基本生态功能的最低水位,表达式见公式1;最小水位法计算湖泊生态蓄水变化量表达式见公式2。水量平衡法计算湖区生态耗水量的表达式见公式3(表2-7)。出湖生态需水量计算:出湖生态需水量等于湖口下游生态需水敏感区的敏感生态需水量。计算范围由湖口至河口(干流)、汇入口(支流),采用综合计算方法,具体见后述。(3)河口生态需水(WM)现有的计算河口生态需水量的方法不统一,且比较复杂。推荐采用历史流量法,以干流50%保证率下的年入海水量的60-80%作为河口生态需水量。(4)重要水生生物生态需水(WB)重要水生生物的生态需水计算采用生境模拟法。将水文过程与水生生物生长阶段的结合,建立流速栖息地适宜度曲线,通过控制断面的流量流速关系计算该断面的适宜生态流量(qa)。确定两个变量:繁殖期总天数(D)及需要达到适宜生态流量的天数(d),计算可以采用公式5。(5)输沙需水量(W)输沙需水量指河道内处于冲淤平衡时的临界水量,计算见公式6。对于多沙河流,需根据规划不同水平年来水来沙状况和水工程运用不同阶段,确定可接受的冲淤比。表2-7 敏感生态需水计算公式序号表达式备注公式1Min为最小值函数;Zj为j月最小水位;Zij为水位数据序列中第i年j月天然月均水位公式2Wja为j月湖区生态蓄水量;Zj为维持j月湖泊生态系统各组成分和满足湖泊主要生态环境功能的最小月均水位;Z为现状水位;Sj为j月的水面面积公式3Wjb 为j月湖区生态耗水量;F(j)为月均水面面积(m2);E(j)为j月湖面蒸散发量(m);P(j)为j月湖面降水量(m);K为土壤渗透系数(无量纲);I为湖泊渗流坡度(无量纲)公式4Ww:敏感期河流湿地及河谷林草生态需水量;qw:最小洪峰流量;qb:生态基流;D:丰水期天数;d:必需的总洪水历时;W:输沙需水量,m3,在不考虑输沙水量的河流,此项为0;公式5Ww:敏感期重要水生生物生态需水量;qa:适宜生态流量;qb:生态基流;D:丰水期天数;d:需要达到适宜生态流量的天数;W:输沙需水量,m3,在不考虑输沙水量的河流,此项为0;公式6W:输沙需水量,m3; Ws:输沙量,亿t;Q:流量,m3/s;D:日数,天;Ws进为规划或工程影响范围上断面输沙量,t;Ws出为规划或工程影响范围下断面输沙量;公式7W总i :第i月规划或工程影响范围内总生态需水量;在qw和qa为0时,WWi和WBi也为0;WCW、WCB、WCL为生态需水敏感区至其计算断面之间的区间汇流公式8W总N :第i月规划或工程影响范围内全年总生态需水量;当影响范围内没有河口时,WM 为0。3、应用说明指标尺度为河流廊道尺度。与敏感生态需水相关的规划和工程及其分析影响范围见表2-8。表2-8 各类规划和工程的生态需水影响范围规划及工程分析范围水力发电规划规划中第一个梯级坝址断面至河口(干流)或汇入口(支流)枢纽工程坝址断面至下游相邻水库库尾断面;若下游无水库,则至河口(干流)或汇入口(支流)灌排工程引水口上游相邻控制断面至退水口下游相邻控制断面;若此区间有水库,则至枢纽工程库尾断面供、调水工程引水口处上游临近控制断面至区间汇流达到引、调水规模的40%处临近控制断面;若此区间有水库,则至库尾断面针对分析范围调查敏感生态区域及其敏感期,同时涉及两种以上生态需水敏感区时,分别计算该规划或工程控制断面的敏感生态需水量及过程,再采用公式7、8(表2-7)综合计算生态需水,公式7用于逐月敏感生态需水计算,公式8可计算全年总敏感生态需水量,取各需水过程线的外包线确定总的生态需水量及过程。2.2 水环境2.2.1 水功能区水质达标率Ce-11、定义及内涵水功能区水质达标率指规划范围或工程涉及范围内全部水功能区中水质达到其水质目标的水功能区个数(或河长、面积)的比例,宏观反映区域河湖水质满足水资源开发利用和生态环境保护要求的总体状况。2、指标表达流域或区域水功能区水质达标率的计算公式如下:Ce-1= D/Z式中:Ce-1为水功能区达标率(%);D为水质达标的一级、二级水功能区个数(河长、面积);Z为水功能区的总个数(总河长、总面积),总个数(总河长、总面积)为一级、二级水功能区的总和。水功能区划为分级、分类体系,也可根据需要进行分级、分类的水功能区水质达标率分析。3、应用说明流域综合规划、水资源规划、区域性工程规划应分析水功能区水质达标率。该指标分析尺度为流域尺度。2.2.2 湖库富营养化指数Ce-21、定义及内涵湖库营养化指数是反映湖泊、水库水体富营养化状况的指标,主要包括湖库水体透明度、氮磷含量及比值、溶解氧含量及其时空分布、藻类生物量及种类组成、初级生物生产力等指标。富营养化是水体中营养盐类和有机物质大量积累引起藻类和其他浮游生物异常增殖,导致水质恶化、景观破坏的现象,是湖泊、水库生态环境的主要威胁。2、指标表达(1)指数法(地表水资源评价技术规程):湖库营养状态评价包括总磷(TP)、总氮(TN)、叶绿素(chl)、高锰酸盐指数(CODMn)和透明度(SD)共5个项目。首先根据湖库营养状态评价标准表(表2-9),将参数浓度值转换为评分值,监测值处于表列值两者中间者可采用相邻点内插,得到评价项目的分值。然后根据各评价项目评分值采用下式计算营养状态指数。最后,对照表中的评分值分级标准,由平均评分值确定营养状态等级。式中:En为各评价项目赋分值,EI为营养状态指数,N为评价项目个数。根据营养状态EI对营养状态等级进行判别。营养状态评价分为贫营养、中营养、和富营养,富营养再分为轻度富营养、中度富营养和重度富营养。表2-9 湖库营养状态评价标准采用富营养化评价标准表营养状态评价项目赋分值总磷(mg/l)总氮(mg/l)叶绿素a(mg/l)高锰酸盐指数(mg/l)透明度(m)贫营养0EI20100.0010.020.00050.1510200.0040.050.0010.45中营养20EI50300.010.10.00213400.0250.30.00421.5500.050.50.0141富营养轻度富营养50EI60600.110.02680.5中度富营养60EI80700.220.064100.4800.660.16250.3重度富营养80EI100900.990.4400.21001.3161600.12(2)综合营养指数法(中国环境监测总站湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定)富营养化状况评价指标包括叶绿素a(chla)、总磷(TP)、总氮(TN)、透明度(SD)、高锰酸盐指数(CODMn),计算公式如下:式中:TLI()为综合营养状态指数;Wj为第j种参数的营养状态指数的相关权重;TLI(j)代表第j种参数的营养状态指数。3、应用说明水工程建设可能造成湖泊、水库及局部河段等水体流速缓慢、富营养化状况评价指标发生变化时应评价该指标。2.2.3 污染物入河控制量Ce-31、定义及内涵污染物入河控制量指允许进入水功能区的污染物最大量。污染物入河控制量以水功能区水体的纳污能力为依据,综合考虑当地技术经济条件和经济社会发展等因素确定。污染物入河控制量是维持水域良好水质的根本措施,是污染物排放入河的红线,也是制定陆域污染物源削减方案和实施总量控制的依据。2、指标表达水功能区污染物入河控制量,按以下情况确定:(1)污染物现状入河量小于纳污能力的水功能区(一般是经济欠发达、水资源丰沛、现状水质良好的地区),可根据实际情况采用小于纳污能力的入河量(如现状污染物入河量)作为入河控制量;(2)污染物现状入河量大于纳污能力的水功能区采用纳污能力作为入河控制量。3、应用说明污染物入河控制量是实施水功能区污染物入河排放控制的红线指标,是水资源综合规划、水资源保护规划的核心内容。指标为流域尺度指标。污染物入河控制量是以水功能区的纳污能力为依据的,纳污能力计算按水域纳污能力计算规程。目前已完成全国主要水功能区污染物入河控制量,有关成果见全国水资源综合规划及各流域综合规划(修编)。2.2.4 纳污能力变化率Ce-41、定义及内涵水域纳污能力是指在设计水文条件下,水功能区在满足其目标水质前提下所能容纳的某污染物的最大量。纳污能力是水体自净能力的体现,与水体流量、流态等有关,对水生态系统的自身“免疫”和良性循环具有重要作用,也是水生态系统的服务功能之一。2、指标表达水域纳污能力计算方法见水利行业标准水域纳污能力计算规程(SL348-2006)。3、应用说明纳污能力是污染物限排总量制定的依据,流域综合规划、水资源开发利用和保护规划应分析计算水域纳污能力。2.2.5 下泄水温Ce-51、定义及内涵下泄水温是指水工程建成后水库下泄水体的温度及其变化过程。下泄水温对下游水生生物生长繁殖及农作物正常生长具有重要的影响,为维持水生生物适宜生境和农作物正常生长,需控制适宜的水库下泄水温。2、指标表达下泄水温可直接采用水库下泄水取水口的水温,主要取决于水库水温分布和下泄方式及下泄口位置。下泄水温的计算主要与水库垂向水温算法有关,主要有经验法和模型法。具体可参照水利水电工程水温计算规程3、应用说明水库枢纽工程应分析水库水温结构和下泄水温,该指标为局部河段指标。地表水环境质量标准(GB3838-2002)中规定,人为造成环境水温变化应限制在:周平均最大温升1;周平均最大温降2。推荐下表下泄水温的阈值,作为无法通过生物学监测获得资料河流的水库下泄水温变幅评价标准(表2-10)。表2-10 下泄水温指标评价阈值指标名称阈值标准 (单位:摄氏度)优良中差劣下泄水温(变幅)0-2112,-2-424,-4-6-62.2.6 水温恢复距离Ce-61、定义及内涵水温恢复距离指水库下泄水温恢复到天然水温或满足下游敏感水体目标要求温度的水体流动长度。水温恢复距离在一定程度上决定了水工程对下游生境的影响区间。2、指标表达下泄水温沿程变化与下泄水温、流量以及沿程气象条件、河道特征、支流汇入情况等因素有关。可用以下经验公式表达:L=597.31-0.5631=0.22*10-3(1+0.31)0.5式中:Ce-5为水温恢复距离,m;Q为流量,m3/s;B为研究河段水面宽,m;为平衡水温,;为初始水温,;为研究河段天然水温,;C为水的比热,J/(kg.K);为水密度,g/m3;为大气压,Pa;b为常数,当温度为010时,b0.52;当温度为1030时,b1.13;L为气化潜热;为风速函数;为水面200cm处的风速,m/s。3、应用说明枢纽工程、灌排工程等需计算水库建设后下游河段的水温恢复距离,分析其对下游河段生态敏感目标及下游地区农业等的影响。指标尺度为河段尺度。2.3 河湖地貌2.3.1 弯曲率Cl-11、定义及内涵弯曲率是指沿河流中线两点间河流的实际长度与其直线距离的比值,是河流的弯曲程度的无量纲度量值。2、指标表达弯曲率的表达式为:Cl-1=L/D式中:L为河流中线两点间河流的实际长度;D为两点的直线距离。3、应用说明河道整治、堤防、枢纽、围垦等改变河流形态的水利规划及工程应分析该指标,适用于河流廊道尺度和河段尺度。弯曲率阈值确定可采用专家咨询法确定。2.3.2 纵向连通性Cl-21、定义及内涵纵向连通性是指河流生态要素在纵向空间的连通程度,反映水工程建设对河流纵向连通的干扰状况。河流纵向连通是其能量及营养物质的传递、鱼类等生物物种迁徙的基本条件。2、指标表达纵向连通性一般可根据河流中闸、坝等阻隔构筑物的数量来表述:Cl-2=N/L式中:Cl-2为河流纵向连续性指数;N为河流的闸、坝等断点或节点等障碍物数量;L为河流的长度。3、应用说明 适用于水电开发规划、防洪规划、水资源开发规划等。为流域尺度指标,主要对象为完整河流。推荐纵向连通性的评价阈值标准见表2-11。表2-11 纵向连通性指标阈值指标名称阈值标准 (单位:个/100km)优良中差劣纵向连通性 横向连通性Cl-31、定义及内涵横向连通性指河流生态要素在横向空间的连通程度,反映水工程建设对河流横向连通的干扰状况。河湖之间的水系连通、洪泛区周期性的洪水过程是水生态系统的水量、沉积物、有机物质、营养物质和生物体的交换、循环的重要环节,保持河流的横向连通对水生态系统循环意义重大。2、指标表达借鉴国内健康河流评价指标相关研究成果,横向连通性以具有连通性的水面个数占统计的水面总数之比表示,其数学表达式为:C l-3=A2/A1式中:C l-3为横向连通性指标;A2为具有连通性的水面个数;A1为统计的相关水面总数。3、应用说明横向连通性适用于河流廊道和河段尺度。适用于水资源开发规划、水土保持规划、防洪规划、水电开发规划以及供水、调水、灌排、河道整治、堤防、枢纽工程和围垦工程,适用于天然湿地面积的描述。具体评价步骤:首先调查规划或工程实施前,2年、5年、10年一遇洪水以及最大洪水情况下河流与湖泊及其他湿地水体的现状连通情况,计算横向连通性指标值C前,以其最小值和最大值作为横向连通性指标阈值区间;第二步,计算规划或工程实施后2年、5年、10年一遇洪水以及最大洪水情况下计算的横向连通性值C后,若C后值位于若C前值确定的区间内,则认为规划或工程建设后对横向连通性的影响可以接受。也可根据横向连通性指标计算值直接参照下表2-12评价。表2-12 横向连通性指标阈值指标名称阈值标准 (单位)优良中差劣横向连通性9010080906080406060123植被覆盖率(%)8050802050412345基质(类别)岩床,人工漂石(boulder),鹅卵石(cobble)粘土(clay)淤泥(silt)砂子(sand)砂砾(gravel)/砂子(sand)1345810各特征分值合计为岸坡稳定性取值,赋分4到7的岸坡可以认为稳定,赋分8到10的处于危险之中,赋分11到15的为不稳定,赋分16到22的为极不稳定。地

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