建设项目水资源论证中生态环境需水量的分析与计算

万晓东 张寒露

【摘要】生态环境需水量是指为维持生态与环境功能和进行生态环境建设所必需的最小需水量，对经济社会和环境的和谐发展具有重要意义。本文结合《许昌市东区水系治理及补源工程建设项目水资源论证报告》，阐述了生态环境需水量的分类及其计算方法简介，说明了从维护水生态环境的天然结构与功能的目标出发，在建设项目水资源论证中要重视对生态环境需水量的分析计算。

【关健词】建设项目；生态需水；水资源论证；计算方法

建设项目水资源论证，主要是从取水、用水、退水及其影响等方面，对建设项目取用水全过程进行分析计算，对建设项目用水的可行性、合理性以及对周围环境的作用、对其他用水户的影响等诸多因素进行分析，最终提出建设项目用水的水量、水质、工艺流程、排污等一系列方案，作为取水（预）许可申请的技术依据。本文将根据国内外的有关理论方法，结合水资源论证实践，对生态环境需水量的分析和计算进行初步探讨。

1、生态环境需水的基本概念

对于生态环境需水的研究有不同的途径与观点，目前还没有形成一个系统、科学的理论体系，学者们对于生态环境需水的概念还不能达成一致。从总体上来看，多数人认为生态需水是水资源短缺地区为了维护生态系统的稳定和保持生态环境质量的最小水资源需求量。笔者认为生态环境需水是指为维持生态与环境功能和进行生态环境建设所必需的最小需水量。生态环境需水量是一个具有生态、环境和自然属性的概念，既反映了水生态系统的可持续性、水环境系统承受和恢复能力，又反映了水生态系统能维持社会发展的能力，其数量值是动态的，取决于自然水体功能、水资源数量、质量和时空分布特征及开发利用深度、排污、社会发展和技术水平、人类认识水平和社会文明进步等诸多因素。

2、生态环境需水量的计算方法

2.1河道内生态需水量

主要分析计算方法有：

1）、标准流量设定法：常用方法有Tennant法、90%保证率最枯月平均流量法（也称7Q10法）等。在《许昌市东区水系治理及补源工程建设项目水资源论证报告》北汝河生态需水量的计算就采用90%保证率最枯月平均流量法。

2）、水生生物栖息地法：最为典型的核算方法是美国的河道湿周法和R2CROSS法，以及20世纪70年代末和80年代初出现的河道内流量增加法、CASIMIR法。

3）、功能设定法：可分为污染物稀释净化需水量，根据不同水文年设定保证率的时段平均流量和入河污水排放量确定，适于各种河流；输沙、入海水量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，主要适用于大江大河等。

4）、水量补充法：包括根据蒸发、渗漏及水质要求计算河道补充水量等。

5）、曲线相关法：包括流量变化曲线法，适用于平均流量季节变化明显的河流，其方法有TWL法和UT法河道水流蒸发量；污染物与流量关系曲线法等。

2.2河道外生态需水

河道外生态需水主要是指除农业生产之外的生态植被需水，包括天然植被和人工植被。河道外生态需水由植被腾发需水量、植被生长制造有机物需水量和植被最小土壤含水定额组成。

1）、植被腾发需水量

植被腾发量mp可以通过下式进行计算：

式中：Kc为作物系数，随植物种类、同一种植物所处的生长发育阶段、生长季节不同而具有不同的数值，一般是通过试验取得，全生育期平均为0.6-1.2，裸地为0.4-0.6；ETo为参考植被需水量，可以利用公式进行计算。植被需水量还可以通过植被蒸腾与潜水位之间的关系模型进行计算。

2）、植被生长制造有机物需水量

根据植被的耗水机理，植被自身的含水量和植被蒸散量的比例大致为1：99，故植被生长制造有机物需水量Wu：

3）.植被土壤需水量

植被土壤需水量Ws为能够维持植被目标生存和生长状况所需要的最小土壤含水量，可以利用式（4）进行计算。

2.3环境景观需水量

环境景观需水量主要包括景观需水、绿地需水、河湖补水等。

1）、绿地需水：可采用绿化灌溉需水或绿地植被蒸散发需水量等途径来计算。前者由城市绿地平均需水定额与绿地总面积得到总需水量，该法应用较普遍，在《许昌市东区水系治理及补源工程建设项目水资源论证报告》中就采用该法计算城市绿地需水量。后者采用人均绿地定额法或城市绿化覆盖率法得到。

2）、河湖补水：可采用水面蒸发需水量法、换水需水量法、河道输水损失量法、渗漏需水量法、水体自身存在的需水量法、河道基流量法等，这几种方法可参考文献1根据情况分别选用，在《许昌市东区水系治理及补源工程建设项目水资源论证报告》中就根据城市换水次数，分别采用了分别采用了水面蒸发需水量法、换水需水量法、河道输水损失量法、渗漏需水量法、河道基流量法等。

3）、景观需水：休闲娱乐、旅游等需水量，重点计算特殊湿地区用于该项的需水量。其计算模型可表示为：

式中：QT为娱乐休闲需水量，Q为时间t生物栖息地需水量，常计算湿地水体水量，与野生生物栖息地需水量一致。

3、结论

建设项目水资源论证中生态需水问题不但要从计算方法上，而且还要从评价指标體系上、需水阈值上进行系统化研究，为管理决策提供具有操作性的方案和准则。当然，应该在保障自然生态功能和人与自然和谐的前提下，最大程度地降低生态环境需水量，增加可利用水量的途径和措施。