附錄A（資料性）生態(tài)流量計(jì)算方法河流生態(tài)流量計(jì)算方法包括水文學(xué)法、水力學(xué)法、棲息地法和整體法四類。河流生態(tài)流量計(jì)算參考方法見(jiàn)表A.1。表A.1河流生態(tài)流量計(jì)算參考方法表序號(hào)方法名稱方法分類數(shù)據(jù)需求適用河流類型1蒙大拿法（TennantMethods）水文學(xué)法長(zhǎng)序列（≥10年）天然年流量數(shù)據(jù)常流型河流、低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流2流量歷時(shí)曲線法（FlowDurationMethods）水文學(xué)法長(zhǎng)序列（≥30年）天然月流量數(shù)據(jù)常流型河流3RVA法（RangeofVaribilityApproach）水文學(xué)法長(zhǎng)序列（≥20年）天然日流量數(shù)據(jù)季節(jié)型河流、低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流4近10年最枯月平均流量（水位）法水文學(xué)法近10年實(shí)際月平均流量、月平均水位或徑流量常流型河流5水質(zhì)模型法水文學(xué)法水質(zhì)、流量數(shù)據(jù)具有水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)型河流6最小稀釋流量法水文學(xué)法水質(zhì)、流量數(shù)據(jù)具有水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)型河流77Q10法水文學(xué)法長(zhǎng)序列天然日流量數(shù)據(jù)常流型河流8Smakhtin法水文學(xué)法長(zhǎng)序列天然月流量數(shù)據(jù)常流型河流9Q90-Q50法水文學(xué)法長(zhǎng)序列（≥30年）天然日流量數(shù)據(jù)常流型河流10Tessman法（改進(jìn)的蒙大拿法）水文學(xué)法長(zhǎng)序列天然月流量數(shù)據(jù)季節(jié)型河流11月流量變動(dòng)法（VMF法）水文學(xué)法長(zhǎng)序列天然月流量數(shù)據(jù)季節(jié)型河流12Texas法水文學(xué)法長(zhǎng)序列天然月流量數(shù)據(jù)季節(jié)型河流13Lyons法水文學(xué)法長(zhǎng)序列天然月流量數(shù)據(jù)季節(jié)型河流14NGPRP法水文學(xué)法長(zhǎng)序列天然（≥30年）年流量數(shù)據(jù)常流型河流15基本流量法水文學(xué)法長(zhǎng)序列天然（≥30年）日流量數(shù)據(jù)季節(jié)型河流16逐月最小生態(tài)徑流法水文學(xué)法長(zhǎng)序列天然（≥30年）月流量數(shù)據(jù)常流型河流17水文比擬法水文學(xué)法相似流域的水文數(shù)據(jù)無(wú)明確保護(hù)目標(biāo)型河流17濕周法水力學(xué)法現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查不同斷面濕周、流量數(shù)據(jù)常流型河流、低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流18R2-CROSS法水力學(xué)法實(shí)測(cè)河寬、水深、濕周、流速數(shù)據(jù)常流型河流、低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流19生態(tài)水力學(xué)法水力學(xué)法實(shí)測(cè)水深、流速、河寬、濕周等水力參數(shù)低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流20RCHARC法水力學(xué)法實(shí)測(cè)水深、流速、河寬、濕周等水力參數(shù)低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流21Basque法水力學(xué)法實(shí)測(cè)水深、流速、河寬、濕周等水力參數(shù)、生物調(diào)查數(shù)據(jù)低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流22生態(tài)水力半徑法水力學(xué)法實(shí)測(cè)水深、流速、河寬、濕周等水力參數(shù)低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流23IFIM法棲息地法流速，最小水深、底質(zhì)、水溫、溶解氧、總堿度、濁度、透光度等生態(tài)水文數(shù)據(jù)低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流24PHABSIM法棲息地法魚(yú)類調(diào)查、地形、水文等數(shù)據(jù)低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流25UW法棲息地法生物調(diào)查、河道地形、流速、水深等數(shù)據(jù)低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流26WUW法棲息地法生物調(diào)查、河道地形、流速、水深等數(shù)據(jù)低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流27生物空間最小需求法棲息地法魚(yú)類調(diào)查、流量等數(shù)據(jù)低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流28流量事件法棲息地法長(zhǎng)序列天然、實(shí)際日流量、生物調(diào)查等數(shù)據(jù)低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流29水生生物量法棲息地法魚(yú)類調(diào)查、水質(zhì)、流量數(shù)據(jù)低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流30BBM法整體法水文、水質(zhì)、地形、生物調(diào)查數(shù)據(jù)中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、高優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流31DRIFT法整體法水文、水質(zhì)、地形、生物調(diào)查數(shù)據(jù)中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、高優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流32HEA法整體法水文、水質(zhì)、地形、生物調(diào)查數(shù)據(jù)中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、高優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流33ELOHA法整體法水文、水質(zhì)、地形、生物調(diào)查數(shù)據(jù)中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、高優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流A.1.水文學(xué)法1.1蒙大拿法a.計(jì)算方法。蒙大拿法建立了河流流量和水生生物、河流景觀及娛樂(lè)之間的關(guān)系，見(jiàn)表A.1.1。它將年平均流量的百分比作為生態(tài)流量。表A.1.1河流流量與魚(yú)類、野生動(dòng)物、娛樂(lè)及相關(guān)環(huán)境資源關(guān)系棲息地等定性描述推薦的流量標(biāo)準(zhǔn)（占年平均流量百分比，%）一般用水期（10月至次年3月）魚(yú)類產(chǎn)卵育幼期（4~9月）最大200200最佳流量60~10060~100極好4060非常好3050好2040開(kāi)始退化的1030差或最小1010極差＜10＜10獲取目標(biāo)河流斷面至少10年以上的日流量數(shù)據(jù)，計(jì)算多年平均流量（MeanAnnualFlow,MAF），根據(jù)棲息地的保護(hù)等級(jí)選擇對(duì)應(yīng)百分比計(jì)算生態(tài)流量，計(jì)算公式為：Q=MAF×推薦百分比蒙大拿法適用于水文資料較全的常流型河流或低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流。1.2流量歷時(shí)曲線法將流量數(shù)據(jù)按從大到小排序，計(jì)算各流量對(duì)應(yīng)的累積頻率（即流量≥某值的概率）。以流量為縱軸、累積頻率為橫軸繪制流量歷時(shí)曲線，劃分不同保證率區(qū)間（如高流量、中流量、低流量區(qū)）。Qp的頻率P可取90%，也可根據(jù)需要作適當(dāng)調(diào)整。Q90為通常使用的枯水流量指數(shù)，是水生棲息地的最小流量，為警告水資源管理者的危險(xiǎn)流量條件的臨界值。流量歷時(shí)曲線法適用于水文資料較全的常流型河流。1.3RVA法RVA法是最常用的水文指標(biāo)變化范圍法，其目的是提供河流系統(tǒng)與流量相關(guān)的生態(tài)綜合統(tǒng)計(jì)特征，識(shí)別水文變化在維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)中的重要作用。RVA法主要用于確定保護(hù)天然生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性的河道天然流量的目標(biāo)流量。從流量數(shù)據(jù)中提取32個(gè)水文改變指標(biāo)（IHA），涵蓋流量大小、頻率、持續(xù)時(shí)間、變化率及時(shí)機(jī)等五類，如最小1日流量、月平均流量、高低脈沖頻率等。以人類活動(dòng)干擾前的天然流量數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，計(jì)算各IHA指標(biāo)的第25%~75%分位數(shù)作為閾值范圍（RVA目標(biāo)范圍）。計(jì)算水文變動(dòng)范圍，設(shè)定一定范圍內(nèi)的閾值為生態(tài)流量。RVA法適用于水文資料較全，有日尺度數(shù)據(jù)的季節(jié)型河流、低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流。1.4近10年最枯月平均流量（水位）法缺乏長(zhǎng)序列水文資料時(shí)，可用近10年每年最枯月平均流量、月平均水位或徑流量的最小值作為生態(tài)基流。近10年最枯月平均流量（水位）法適用于常流型河流。1.5水質(zhì)模型法基于質(zhì)量守恒原理，通過(guò)建立水質(zhì)模型來(lái)模擬污染物在水體中的遷移、轉(zhuǎn)化過(guò)程。在確定水質(zhì)目標(biāo)（如特定污染物的濃度標(biāo)準(zhǔn)）后，通過(guò)調(diào)整流量參數(shù)，使模型輸出的水質(zhì)結(jié)果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，從而確定滿足水質(zhì)達(dá)標(biāo)的生態(tài)流量。水質(zhì)模型法適用于具有水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)型河流。1.6最小稀釋流量法當(dāng)存在點(diǎn)源污染排放時(shí)，需要一定的流量來(lái)稀釋污染物，使其在混合后的濃度達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算方法為：式中：為所需的稀釋流量，為點(diǎn)源污染排放流量，為點(diǎn)源污染排放濃度，為水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的污染物濃度，為背景污染物濃度（如果有）。最小稀釋流量法適用于具有水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)型河流。1.77Q10法7Q10法采用90%保證率最枯連續(xù)7d的平均水量為河流最小流量設(shè)計(jì)值，宜按下式計(jì)算：式中：Q為計(jì)算河段最小設(shè)計(jì)流量（m3/s）；QUOTE為第i個(gè)代表斷面90%保證率最枯連續(xù)7天的平均流量（m3/s）。7Q10法適用于常流型河流。1.8Smakhtin法將計(jì)算時(shí)間序列分成枯水月份和豐水月份，其中枯水月份（月均流量≤年均流量），Q90；豐水月份（月均流量＞年均流量），（0~0.2）×年均流量。Smakhtin法適用于常流型河流。1.9Q90-Q50法將計(jì)算時(shí)間序列分成枯水月份和豐水月份，其中枯水月份（月均流量≤年均流量），Q90；豐水月份（月均流量＞年均流量），Q50。該方法計(jì)算結(jié)果與河流流量的年內(nèi)變異程度相關(guān)，一般的，計(jì)算結(jié)果在常流性、年內(nèi)變異小的河流偏高，在季節(jié)性、年內(nèi)變異大的河流偏低。Q90-Q50法適用于常流型河流。1.10Tessman法（改進(jìn)的蒙大拿法）將計(jì)算時(shí)間序列分成枯水月份、豐水月份和平水月份。其中枯水月份（月均流量≤0.4×年均流量），月均流量；豐水月份（月均流量>年均流量），0.4×月均流量；平水月份（0.4×年均流量<月均流量≤年均流量），0.4×年均流量。Tessman法適用于季節(jié)型河流。1.11月流量變動(dòng)法（VMF法）將計(jì)算時(shí)間序列分成枯水月份、豐水月份和平水月份。其中枯水月份（月均流量≤0.4×年均流量），0.6×月均流量；豐水月份（月均流量>0.8×年均流量），0.3×月均流量；平水月份（0.4×年均流量<月均流量≤0.8×年均流量），0.45×月均流量。月流量變動(dòng)法適用于季節(jié)型河流。1.12Texas法確定的生態(tài)流量為特定百分比（通?？紤]需求）×50%保證率下月流量值。Texas法適用于季節(jié)型河流。1.13Lyons法確定的生態(tài)流量為10月-2月，0.4×月中值流量；3月-9月，0.6×月中值流量。Lyons法適用于季節(jié)型河流。1.14NGPRP法該法將年份分為干旱年、濕潤(rùn)年、標(biāo)準(zhǔn)年，取標(biāo)準(zhǔn)年組90%保證率流量作為最小流量，NGPRP法適用于氣候變化較大區(qū)域的常流型河流。1.15基本流量法該法是根據(jù)河流流量變化狀況確定所需流量，具體方法是根據(jù)平均年的1、2、?、100天的最小流量序列，計(jì)算1和2、2和3、?、99和100點(diǎn)之間的流量變化情況，將相對(duì)流量變化最大處點(diǎn)的流量設(shè)定為河流所需基本流量。該法計(jì)算容易，能反映出年平均流量相同的季節(jié)性河流和非季節(jié)性河流在生態(tài)流量上的差別?；玖髁糠ㄟm用于季節(jié)型河流。1.16逐月最小生態(tài)徑流法逐月最小生態(tài)徑流法是將最小生態(tài)流量逐月計(jì)算，逐月最小生態(tài)徑流法適用于水流和水質(zhì)條件改變較小的常流型河流。1.17水文比擬法水文比擬法的應(yīng)用需要注意參證流域和研究流域的相似性，以及數(shù)據(jù)的可靠性和代表性。水文比擬法適用于水文資料缺乏的無(wú)明確保護(hù)目標(biāo)型河流。具體操作步驟如下：1）數(shù)據(jù)收集選擇一個(gè)與研究流域具有相似自然地理?xiàng)l件和水文特征的參證流域。參證流域應(yīng)具有較長(zhǎng)時(shí)間序列的水文觀測(cè)資料，包括流量、降水、蒸發(fā)等數(shù)據(jù)。收集參證流域的水文數(shù)據(jù)，包括多年平均流量、不同頻率的設(shè)計(jì)流量、流量歷時(shí)曲線等。同時(shí)，收集研究流域的基本水文資料，如流域面積、河道長(zhǎng)度、坡度等。2）參證流域分析對(duì)參證流域的水文數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定其水文特征，如年徑流量、汛期和枯期徑流量、徑流年內(nèi)分配等。根據(jù)參證流域的水文數(shù)據(jù)，建立流量與其他水文要素（如降水、蒸發(fā)）之間的關(guān)系。生態(tài)流量計(jì)算根據(jù)參證流域的多年平均流量和研究流域的面積，采用面積比法或其他合適的方法，計(jì)算研究流域的多年平均年徑流量。直接移用參證流域各種設(shè)計(jì)代表年的月徑流量分配比，乘以研究流域的年徑流量，得到研究流域年徑流量的年內(nèi)分配。根據(jù)研究流域的生態(tài)需求和保護(hù)目標(biāo)，結(jié)合計(jì)算得到的年徑流量及其年內(nèi)分配，確定滿足生態(tài)需求的最小流量，即生態(tài)流量。4）結(jié)果驗(yàn)證與調(diào)整對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行合理性檢查，確保生態(tài)流量的計(jì)算結(jié)果符合研究流域的實(shí)際情況和生態(tài)需求。根據(jù)實(shí)際情況和新的資料，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，以提高生態(tài)流量計(jì)算的準(zhǔn)確性和可靠性。A.2.水力學(xué)法2.1濕周法利用濕周作為水生生物棲息地指標(biāo)，該方法基于以下假設(shè)：保護(hù)好臨界區(qū)域（通常為淺灘）的水生物棲息地的濕周，也將對(duì)非臨界區(qū)域的棲息地提供足夠的保護(hù)。具體步驟包括：1）確定研究河段與水文數(shù)據(jù)收集確定目標(biāo)河段，收集其多年的日均或月均流量、水位、斷面形態(tài)等水文數(shù)據(jù)，時(shí)間跨度最好超過(guò)10年，以涵蓋不同水文年份的變化情況，確保數(shù)據(jù)的代表性。2）計(jì)算濕周濕周是指河流過(guò)水?dāng)嗝娴臐裰?，即過(guò)水?dāng)嗝娴闹荛L(zhǎng)。根據(jù)收集到的水位和斷面形態(tài)數(shù)據(jù)，計(jì)算不同流量下的濕周。濕周與流量呈非線性關(guān)系，初始階段流量增加濕周增長(zhǎng)較快，達(dá)到一定值后增長(zhǎng)趨緩。3）繪制濕周-流量關(guān)系曲線以濕周為縱坐標(biāo)、流量為橫坐標(biāo)，繪制散點(diǎn)圖并擬合關(guān)系曲線。曲線通常先陡后平，拐點(diǎn)位置即為濕周變化顯著減緩的起始點(diǎn)。拐點(diǎn)不明顯時(shí)，可采用80%濕周率（某個(gè)流量對(duì)應(yīng)的濕周占多年平均流量對(duì)應(yīng)濕周的百分比）對(duì)應(yīng)的流量，作為生態(tài)基流。4）確定生態(tài)流量拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的流量即為河流的最小生態(tài)流量。在此流量下，繼續(xù)增加流量對(duì)濕周的貢獻(xiàn)變小，說(shuō)明河道內(nèi)的水生生態(tài)系統(tǒng)已得到一定程度的滿足，流量的邊際生態(tài)效益降低。濕周法適用于河道形態(tài)相對(duì)穩(wěn)定、水流受河道邊界控制明顯的無(wú)明確保護(hù)目標(biāo)型河流或低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流。2.2R2-CROSS法R2-CROSS法以河流平均水深、流速及濕周率等水力生境參數(shù)評(píng)估魚(yú)類生境狀況，可用于計(jì)算分析小型河流的生態(tài)流量。水力生境參數(shù)應(yīng)按下列公式計(jì)算：式中：為流量（m3/s）；QUOTE為過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（m2）；為水力半徑（m）；QUOTE為水力坡度（QUOTE）；為糙率，原則上根據(jù)實(shí)測(cè)資料率定。河寬為0.3m~30.5m的非季節(jié)性小型河流水力生境參數(shù)可按表A.2.1的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判別。表A.2.1R2-CROSS法評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)河寬（m）平均水深（m）濕周率（%）流速（m/s）0.3~6.3≥0.06≥50≥0.306.3~12.30.06~0.12≥50≥0.3012.3~18.30.12~0.1850~60≥0.3018.3~30.50.18~0.30≥70≥0.30濕周率指某一過(guò)水?dāng)嗝嬖谀骋涣髁繒r(shí)的濕周占多年平均流量對(duì)應(yīng)的濕周的百分比。適用于河床形狀穩(wěn)定的寬淺型河流，R2-CROSS法適用于常流型河流、低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流。2.3生態(tài)水力學(xué)法以水生生物對(duì)河流水深、流速等水力生境參數(shù)及急流、緩流、淺灘、深潭等水力心態(tài)指標(biāo)的要求評(píng)估河流生境狀況，可用于計(jì)算分析各類河流的水生生態(tài)流量。水力生境參數(shù)按下列公式計(jì)算：式中為上游過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（m2）；QUOTE為上游斷面平均流速（m/s）；為下游過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（m2）；為下游斷面平均流速（m/s）；為上游水位（m）；為上游動(dòng)能修正系數(shù)；為下游水位（m）；為下游動(dòng)能修正系數(shù)；為重力加速度（m/s）；QUOTE為水頭損失（m）。水力生境參數(shù)的計(jì)算結(jié)果宜按表A.2.2的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判別。多年平均流量小于150m3/s的河流可根據(jù)天然情況適當(dāng)降低評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。適用于河床形狀穩(wěn)定的寬淺型河流，生態(tài)水力學(xué)法適用于常流型河流。表A.2.2生態(tài)水力學(xué)法評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)生境參數(shù)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)最低標(biāo)準(zhǔn)累計(jì)河段長(zhǎng)段的百分比最大水深性成熟魚(yú)類體長(zhǎng)的2倍~3倍≥95%平均水深≥0.3m≥95%平均流速≥0.3m/s≥95%水面寬度≥30m≥95%濕周率≥50%≥95%過(guò)水?dāng)嗝婷娣e≥30㎡≥95%水域水面面積≥70%不同流量情況下水面面積及占枯水期多年平均流量情況下水面面積的百分比水溫適合魚(yú)類生存、繁殖水力形態(tài)指標(biāo)概念界定急流Fr>1各流態(tài)的段數(shù)無(wú)較大變化，急流段累計(jì)河段長(zhǎng)度減少小于20%緩流Fr<1注：Fr為弗勞德數(shù)。2.4RCHARC法根據(jù)水深和流速與魚(yú)類種群變化的關(guān)系，確定河流可接受的生態(tài)流量。RCHARC法適用于受人類活動(dòng)影響相對(duì)較小的河流，低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流。2.5Basque法基于河流連續(xù)統(tǒng)概念的生物學(xué)方法，它認(rèn)為河流上中游的物種多樣性隨著流量的增加而增加，該法首先是依據(jù)曼寧公式建立濕周與流量的變化關(guān)系，然后利用河流生物多樣性與濕周的變化關(guān)系確定最小和最優(yōu)流量。Basque法適用于低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流。2.6生態(tài)水力半徑法該法是一種同時(shí)考慮河道信息（水力半徑、糙率、水力坡度）和維持某一生態(tài)功能所需河流流速的水力學(xué)方法，它不僅能分析魚(yú)類適宜的流速，還能確定輸沙與環(huán)境自凈的水流流速，而且可以避免像濕周法確定突變點(diǎn)而引起的不確定性。根據(jù)河道內(nèi)滿足水生生物的流速V（基于魚(yú)類的生活習(xí)性、魚(yú)類所處的生育期、河流等級(jí)來(lái)確定，一般都為0.4~2.5）。利用n、j計(jì)算出河道過(guò)水?dāng)嗝娴纳鷳B(tài)水力半徑R。再用生態(tài)水利半徑R來(lái)計(jì)算過(guò)水?dāng)嗝婷娣eA，得出A于R的關(guān)系，然后計(jì)算出流量，即含有水生生物與河道斷面兩方面信息的生態(tài)流量，以此來(lái)估算出某一過(guò)水?dāng)嗝嬉欢螘r(shí)間的生態(tài)流量。生態(tài)水力半徑法適用于低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流。A.3.棲息地法3.1IFIM法（河道內(nèi)流量增量法）河道內(nèi)流量增加法（Instreamflowincrementalmethodology，IFIM）最初是20世紀(jì)70年代末由美國(guó)科羅拉多州的漁業(yè)與野生服務(wù)部和河道內(nèi)流量服務(wù)小組共同提出的，主要是為了優(yōu)化某個(gè)特定的重要魚(yú)類（如鮭魚(yú)）的棲息地。該方法具體步驟包括：數(shù)據(jù)收集收集研究區(qū)域的水文、水力學(xué)、水質(zhì)、生物等相關(guān)數(shù)據(jù)，包括河流的流量、流速、水深、水溫、水質(zhì)參數(shù)、水生生物種類及其棲息地偏好等信息。棲息地模擬根據(jù)收集的數(shù)據(jù)，建立水力學(xué)模型和生物棲息地模型，模擬不同流量條件下的水力條件和棲息地變化。常用的模型有PHABSIM（PhysicalHabitatSimulationSystem）等。流量與棲息地關(guān)系建立通過(guò)模擬結(jié)果，分析流量與棲息地質(zhì)量之間的定量關(guān)系，確定不同生物物種在不同生長(zhǎng)階段對(duì)流量的需求。生態(tài)流量計(jì)算根據(jù)棲息地質(zhì)量與流量的關(guān)系，結(jié)合保護(hù)目標(biāo)，確定滿足生態(tài)需求的最小流量，即生態(tài)流量。IFIM法適用于低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流。3.2PHABSIM法（自然棲息地模擬法）物理?xiàng)⒌啬M模型法是IFIM法的核心模塊，通過(guò)物種棲息地偏好、水力模擬和棲息地模擬對(duì)某目標(biāo)物種不同生命階段的棲息地隨流量的變化進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。方法將代表性河段或者臨界河段的斷面數(shù)據(jù)、水力模型和棲息地適宜度曲線結(jié)合起來(lái)，預(yù)測(cè)物理?xiàng)⒌貐?shù)，如平均流速、水深和底質(zhì)，最終計(jì)算代表?xiàng)⒌貤l件的加權(quán)可利用面積(Weightedusablearea，WUA)。PHABSIM模擬可以求得WUA隨流量變化關(guān)系，假設(shè)WUA與魚(yú)類生物量之間有正相關(guān)關(guān)系，則可取最大WUA所對(duì)應(yīng)的流量作為生態(tài)流量，對(duì)應(yīng)的棲息地即可以生產(chǎn)最大的生物量。PHABSIM模型法基于以下假設(shè)：（1）水深、流速、基質(zhì)和覆蓋物是流量變化對(duì)物種數(shù)量和分布造成影響的主要因素；（2）這些因素相互影響，共同確定河流微生境條件；（3）河床形狀不隨流量變化而改變；（4）WUA與物種數(shù)量之間存在一定比例關(guān)系。PHABSIM模型首先將河道斷面分隔成間隔為w的n個(gè)部分，確定每個(gè)部分的平均垂直流速（v），水位高程（h）、基質(zhì)屬性（s）和河面覆蓋類型（c）等；然后調(diào)查分析指示物種對(duì)這些參數(shù)的適宜要求，繪制環(huán)境參數(shù)的適宜性曲線，根據(jù)該曲線確定每個(gè)分隔部分的環(huán)境喜好度，即水位喜好度（Sh）、流速喜好度（Sv）、基質(zhì)喜好度（Ss）、河面覆蓋喜好度（Sc），它們都被表示為0~1之間的值；最后計(jì)算每個(gè)斷面、每個(gè)指示物種的總生境適宜性，將其稱作權(quán)重可利用面積（WUA），見(jiàn)公式：式中QUOTE為寬度為w、長(zhǎng)度為兩個(gè)相鄰斷面距離的每個(gè)單元的水平面積。重復(fù)計(jì)算不同流量下的WUA，繪制成WUA~流量曲線，它能顯示出流量變化對(duì)指示物種的某個(gè)生活期的影響，代表性曲線在低流量處具有一個(gè)最大值，其常作為水資源規(guī)劃的依據(jù)而使用。PHABSIM也存在一定的缺點(diǎn)，其基本假設(shè)WUA與魚(yú)類生物量之間有正相關(guān)關(guān)系在一些情況下可能不成立；而將所有單元的適宜性集合成單個(gè)指標(biāo)即棲息地可利用面積（WUA）并沒(méi)有考慮到斷面位置信息，掩蓋了河段中斷面間的差異。PHABSIM法適用于低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流。3.3UW法（有效寬度法）建立河道流量和某個(gè)物種有效水面寬度的關(guān)系，以有效寬度占總寬度的某個(gè)百分?jǐn)?shù)相應(yīng)的流量作為最小可接受流量。有效寬度是指滿足某個(gè)物種需要的水深、流速等參數(shù)的水面寬度。不滿足要求的部分則為無(wú)效寬度。UW法適用于低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流。3.4WUW法（加權(quán)有效寬度法）在UW法的基礎(chǔ)上，將一個(gè)斷面分為幾個(gè)部分，每個(gè)部分乘以該部分的平均流速、平均深度和相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，從而得出加權(quán)后的有效水面寬度，權(quán)重參數(shù)取值范圍從0-1。WUW法適用于低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流。3.5生物空間最小需求法以魚(yú)類為河道內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的指示生物，從魚(yú)類對(duì)生存空間的最小需求來(lái)確定最小生態(tài)流量。由于缺乏魚(yú)類對(duì)生存空間的需求資料，該方法采用的魚(yú)類最小需求空間參數(shù)粗糙，導(dǎo)致方法的精度有限。生物空間最小需求法適用于低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流。3.6流量事件法流量事件是在RVA理論的基礎(chǔ)上，由澳大利亞流域研究中心提出，以考察在一定的空間尺度上物理?xiàng)⒌仉S時(shí)間的變化情況。該方法通過(guò)了解流量事件對(duì)生物和地貌過(guò)程的影響，表征用于生態(tài)流量研究的流量變化性。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)生態(tài)流量的生態(tài)意義進(jìn)行解釋。一個(gè)生態(tài)時(shí)間可以視為流量狀況影響地貌或者生物過(guò)程的一個(gè)離散的時(shí)間段。這些事件使利用收集多領(lǐng)域的專家意見(jiàn)選擇出來(lái)的。流量事件的一個(gè)案例是河床的干涸，它可以表征為河道濕地面積。水力學(xué)模型用于將選中的棲息地參數(shù)與流量聯(lián)系起來(lái)，接著從流量記錄中可以得出這些參數(shù)的時(shí)間序列（通常是比較當(dāng)前的、天然的和未來(lái)建議流量狀況）。這些時(shí)間序列用于與這些事件的時(shí)間分布有關(guān)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。這些分析的形式類似于對(duì)于流量記錄的分析，利用年均和局部持續(xù)時(shí)間序列來(lái)表征洪水頻率或者產(chǎn)生流量持續(xù)時(shí)間曲線。流量事件法適用于低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流。3.7水生生物量法魚(yú)類是河流生態(tài)系統(tǒng)中的頂級(jí)生物，其多樣性的變化能反映整個(gè)河流系統(tǒng)的健康狀況，因此可建立魚(yú)類多樣性和流量之間的相關(guān)關(guān)系，進(jìn)而計(jì)算適宜生態(tài)流量。以魚(yú)類的多樣性作為評(píng)判的指標(biāo)，分析魚(yú)類多樣性變化與水流條件的關(guān)系，通過(guò)建立流量與魚(yú)類多樣性的相關(guān)關(guān)系，確定滿足大部分魚(yú)類生長(zhǎng)繁殖的河流適宜生態(tài)流量。通過(guò)歷年水文、水生生物實(shí)驗(yàn)觀測(cè)，獲得魚(yú)類多樣性指數(shù)序列，其平均值為d，建立流量和魚(yú)類多樣性的關(guān)系式中，Q為流量；C為對(duì)應(yīng)的河流水質(zhì)條件。在歷史記錄或?qū)Ρ仍囼?yàn)分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)水生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)目標(biāo)，確定魚(yú)類多樣性可接受的最大損失值為,以QUOTE為多樣性指數(shù)所對(duì)應(yīng)的水流條件，確定為適宜生態(tài)流量。此時(shí)，水體中魚(yú)的種類多，魚(yú)類多樣性高，當(dāng)?shù)陀谶@個(gè)條件時(shí)，敏感魚(yú)種消失，導(dǎo)致魚(yú)種單純，魚(yú)類生物多樣性大幅度降低，水生態(tài)系統(tǒng)惡化。在缺乏實(shí)測(cè)資料的條件下，以魚(yú)類生物量與流量間的關(guān)系來(lái)代替，前者采用魚(yú)類捕撈量變化來(lái)代替。水生生物量法適用于低優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流。A.4.整體法4.1BBM法（建筑堆塊法）南非的建筑堆塊法（BBM）：為將BBM法應(yīng)用于某一個(gè)具體的流域，來(lái)自不同學(xué)科領(lǐng)域的科學(xué)家們被召集在一起。具體的工作方法如下：1）數(shù)據(jù)收集與準(zhǔn)備，收集河流流域的地理位置、流域面積、坡度、土地利用類型等基本信息。收集氣象數(shù)據(jù)，包括降水量、蒸發(fā)量、溫度等。同時(shí)，收集河流的流量數(shù)據(jù)，如日、月、年的流量數(shù)據(jù)，以及流量過(guò)程線，這些數(shù)據(jù)可以從水文監(jiān)測(cè)站獲取，若無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，可利用水文模型模擬。此外，調(diào)查河流生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)，包括魚(yú)類、水生植物、底棲生物等的種類、數(shù)量、分布和生態(tài)習(xí)性，收集關(guān)鍵生物物種的生態(tài)需水要求，如魚(yú)類的產(chǎn)卵期、幼魚(yú)生長(zhǎng)階段等對(duì)流量、水位的需求。2）確定敏感期：根據(jù)生物物種的生態(tài)習(xí)性和生命周期，確定河流生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)需水關(guān)鍵期，例如，魚(yú)類的繁殖期、越冬期、索餌期等。分析不同生態(tài)需水關(guān)鍵期內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)流量的需求特征，包括流量大小、持續(xù)時(shí)間、變化過(guò)程等。3）確定關(guān)鍵水文條件：選擇適合當(dāng)?shù)睾恿魈攸c(diǎn)的水文情勢(shì)指標(biāo)，如年均流量、月均流量、最小流量、最大流量、流量變化率等。根據(jù)收集的水文數(shù)據(jù)，計(jì)算各水文情勢(shì)指標(biāo)的長(zhǎng)期平均值、變差系數(shù)等統(tǒng)計(jì)參數(shù)。4）構(gòu)建生態(tài)流量需求模型：利用統(tǒng)計(jì)分析或生態(tài)模型，建立水文情勢(shì)指標(biāo)與生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵要素（如生物多樣性、生物量、物種分布等）之間的定量關(guān)系，確定關(guān)鍵水文情勢(shì)閾值，即生態(tài)系統(tǒng)維持正常功能所需的流量條件。5）計(jì)算生態(tài)流量：根據(jù)生態(tài)需水關(guān)鍵期和生態(tài)流量需求特征，結(jié)合水文-生態(tài)關(guān)系模型，確定滿足生態(tài)系統(tǒng)健康需求的目標(biāo)流量。可以使用多種方法計(jì)算生態(tài)流量，并進(jìn)行對(duì)比分析。根據(jù)流域特點(diǎn)和數(shù)據(jù)情況，選擇最合理的方法確定最終的生態(tài)流量。6）生態(tài)流量的驗(yàn)證與調(diào)整：在實(shí)地監(jiān)測(cè)河流的生態(tài)狀況，如魚(yú)類的種類、數(shù)量、分布，水質(zhì)達(dá)標(biāo)率等。觀察在按照計(jì)算出的生態(tài)流量下，生態(tài)系統(tǒng)是否能夠正常維持其功能。根據(jù)實(shí)地驗(yàn)證結(jié)果和模型模擬反饋，對(duì)生態(tài)流量的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，以確保其合理性和可行性。7）生態(tài)流量的管理和實(shí)施：根據(jù)確定的生態(tài)流量，制定相應(yīng)的管理措施，如水庫(kù)調(diào)度方案、取水限制、生態(tài)補(bǔ)水等。建立監(jiān)測(cè)與評(píng)估體系，持續(xù)進(jìn)行生態(tài)監(jiān)測(cè)和評(píng)估。BBM法適用于中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、高優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流。4.2DRIFT法DRIFT法由四個(gè)模塊構(gòu)成。主要包括：生物物理模塊，全面剖析河流生態(tài)系統(tǒng)各組分與流量的關(guān)聯(lián)，涵蓋河流地貌形態(tài)、濕地演化等物理層面，以及水溫、溶解氧等水質(zhì)因子對(duì)生物的影響。再通過(guò)實(shí)地調(diào)查、文獻(xiàn)綜述和模型模擬（如水文模型、生態(tài)模型等）收集相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別關(guān)鍵生態(tài)要素。運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析或生態(tài)模型，構(gòu)建生物與流量的定量關(guān)系模型，如魚(yú)類棲息地與流量、水位、流速等的關(guān)系曲線，進(jìn)而確定不同流量條件下生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)特征。社會(huì)經(jīng)濟(jì)模塊，著眼于河流周邊的社會(huì)因素。首先識(shí)別依賴河流資源的河濱居民和其他利益相關(guān)者，了解其用水需求、生活方式及對(duì)河流的依賴程度。接著評(píng)估不同流量變化對(duì)河濱居民生活的影響，如低流量時(shí)居民的飲用水供應(yīng)、農(nóng)業(yè)灌溉、漁業(yè)捕撈等活動(dòng)受到的限制，以及可能引發(fā)的健康和生計(jì)問(wèn)題。同時(shí)評(píng)估流量變化對(duì)社會(huì)功能的影響，如對(duì)文化、娛樂(lè)、經(jīng)濟(jì)等方面的作用。最后綜合考慮河流的社會(huì)價(jià)值，分析流量變化對(duì)這些社會(huì)功能的影響，為生態(tài)流量的確定提供社會(huì)依據(jù)。情景開(kāi)發(fā)模塊，基于前兩模塊的結(jié)果，構(gòu)建多未來(lái)流量情景。利用水文模型模擬不同降水、蒸發(fā)等氣象條件下的流量過(guò)程，考慮人類活動(dòng)（如水庫(kù)調(diào)度、引水、排水等）的影響，構(gòu)建一系列不同流量大小、持續(xù)時(shí)間和變化過(guò)程的潛在未來(lái)流量情景。然后通過(guò)模型模擬或?qū)＜易稍?，預(yù)測(cè)每個(gè)情景下河流生態(tài)系統(tǒng)和河濱居民的響應(yīng)結(jié)果。運(yùn)用多標(biāo)準(zhǔn)分析（MCA）方法，綜合生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)因素，對(duì)不同流量情景進(jìn)行評(píng)估和比較，篩選出滿足生態(tài)需求和社會(huì)可接受的流量情景，為生態(tài)流量的確定提供多種備選方案。補(bǔ)償經(jīng)濟(jì)模塊，此模塊主要涉及經(jīng)濟(jì)因素考量。根據(jù)情景開(kāi)發(fā)模塊篩選出的流量情景，列出實(shí)現(xiàn)特定流量目標(biāo)所需的補(bǔ)償和緩解措施，如為下游居民提供替代水源、改善水利設(shè)施、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等，并估算相應(yīng)的成本。同時(shí)評(píng)估不同流量情景下的經(jīng)濟(jì)效益，包括水資源利用效益、農(nóng)業(yè)灌溉效益、漁業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、旅游經(jīng)濟(jì)效益等，以及生態(tài)保護(hù)效益。進(jìn)行成本效益分析，權(quán)衡生態(tài)流量實(shí)施的成本與效益，分析不同流量情景的經(jīng)濟(jì)可行性和成本效益比，為生態(tài)流量的實(shí)施提供經(jīng)濟(jì)依據(jù)和決策支持。DRIFT法適用于中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、高優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流。4.3HEA法HEA法與南非的BBM法相似，是針對(duì)澳大利亞河流提出的。這個(gè)方法要求評(píng)估整個(gè)河流系統(tǒng)，包括源區(qū)、河道、河岸帶、洪泛區(qū)、地下水、濕地和河口地區(qū)，其基本原則是保持河流流量的完整性、天然季節(jié)性和變化性。主要步驟包括：1）數(shù)據(jù)收集與準(zhǔn)備收集河流流域的地理位置、流域面積、坡度、土地利用類型等基本信息。收集河流的流量數(shù)據(jù)，包括日、月、年的流量數(shù)據(jù)，以及流量過(guò)程線。收集水位數(shù)據(jù)，包括不同時(shí)段的水位變化情況，以及與流量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。調(diào)查河流生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)，包括魚(yú)類、水生植物、底棲生物等的種類、數(shù)量、分布和生態(tài)習(xí)性。收集關(guān)鍵生物物種的水文需求，如魚(yú)類的產(chǎn)卵期、幼魚(yú)生長(zhǎng)階段等對(duì)流量、水位的需求。2）分析河流生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)和需求根據(jù)生物物種的生態(tài)習(xí)性和生命周期，確定河流生態(tài)系統(tǒng)的需水關(guān)鍵期。例如，魚(yú)類的繁殖期、越冬期、索餌期等。分析不同關(guān)鍵期內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)流量的需求特征，包括流量大小、持續(xù)時(shí)間、變化過(guò)程等。3）確定水文情勢(shì)指標(biāo)選擇適合當(dāng)?shù)睾恿魈攸c(diǎn)的水文情勢(shì)指標(biāo)，如年均流量、月均流量、最小流量、最大流量、流量變化率等。根據(jù)收集的水文數(shù)據(jù)，計(jì)算各水文情勢(shì)指標(biāo)的長(zhǎng)期平均值、變差系數(shù)等統(tǒng)計(jì)參數(shù)。4）建立水文情勢(shì)與生態(tài)響應(yīng)的關(guān)系利用統(tǒng)計(jì)分析或生態(tài)模型，建立水文情勢(shì)指標(biāo)與生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵要素（如生物多樣性、生物量、物種分布等）之間的定量關(guān)系。通過(guò)模型模擬或歷史數(shù)據(jù)分析，分析不同流量條件下的生態(tài)響應(yīng)，確定關(guān)鍵水文情勢(shì)閾值。5）計(jì)算生態(tài)流量根據(jù)需水關(guān)鍵期和生態(tài)流量需求特征，結(jié)合水文-生態(tài)關(guān)系模型，確定滿足生態(tài)系統(tǒng)健康需求的目標(biāo)流量。使用多種方法計(jì)算生態(tài)流量，并進(jìn)行對(duì)比分析。根據(jù)流域特點(diǎn)和數(shù)據(jù)情況，選擇最合理的方法確定最終的生態(tài)流量。6）生態(tài)流量的驗(yàn)證與調(diào)整在實(shí)地監(jiān)測(cè)河流的生態(tài)狀況，如水生生物的種類、數(shù)量、分布，水質(zhì)達(dá)標(biāo)率等。觀察在按照計(jì)算出的生態(tài)流量下，生態(tài)系統(tǒng)是否能夠正常維持其功能。根據(jù)實(shí)地驗(yàn)證結(jié)果和模型模擬反饋，對(duì)生態(tài)流量的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，以確保其合理性和可行性。7）生態(tài)流量的管理和實(shí)施根據(jù)確定的生態(tài)流量，制定相應(yīng)的管理措施，如水庫(kù)調(diào)度方案、取水限制、生態(tài)補(bǔ)水等。持續(xù)進(jìn)行生態(tài)監(jiān)測(cè)和評(píng)估，定期對(duì)生態(tài)流量的實(shí)施效果進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)評(píng)估結(jié)果及時(shí)調(diào)整管理措施。HEA法適用于中等優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流、高優(yōu)先級(jí)生態(tài)目標(biāo)河流。4.4ELOHA法（Ecologicallimitsofhydrologicalteration，水文變化的生態(tài)限度