生態(tài)需水量的計(jì)算從狹義來(lái)講，生態(tài)需水量是指為維持地表水體特定的生態(tài)環(huán)境功能，天然水體必須儲(chǔ)存和消耗的最小水量。在實(shí)際計(jì)算中，生態(tài)環(huán)境需水量分為3部分a）河流基本生態(tài)環(huán)境需水量，是指維持河流系統(tǒng)最基本的生態(tài)環(huán)境功能所需要的最少水量b）河流輸沙排（c）湖泊洼地生態(tài)環(huán)境需水量，指為維持湖泊洼地的水體功能而消耗于蒸發(fā)的水量。生態(tài)需水量一般指改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量或維護(hù)環(huán)境質(zhì)量所需的水量從廣義上來(lái)講，維持全球生物地球化學(xué)平衡諸如水熱平衡、源匯庫(kù)動(dòng)態(tài)平衡、生物平衡、水沙平衡、水鹽平衡所需的最低水分消耗都是生態(tài)需水。用于河流水質(zhì)保護(hù)和魚(yú)類回游等所需的最低水量也屬生生態(tài)需水與環(huán)境需水并不是一個(gè)概念，下面給出了各種關(guān)于生態(tài)環(huán)境需水不同意義。或是發(fā)揮期望的生態(tài)功能所需要的水量，水量配置是合理的、可持續(xù)的。等造成水的存儲(chǔ)或匯集，也可能是由于人為原因，如截流、引水、筑壩等形成的相關(guān)系統(tǒng)。這些水量未必是合理的和可持續(xù)的，多數(shù)是被動(dòng)接受的水量。生態(tài)耗水主要強(qiáng)調(diào)了生態(tài)系統(tǒng)特別是生物（植物、動(dòng)物、微生物）生存消耗掉的水量，耗水是生態(tài)用水的重要組成部分，一般是小于或等于生態(tài)用水量。環(huán)境需水盡管與生態(tài)需水存在著交叉和重合的部分，但從概念上來(lái)講是兩個(gè)不同的概關(guān)于生態(tài)需水的計(jì)算國(guó)內(nèi)外都發(fā)展出許多不同的方法，國(guó)外的生態(tài)需水研熟?，F(xiàn)在就對(duì)于國(guó)內(nèi)外的不同生態(tài)需水計(jì)算方法進(jìn)行分析。外生態(tài)需水量的計(jì)算:的萌芽階段，主要針對(duì)滿足河道的航運(yùn)功能進(jìn)行研究，缺乏成熟的理論和方法。（2）70年代至80年代末期，此階段河道生態(tài)環(huán)境需水及其相關(guān)概念得到人們普遍認(rèn)同，開(kāi)始從不同基于水力學(xué)分析的方法，例如科羅拉多州水利局（ColoradoWaterConservationBoard）專家提出的R2-Cross法。以上兩種方法都是從河流水文和水利學(xué)角度出發(fā)，缺乏與生物學(xué)水力分析與生境評(píng)價(jià)相結(jié)合，提出了基于生境適宜評(píng)價(jià)和模擬的方法，例如IFIM/PHABSIM原有的研究方法不斷得到改進(jìn)，同時(shí)乂出現(xiàn)了一些法和澳大利亞的整體研究法（HolisticApproach特點(diǎn)是注重對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)整體慮。此外，還出現(xiàn)了一些其它方法，例如從流量與生物的直接關(guān)系入手進(jìn)行研究的方法，從國(guó)外河道內(nèi)生態(tài)需水計(jì)算方法大致可以分為4類：1.歷史流量法；2.水力定額法；3.生境模擬法；4.整體分析法歷史流量法是根據(jù)簡(jiǎn)單的水文指標(biāo)對(duì)河流流量進(jìn)行設(shè)定，例如平均流量的白分率或者天然流量頻率曲線上的保證率，常用的方法有蒙大拿法、流量歷時(shí)曲線法、7Q10法、Texas節(jié)性為基礎(chǔ)的需求。它具有宏觀的定性指導(dǎo)意義。在美國(guó)維吉尼亞地區(qū)的河流中證實(shí)：10%的年平均流量是退化的或貧癖的棲息地條件：20%的年平均流量提供了保護(hù)水生生物棲息地的適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)；在小河流中，定義30%的年平均流量接近最佳生物棲息地標(biāo)準(zhǔn)。該法具有簡(jiǎn)單快速的特點(diǎn),較適合于確定大河流的流量，但缺點(diǎn)是沒(méi)有考慮到流量的季節(jié)變化,沒(méi)有區(qū)分干旱年、濕潤(rùn)年和標(biāo)準(zhǔn)年的差異,沒(méi)有考慮河流形狀。流量歷時(shí)曲線法利用歷史流量資料構(gòu)建各月流量歷時(shí)曲線，以某個(gè)保證率相應(yīng)的流量作為河道內(nèi)流量的需求。這種方法是建立在至少20a的日流量記錄數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上，并且資料全面，它可以更好地反映了徑流年際、年內(nèi)分布的不均勻性。因此，它比這個(gè)分類中的其他方法更精確，然而，還不能代表流域的全部情況。需流量，目的是維持河流水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但其常常低估河流流量需求,造成河流生態(tài)功能要求不能得到滿足。國(guó)內(nèi)改進(jìn)的7Q10法是將近十年最枯月平均流量或百分之九十保證率最枯月平均流量作為最小流量，這樣更能適合于國(guó)內(nèi)河流的生態(tài)環(huán)境需水要求。Texas法進(jìn)一步考慮了季節(jié)變化因素，它將50%保證率下月流量的特定百分率作為最小流量。該法是根據(jù)各月的流量頻率曲線進(jìn)行計(jì)算,其中特定百分率是以研究區(qū)典型植物以特定百分率目前還沒(méi)有有效的辦法來(lái)確定。由于Texas河流都屬于暖水性河流,所以該法更適合于流量變化主要受融雪影響的河流，其它類型河流應(yīng)用Texas法需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)做進(jìn)一步研究。顯然此法更適用于西北內(nèi)陸地區(qū)和東北地區(qū)，那邊得河流多由冰川融水補(bǔ)給。NGPRP法是將年份分為干旱年、濕潤(rùn)年、標(biāo)準(zhǔn)年，取標(biāo)準(zhǔn)年組90%保證率流量作為最用水量依然未涉及，顯然，次于Texas法。但是將不同年份分開(kāi)考慮從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，其考慮1.2水力定額法水力定額法根據(jù)河道水力參數(shù)(如寬度、深度、流速和濕周等)確定河流所需流量,所需濕周法的假設(shè)是：能夠保護(hù)好臨界區(qū)域的水生物棲息地的濕周，也將對(duì)非臨界區(qū)域的定關(guān)系曲線中濕周隨流量增加所表現(xiàn)出的增長(zhǎng)變化點(diǎn)(breakpoint),最后根據(jù)該變化點(diǎn)確定河流推薦流量。不同河流的濕周一流量增長(zhǎng)變不同,有些在最大可利用濕周的80%之處,有些所確定流量大約是平均流量的50%,以量的30%接近于最大濕周?，F(xiàn)在通常是在曲線上找曲率最大的點(diǎn)作為變化點(diǎn)。該方法適用于寬淺型河流，河道的形狀影響該方法的分析結(jié)果。R2-Cross法具有和濕周法相同的假設(shè)。對(duì)于一般的淺灘式河流棲息地，如果將河流平與歷史流量法相比，水力定額法包含了更多更為具體的河流信息，且只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，不需要詳細(xì)的物利-生境關(guān)系數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)容易獲得。然而這類方法忽視了流量1.3棲息地定額法棲息地定額法包括有效寬度（UW）法、加權(quán)有效寬度（WUW）法、河道內(nèi)流量增加法其中IFIM/PHABSIM應(yīng)用最為廣泛，這里以該法為例進(jìn)行介紹。IFIM/PHABSIM法是利用水力模型預(yù)測(cè)水深、流速等水力參數(shù)，然后與生境適宜性標(biāo)準(zhǔn)相比較，計(jì)算適于指定水生物種的生境面積。其中IFIM是指河道內(nèi)流量的研究部分,要考慮的因素有流量狀態(tài)、河道結(jié)構(gòu)、水溫、水質(zhì)和水面高度、流速、基質(zhì)、河面覆蓋前四個(gè)是從大生境方面考慮后四個(gè)是從微生境方面考慮。該方法中的PHABSIM模型是IFIM中的微生境模擬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（vj,水位高程（hj、基質(zhì)屬性（sj和河面覆蓋類型（cj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（SJ、流速喜好度（S,）、基質(zhì)喜好度（SJ、河面覆蓋喜好度（SJ,它們都被表示為01之間的值。最后，根據(jù)公式（1）計(jì)算每個(gè)斷面、每個(gè)指示的總生境適宜性，將其稱作權(quán)重可利用面積（WUA）,其中A,作為寬度為w,長(zhǎng)度為兩個(gè)相重復(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。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這種方法能將生物資料與河流流量研究相結(jié)合，使其更具說(shuō)服力。同時(shí)它可與水資源規(guī)劃過(guò)程相結(jié)合,在水資源配置框架中直接應(yīng)用。該方法要考慮到指示生物在不同生活期對(duì)該法既不需要建立種群和生境之間的聯(lián)系，也不需要像水文一生物分析法所需的生物數(shù)據(jù)境指標(biāo)進(jìn)行代替，與其它模型缺乏緊密結(jié)合,沒(méi)有明確考慮泥沙運(yùn)輸和河道形狀變化,結(jié)果比較復(fù)雜，實(shí)施需要大量人力物力，不適合于快速使用。另外，由于該方法將重點(diǎn)放在一些河流生物物種的保護(hù),而沒(méi)有考慮包括河流兩岸在內(nèi)的整個(gè)河流生態(tài)系統(tǒng),因此推薦的流量綜合法包括南非的BBM法和澳大利亞的整體研究法。它從生態(tài)系統(tǒng)整體出發(fā)而不只是考慮一、二生物的需水要求，根據(jù)專家意見(jiàn)綜合研究流量、泥沙運(yùn)輸、河床形狀與河岸帶群落之間的關(guān)系，使推薦的河道流量能夠同時(shí)滿足生物保護(hù)、棲息地維持、泥沙沉積、污染控制和景觀維護(hù)等功能。因此，這兩種方法都需要組成包括生態(tài)學(xué)家、地理學(xué)家、水力學(xué)家、水BBM法的目的是確定河流、濕地、湖泊的水質(zhì)和水量要求，保證它們保持在一個(gè)預(yù)定的狀態(tài)，這種預(yù)定狀態(tài)包括4種水平(AD),A是接近自然狀態(tài),D是接近人工狀態(tài)。根據(jù)專括干旱年基本流量、正常年基本流量、干旱年高流量、正常年高流量等。生態(tài)學(xué)家和地理學(xué)家對(duì)河流流速、水深和寬度提出要求,水文學(xué)家根據(jù)水文數(shù)據(jù)盡可能進(jìn)行分析，以保證河流河岸帶、洪泛區(qū)、地下水、濕地和河口地區(qū)，其基本原則就是保持河流流量的完整性、天然這兩種方法的最大優(yōu)點(diǎn)都是能夠與流域管理規(guī)劃較好地結(jié)合。缺點(diǎn)是資源消耗大,時(shí)間長(zhǎng),一般至少需要2年時(shí)間。為此,提出了一個(gè)較為快速的方法,即專家小組法,具體過(guò)程是組織多學(xué)科專家對(duì)不同流量狀況下的河流進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)2國(guó)內(nèi)河流生態(tài)用水計(jì)算方法研究國(guó)內(nèi)對(duì)于生態(tài)需水的計(jì)算方法的研究起步較晚。由于缺少其他相關(guān)資料（如不同生物需水需要和環(huán)境容量等地區(qū)資料所以所用方法主要以基于水文資所以國(guó)內(nèi)所用方法是國(guó)外方法的套用或改進(jìn)。如前面提及的改進(jìn)得7Q10法和枯年天然徑流均值作為河流的基本生態(tài)環(huán)境需水鵬。這兩種河流生態(tài)用水量計(jì)算方法屬于歷史流量法的水量的宏觀估算方法,該法適合于流域尺度的河道生態(tài)環(huán)境需水研究。其它如粟曉玲等提出目前國(guó)內(nèi)有關(guān)生態(tài)需水的研究是在現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)水文條件水或用水，并不代表所論流域或區(qū)域真實(shí)的生態(tài)需水,生態(tài)需水并不等于生態(tài)耗水。討論一個(gè)流域或區(qū)域的生態(tài)需水必須有以下幾個(gè)前提條件:①最優(yōu)的生態(tài)結(jié)構(gòu)組合；②最適宜的地水和地下水的最優(yōu)調(diào)控來(lái)滿足生態(tài)地下水位,達(dá)到既滿足生態(tài)植被需水的要求，乂不造成因地下水位太高而產(chǎn)生潛水的無(wú)效蒸發(fā)損失③最節(jié)水的生態(tài)系統(tǒng)：④能維持水和生態(tài)系統(tǒng)的平衡：⑤能滿足流域或區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的需襄：⑥有不同水文年型和年內(nèi)季節(jié)的變化。不考慮這些前提條件,所il?算出的結(jié)果就不能反映生態(tài)系統(tǒng)需水的要求，也難以進(jìn)生態(tài)需水的基本原理包括水文學(xué)原理以及生態(tài)系統(tǒng)學(xué)原理,即水分循環(huán)與水量平衡、水⑴水文循環(huán)與水量平衡原理區(qū)域水文循環(huán)與水量平衡是生態(tài)需水的物質(zhì)基礎(chǔ)。水循環(huán)的蒸發(fā)過(guò)程包含著生物界的基本生理過(guò)程---------------------蒸騰作用，涉及到生水量之差和水的變化量要滿足水量平衡原理，因而水循環(huán)和水平衡具有重要的生態(tài)意義。(2)水熱平衡原理水分在生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的結(jié)構(gòu)體中，既是物質(zhì)循環(huán)的一部分，乂是其它物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)的載體和能量流動(dòng)的媒介。地面的水分受熱后要向空中蒸發(fā)(包括植物的蒸騰)。用熱量平衡方程推算蒸發(fā)量的方法，稱為熱量平衡法。(3)水沙平衡原理水沙平衡是指為達(dá)到河道泥沙的沖淤平衡，而進(jìn)行輸沙、排沙所需要的水）；E為沖洗期內(nèi)蒸發(fā)損失量；P為沖洗期內(nèi)可利用的降雨量。式中各變量單位均為mm。m二可m==1000IIY（S0-S）/K（5））；o歷史流量法就是從歷史資料中推求生態(tài)需水流量。具體方法是將資料排頻在按照實(shí)驗(yàn)用年平均流量來(lái)計(jì)算生態(tài)需水是將所有資料的月平均流量轉(zhuǎn)化為年平均流量，再將所有各年平均流量從大到小排序進(jìn)行頻率計(jì)算，取50%保證率對(duì)應(yīng)的年平均流量的30%作為該相應(yīng)的保證率對(duì)應(yīng)的流量作為該站所在河段該月的推薦流量。各月份相應(yīng)的保證率春秋季證率的選取參考了國(guó)內(nèi)外生態(tài)需水研究的文獻(xiàn)，并考慮到水量的不同季節(jié)的豐枯不同而選平均流量。再將各年汛期平均流量排頻計(jì)算，取90%保證率對(duì)應(yīng)的流量作為該站所在河段連續(xù)的五個(gè)月的流量資料求算術(shù)平均，得出非汛期的平均流量。再將各年的非汛期平均流量排頻計(jì)算，取50%保證率對(duì)應(yīng)的流量為該站所在河段非汛期的推薦流量。這樣能考慮的表：各站不同方法推求的生態(tài)需水年平均汛期非汛期年平均汛期非汛期保證率保證率流量m7s256.9280.9266.5484.5809.2504.8532.4320.4279.6278.8660.3334.0生態(tài)需水256.0256.9280.9266.5484.5809.2504.8532.4320.4279.6278.8660.3334.0流量m7s11.978生態(tài)需水8.45511.97816.617年平均汛期非汛期年平均汛期非汛期保證率保證率272.0118.7227.9347.2260.8168.3137.4139.7109.4229.2128.0流量m7s生態(tài)需水118.7227.9260.8229.2生態(tài)需水季節(jié)變化但是計(jì)算的生態(tài)需水流量相對(duì)較高，由于缺少生態(tài)環(huán)境中的生物需水和沖沙稀釋各站所處的行政區(qū)不同，所控制的河流在流域中的地位也不同，所以生態(tài)需水所需的將各站的生態(tài)需水推薦流量畫(huà)在一張圖上，其后乂列出歷史最低流量過(guò)程圖和歷史月平均流量過(guò)程圖來(lái)與推薦的流量做比較并分析用水的趨勢(shì)。年平均平均用90%保證率對(duì)應(yīng)的年平均流量的30%作為生態(tài)需水量是三種推薦流量中最小的，月的生態(tài)需水流量變化能反映實(shí)際的生態(tài)需水季節(jié)變化，而汛期和非汛期的生態(tài)需水量也基本存在的問(wèn)題和對(duì)生態(tài)需水的