平原區(qū)人工化河道生態(tài)需水探究——以揚州江都為樣本一、引言1.1研究背景與意義隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，水資源的需求日益增長，水生態(tài)系統(tǒng)面臨著前所未有的壓力。平原區(qū)河道作為水資源的重要載體，不僅承擔著防洪、排澇、灌溉、供水等基本功能，還在維持區(qū)域生態(tài)平衡、保護生物多樣性、提供景觀娛樂等方面發(fā)揮著重要作用。然而，由于人類活動的強烈干擾，如河道整治、水利工程建設(shè)、城市化進程加快、工業(yè)廢水和生活污水排放等，平原區(qū)河道的生態(tài)功能逐漸退化，生態(tài)需水難以得到有效保障。揚州江都地處沿江中下游地區(qū)，水域面積占15%，素有“水鄉(xiāng)澤國”之稱。江都城區(qū)水網(wǎng)密集，縱橫交錯，大小河流有近30條，其中流域性河流芒稻河、高水河、新通揚運河、通揚運河縱橫南北東西，其它還有玉帶河、張綱河、灰糞港、迎豐河、小引江河等河道。這些河道除了具備引、排、蓄、航功能外，還擔負著美化城市環(huán)境、促進生態(tài)平衡、調(diào)節(jié)城市小氣候等特殊功能，豐富的水資源為區(qū)域的社會經(jīng)濟發(fā)展提供了重要保障。但隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和城區(qū)范圍的擴大，城市建設(shè)步伐加快，人口不斷增加，不合理的水資源使用和保護，使得部分河道被污染嚴重，已嚴重影響城市形象，影響市民的生產(chǎn)生活。部分河道被填平，沿河建房現(xiàn)象增多，河床淤積，導致河道的行洪能力、自凈能力下降，生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞。因此，研究揚州江都平原區(qū)人工化河道的生態(tài)需水，對于保護當?shù)氐乃鷳B(tài)環(huán)境、實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用具有重要的現(xiàn)實意義。從水資源管理角度來看，準確計算河道生態(tài)需水是合理配置水資源的關(guān)鍵。通過對揚州江都平原區(qū)人工化河道生態(tài)需水的研究，可以為水資源的科學分配提供依據(jù)，協(xié)調(diào)好生活、生產(chǎn)和生態(tài)用水之間的關(guān)系，避免因過度開發(fā)水資源而導致生態(tài)環(huán)境惡化，保障區(qū)域水資源的長期穩(wěn)定供應(yīng)。從生態(tài)保護角度而言，滿足河道生態(tài)需水是維持河流生態(tài)系統(tǒng)健康的必要條件。充足的生態(tài)需水可以保證河道內(nèi)水生生物的生存和繁衍，維護生物多樣性；有助于改善河流水質(zhì)，增強水體自凈能力；還能維持河道的景觀功能，提升城市的生態(tài)品質(zhì)和居民的生活質(zhì)量，促進人與自然的和諧共生。揚州江都平原區(qū)人工化河道生態(tài)需水研究具有重要的理論和實踐價值，對其他類似地區(qū)的河道生態(tài)保護和水資源管理也具有一定的借鑒意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著人們對生態(tài)環(huán)境保護的重視程度不斷提高，河道生態(tài)需水研究逐漸成為國內(nèi)外水科學領(lǐng)域的研究熱點。國內(nèi)外學者在生態(tài)需水理論和計算方法等方面開展了大量研究，取得了一系列成果。在生態(tài)需水理論方面，國外起步較早，20世紀40年代，美國魚類和野生動物保護機構(gòu)首次提出了為保護魚類和野生動物棲息地而需要維持一定河流流量的概念。隨后，生態(tài)需水的研究不斷深入，逐漸從單一的保護水生生物棲息地擴展到維持整個河流生態(tài)系統(tǒng)的健康和穩(wěn)定。例如，澳大利亞學者提出了“自然水流范式”，強調(diào)河流生態(tài)系統(tǒng)需要自然的流量過程來維持其生態(tài)功能，包括洪水脈沖、季節(jié)性流量變化等對河流生態(tài)系統(tǒng)的重要性。國內(nèi)對生態(tài)需水理論的研究始于20世紀80年代，初期主要集中在干旱半干旱地區(qū)的生態(tài)用水研究，如對西北內(nèi)陸河流域生態(tài)需水的探討，旨在解決干旱地區(qū)水資源短缺與生態(tài)保護之間的矛盾。隨著研究的推進，逐漸擴展到其他地區(qū)和不同類型的生態(tài)系統(tǒng)，對生態(tài)需水的內(nèi)涵和外延有了更全面的認識。例如，有學者認為生態(tài)需水是指為維持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定，天然生態(tài)系統(tǒng)和人工生態(tài)系統(tǒng)所需要的水量，包括維持水生生物生存、河流水質(zhì)凈化、河道輸沙、河岸植被生長等所需的水量。在生態(tài)需水的計算方法研究方面，國內(nèi)外也取得了豐富的成果，主要可分為以下幾類：水文學方法：該方法基于歷史水文數(shù)據(jù)，通過分析河流流量的統(tǒng)計特征來確定生態(tài)需水量。國外常用的有7Q10法，即采用近10年最枯連續(xù)7天平均流量的多年平均值作為河流最小生態(tài)流量。國內(nèi)也有學者采用頻率分析法，根據(jù)不同保證率下的河流流量來確定生態(tài)需水量，例如選取90%保證率下的枯水流量作為生態(tài)需水的下限。水文學方法計算簡單，數(shù)據(jù)獲取容易，但沒有考慮生態(tài)系統(tǒng)與水文過程之間的相互關(guān)系，對生態(tài)系統(tǒng)的復雜性考慮不足。水力學方法：主要通過建立水力學模型，分析水流與河床形態(tài)、水深、流速等水力要素之間的關(guān)系，來確定滿足特定生態(tài)目標的生態(tài)需水量。如美國開發(fā)的濕周法，通過研究濕周與流量的關(guān)系，確定臨界濕周對應(yīng)的流量作為生態(tài)流量。國內(nèi)學者也運用水力學方法對不同類型河道進行生態(tài)需水計算，如利用一維水力學模型計算河道的生態(tài)流量，考慮了河道的糙率、坡度等因素對水流的影響。水力學方法考慮了水力條件對生態(tài)系統(tǒng)的影響，但對河道地形等數(shù)據(jù)要求較高，且沒有直接考慮生態(tài)系統(tǒng)的生物需求。棲息地模擬法：該方法基于生物棲息地與水流條件之間的關(guān)系，通過構(gòu)建棲息地模型，模擬不同流量條件下生物棲息地的適宜性，從而確定生態(tài)需水量。國外比較典型的是R2Cross模型，它綜合考慮了水深、流速、水溫、溶解氧等多種因素對魚類棲息地的影響。國內(nèi)也有學者運用棲息地模擬法對特定水生生物的棲息地進行研究，如對長江中華鱘棲息地的模擬，確定了滿足中華鱘生存和繁殖所需的生態(tài)流量。棲息地模擬法能較好地反映生物對生態(tài)需水的需求，但模型參數(shù)較多，需要大量的生物學和水力學數(shù)據(jù)，且模型的通用性較差。綜合分析法：考慮到生態(tài)系統(tǒng)的復雜性，近年來國內(nèi)外學者越來越傾向于采用綜合分析法來計算生態(tài)需水量，將水文學、水力學、生物學等多方面的因素綜合考慮。例如，澳大利亞的“河流健康計劃”采用多指標評價體系，綜合考慮了河流的物理、化學、生物等方面的指標來確定生態(tài)需水量。國內(nèi)也有研究將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估與生態(tài)需水計算相結(jié)合，通過評估不同生態(tài)需水情景下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的變化，來確定合理的生態(tài)需水量。綜合分析法能更全面地考慮生態(tài)系統(tǒng)的需求，但計算過程復雜，涉及多學科的數(shù)據(jù)和方法，實施難度較大。對于平原區(qū)人工化河道生態(tài)需水研究，國外主要集中在對人工河道生態(tài)修復和生態(tài)功能恢復的研究中，探討如何通過合理的水資源配置來滿足人工河道的生態(tài)需求，如在歐洲一些城市的人工運河生態(tài)修復項目中，研究了生態(tài)需水對改善運河水質(zhì)和生物多樣性的作用。國內(nèi)對平原區(qū)人工化河道生態(tài)需水的研究相對較少，主要針對平原河網(wǎng)地區(qū)河道的特點，分析人類活動對河道生態(tài)需水的影響，以及如何計算和保障河道的生態(tài)需水量。例如，對太湖流域平原河網(wǎng)地區(qū)的研究，分析了城市化進程導致的河道水系變化對生態(tài)需水的影響，以及通過水資源優(yōu)化配置來保障河道生態(tài)需水的方法。盡管國內(nèi)外在河道生態(tài)需水研究方面取得了一定成果，但仍存在一些不足之處。目前的研究方法大多側(cè)重于單一生態(tài)目標的生態(tài)需水計算，難以全面考慮河道生態(tài)系統(tǒng)的多種功能和復雜需求。生態(tài)需水計算模型中的參數(shù)確定存在一定主觀性，不同模型之間的計算結(jié)果差異較大，缺乏統(tǒng)一的標準和規(guī)范。對于平原區(qū)人工化河道這一特殊類型，其生態(tài)需水的研究還不夠深入，對人工化河道生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能特點認識不足，如何準確計算和保障其生態(tài)需水還需要進一步研究。1.3研究內(nèi)容與方法本研究以揚州江都平原區(qū)人工化河道為對象，圍繞生態(tài)需水展開多方面深入研究。研究內(nèi)容包括：河道生態(tài)需水內(nèi)涵剖析：深入分析揚州江都平原區(qū)人工化河道生態(tài)需水的內(nèi)涵，明確其涵蓋維持河道水生態(tài)系統(tǒng)健康穩(wěn)定、保障水生生物生存繁衍、滿足河道自凈能力、維持河岸植被生長以及保證河道景觀和娛樂功能等方面所需的水量。綜合考慮河道生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能特點，以及人類活動對河道生態(tài)需水的影響，構(gòu)建適合該地區(qū)人工化河道生態(tài)需水的理論框架。河道生態(tài)水位計算：針對揚州江都平原區(qū)的自然條件和河道特點，研究維持河間地塊植被生長的河道生態(tài)水位的確定方法。通過實地調(diào)研和數(shù)據(jù)分析，考慮植被類型、生長習性、土壤特性以及地下水水位等因素，建立數(shù)學模型來計算維持河間地塊植物生長所需的河道生態(tài)水位。同時，結(jié)合水生生境功能、河流通航和景觀娛樂等目標，確定不同功能下的河道生態(tài)水位，并對各目標下的生態(tài)水位計算結(jié)果進行綜合分析和比較，確定合理的河道生態(tài)水位范圍。河道生態(tài)流量計算：采用合適的方法計算揚州江都平原區(qū)人工化河道的生態(tài)流量。一方面，從維持河道自凈需水的角度出發(fā)，通過對研究區(qū)域內(nèi)污染源的調(diào)查和監(jiān)測，核算污染源負荷。運用MIKE11等水動力水質(zhì)模型，模擬不同流量條件下河道的水質(zhì)變化情況，確定滿足河道自凈要求的最小生態(tài)流量。另一方面，考慮河道其他功能目標，如保障水生生物生存、維持河道生態(tài)系統(tǒng)的連通性等，采用水文學方法、水力學方法或棲息地模擬法等，計算相應(yīng)的生態(tài)流量。綜合各方面因素，確定河道的生態(tài)流量。生態(tài)需水保障措施探討：根據(jù)揚州江都平原區(qū)人工化河道生態(tài)需水的計算結(jié)果，結(jié)合當?shù)厮Y源現(xiàn)狀和社會經(jīng)濟發(fā)展需求，探討保障河道生態(tài)需水的措施。從水資源管理、工程措施和非工程措施等方面提出建議，如優(yōu)化水資源配置方案，合理調(diào)整用水結(jié)構(gòu)；加強水利工程建設(shè)和調(diào)度管理，提高水資源利用效率；建立健全生態(tài)補償機制，促進生態(tài)保護與經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)調(diào)共進；加強水污染防治，改善河道水質(zhì)；開展河道生態(tài)修復工程，恢復河道生態(tài)功能等。研究方法主要包括：文獻研究法：廣泛收集國內(nèi)外有關(guān)河道生態(tài)需水的理論、計算方法和實踐案例等相關(guān)文獻資料，了解該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，為本文的研究提供理論基礎(chǔ)和方法借鑒。對不同研究方法和成果進行對比分析，總結(jié)其優(yōu)缺點，結(jié)合揚州江都平原區(qū)人工化河道的特點，選擇適合本研究的方法和技術(shù)路線。實地調(diào)研法：對揚州江都平原區(qū)人工化河道進行實地考察，了解河道的基本情況，包括河道的走向、長度、寬度、水深、流速、水質(zhì)、河岸植被等。通過問卷調(diào)查和訪談等方式，收集當?shù)鼐用?、水利部門工作人員和相關(guān)專家對河道生態(tài)需水的認識和建議，以及河道在水資源利用、生態(tài)保護和管理等方面存在的問題。同時，對研究區(qū)域內(nèi)的水文氣象數(shù)據(jù)、水資源開發(fā)利用情況、污染源分布等進行調(diào)查和收集，為后續(xù)的計算和分析提供數(shù)據(jù)支持。模型計算法：運用水力學模型、水動力水質(zhì)模型等數(shù)學模型，對揚州江都平原區(qū)人工化河道的生態(tài)水位和生態(tài)流量進行計算。在模型建立過程中，充分考慮河道的地形地貌、水力條件、水質(zhì)狀況、生態(tài)系統(tǒng)特征等因素，合理確定模型參數(shù)。通過模型模擬不同工況下河道的水流狀態(tài)和生態(tài)需水情況，分析生態(tài)需水與各影響因素之間的關(guān)系，為生態(tài)需水的確定提供科學依據(jù)。例如，利用MIKE11模型對河道的水動力和水質(zhì)進行模擬，計算維持河道自凈需水的生態(tài)流量；運用濕周法、R2Cross模型等計算滿足水生生物棲息地需求的生態(tài)流量。綜合分析法：將文獻研究、實地調(diào)研和模型計算得到的結(jié)果進行綜合分析，從不同角度探討揚州江都平原區(qū)人工化河道的生態(tài)需水問題。考慮生態(tài)系統(tǒng)的整體性和復雜性，綜合考慮河道生態(tài)需水的多種功能目標和影響因素，權(quán)衡生態(tài)、經(jīng)濟和社會等多方面的利益，提出合理的生態(tài)需水保障措施。例如，在確定生態(tài)需水保障措施時，綜合考慮當?shù)厮Y源的可利用量、社會經(jīng)濟發(fā)展的用水需求以及生態(tài)保護的要求，制定切實可行的方案。二、揚州江都人工化河道概況2.1區(qū)域地理與水系特征揚州江都位于江蘇省中部，地處江淮平原南端，長江與淮河之間，介于北緯32°17′-32°48′，東經(jīng)119°27′-119°54′之間。其東連泰州市高港區(qū)、海陵區(qū)、姜堰區(qū)，南瀕長江，與鎮(zhèn)江市隔江相望；西傍揚州市廣陵區(qū)；北接高郵市、興化市。全區(qū)總面積1332.54平方千米，境內(nèi)地勢平坦，地面真高1.6-9.9米，傾斜坡度小于6度，南北最長處55.75千米，東西最寬處42.76千米。這種地勢特征使得江都在水系分布上具有獨特性，有利于河網(wǎng)的形成和水流的匯集與疏導。江都屬于亞熱帶季風性濕潤氣候向溫帶季風氣候的過渡區(qū)，氣候主要特點是四季分明，日照充足，雨量豐沛。年均降水量1020毫米，降雨集中在每年的6-9月，無霜期年平均220天，年均日照數(shù)2140小時。充沛的降水和適宜的氣候條件，為區(qū)域內(nèi)的水資源補給提供了良好的基礎(chǔ)，也對水系的動態(tài)變化產(chǎn)生重要影響，如雨季時河流水量增加，旱季時則需依靠水庫、閘壩等水利設(shè)施進行調(diào)節(jié)。江都境內(nèi)河湖交織，水系發(fā)達，是南水北調(diào)東線工程的源頭，坐擁長江、淮河與京杭大運河，三水匯聚。全區(qū)水域面積占15%，素有“水鄉(xiāng)澤國”之稱。就城區(qū)而言，大小河道近30條，流域性河流芒稻河、高水河、新通揚運河、通揚運河縱橫南北東西。芒稻河是淮河入江的主要河道之一，承擔著泄洪、航運等重要功能，其河寬水深，水流湍急，對維持區(qū)域的水動力平衡起著關(guān)鍵作用。高水河則是京杭大運河的重要組成部分，也是江都境內(nèi)重要的航運通道，其歷史悠久，見證了江都的繁榮與發(fā)展。新通揚運河和通揚運河是江都境內(nèi)的人工運河，主要用于灌溉、排澇和航運，它們與其他河道相互連通，構(gòu)成了一個完整的河網(wǎng)體系。除了上述流域性河流外，江都還有玉帶河、張綱河、灰糞港、迎豐河、小引江河等河道。這些河道在區(qū)域水系中起著補充和調(diào)節(jié)的作用，它們將流域性河流與周邊的湖泊、池塘等水體連接起來，形成了一個復雜的水生態(tài)系統(tǒng)。例如，玉帶河環(huán)繞著城區(qū)，不僅具有美化城市環(huán)境的作用，還能調(diào)節(jié)城市的小氣候，同時也承擔著部分排水功能；張綱河則主要為周邊的農(nóng)田提供灌溉水源，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的順利進行。人工化河道在江都的區(qū)域水系中占據(jù)著重要地位。紅旗河位于江都境內(nèi)東南部，是通南高沙區(qū)的一條南北向人工河。它北起通揚運河，流經(jīng)原二姜、吳橋、昌松等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，從嘶馬入江，全長15.8公里。紅旗河的開挖，解決了通南高沙區(qū)地勢偏高、河道偏少、水源不足的問題，為當?shù)?7萬畝農(nóng)田提供了充足的灌溉水源，實現(xiàn)了“旱改水”，保障了農(nóng)田的旱澇保收。同時，紅旗河還具有引水、灌溉、翻水、排澇、發(fā)電、過魚、通航、公路交通等八項功能，是一座閘站結(jié)合、一閘多用、一機多能、綜合運用的新型水利工程。小涵河位于江都區(qū)通北高平區(qū)，河道南起新通揚運河，北至鹽邵河，河道全長24千米。其中北段（丁伙套閘-鹽邵河段）為人工開挖河道，南北向順直。小涵河主要承擔江都通北高地、沿運灌區(qū)及三陽河以西地區(qū)的澇水匯入及沿線農(nóng)田的灌溉任務(wù)，是區(qū)域水系中重要的排澇和灌溉通道。這些人工化河道在江都的區(qū)域水系中，不僅承擔著引、排、蓄、航等基本功能，還對維持區(qū)域的生態(tài)平衡、保護生物多樣性、促進經(jīng)濟發(fā)展等方面發(fā)揮著重要作用。它們與自然河道相互配合，共同構(gòu)成了江都獨特的水生態(tài)環(huán)境。2.2人工化河道的類型與功能揚州江都人工化河道類型豐富多樣，根據(jù)其主要功能，可分為灌溉河道、排澇河道、景觀河道等。灌溉河道在江都農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。以紅旗河為例，它位于江都境內(nèi)東南部，是通南高沙區(qū)的一條南北向人工河。紅旗河所在區(qū)域地勢偏高，河道偏少，水源不足，歷史上只能種植旱谷作物，百姓生活貧困。1970-1971年，經(jīng)過兩期工程開挖，紅旗河建成，北起通揚運河，流經(jīng)原二姜、吳橋、昌松等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，從嘶馬入江，全長15.8公里。紅旗河的建成，開了引長江之水灌溉農(nóng)田的先例，為通南地區(qū)“旱改水”提供了充足的水源，保障了當?shù)?7萬畝農(nóng)田的旱澇保收。此外，紅旗河還在通揚運河南岸建紅旗套閘一座，陸續(xù)建橋梁8座，在嘶馬通過通江套閘與長江相通，在二姜通過紅旗套閘與通揚運河相通，成為連接長江與通揚運河的重要通道。除紅旗河外，江都還有眾多類似的灌溉河道，它們構(gòu)成了完善的灌溉水網(wǎng)，為農(nóng)田輸送著寶貴的水資源，確保了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定發(fā)展，是江都農(nóng)業(yè)的生命線。排澇河道對于江都應(yīng)對洪澇災(zāi)害、保障人民生命財產(chǎn)安全起著關(guān)鍵作用。小涵河是江都通北高平區(qū)的一條重要河道，南起新通揚運河，北至鹽邵河，全長24千米。其中北段（丁伙套閘-鹽邵河段）為人工開挖河道，南北向順直。小涵河主要承擔江都通北高地、沿運灌區(qū)及三陽河以西地區(qū)的澇水匯入任務(wù)。在雨季，當降水量過大時，周邊地區(qū)的澇水會迅速匯聚到小涵河，通過小涵河將澇水排出，避免了區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)內(nèi)澇災(zāi)害。此外，小涵河還兼顧沿線農(nóng)田的灌溉任務(wù)，在旱季時為農(nóng)田提供灌溉用水，實現(xiàn)了水資源在不同季節(jié)的合理調(diào)配。除小涵河外，江都還有許多其他排澇河道，它們相互連通，形成了高效的排澇體系，在洪水來臨時，能夠迅速有效地排除積水，保護了城市和鄉(xiāng)村的安全。景觀河道在提升城市形象、改善居民生活環(huán)境方面具有重要意義。玉帶河環(huán)繞著江都城區(qū)，河水清澈，河岸綠樹成蔭，是市民休閑散步的好去處。玉帶河不僅具有美化城市環(huán)境的作用，還能調(diào)節(jié)城市的小氣候。在炎熱的夏季，河水的蒸發(fā)可以降低周邊區(qū)域的溫度，增加空氣濕度，使居民感到更加舒適。同時，玉帶河的存在也為城市增添了靈動之美，提升了城市的整體景觀品質(zhì)。近年來，江都對景觀河道進行了一系列的整治和提升工程，如河道清淤、岸線整治、綠化美化等。通過這些工程，景觀河道的水質(zhì)得到了改善，生態(tài)環(huán)境更加優(yōu)美，吸引了更多的市民和游客前來觀賞游玩，成為了城市的一張亮麗名片。這些不同類型的人工化河道在江都區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)中具有多重功能。在生態(tài)功能方面，它們?yōu)楸姸嗨锾峁┝藯⒑头毖艿膱鏊?，維持了生物多樣性。河道中的水生植物可以吸收水中的營養(yǎng)物質(zhì)，凈化水質(zhì)，同時還能為魚類等水生動物提供食物和庇護。河岸的植被則可以固定土壤，防止水土流失，調(diào)節(jié)河水的溫度和流量，為生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供了保障。在經(jīng)濟功能方面，灌溉河道保障了農(nóng)業(yè)的豐收，為農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了基礎(chǔ)，促進了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。排澇河道減少了洪澇災(zāi)害對經(jīng)濟的破壞，保障了工業(yè)和商業(yè)等其他產(chǎn)業(yè)的正常運行。景觀河道則帶動了旅游業(yè)的發(fā)展，增加了城市的經(jīng)濟收入。在社會功能方面，這些河道為居民提供了休閑娛樂的空間，豐富了居民的精神文化生活。同時，河道的存在也增強了城市的凝聚力和歸屬感，提升了居民的生活質(zhì)量。2.3河道生態(tài)現(xiàn)狀調(diào)查為全面了解揚州江都人工化河道的生態(tài)現(xiàn)狀，對區(qū)域內(nèi)多條典型人工化河道進行了詳細調(diào)查，包括紅旗河、小涵河、玉帶河等，調(diào)查內(nèi)容涵蓋水質(zhì)狀況、水生生物種類和數(shù)量、河岸帶生態(tài)等方面。水質(zhì)狀況是衡量河道生態(tài)健康的重要指標。通過對揚州江都人工化河道的水質(zhì)監(jiān)測分析發(fā)現(xiàn)，部分河道存在不同程度的污染問題。在化學需氧量（COD）指標上，部分河道的COD含量超過了國家地表水Ⅲ類標準，表明水體中有機物污染較為嚴重。例如，在對紅旗河的監(jiān)測中，某些河段的COD含量達到了40mg/L，遠超Ⅲ類標準的20mg/L。這主要是由于周邊工業(yè)企業(yè)的廢水排放和居民生活污水的直排，大量未經(jīng)處理的有機污染物進入河道，導致水體中有機物含量過高。氨氮和總磷含量也普遍超標，反映出河道水體的富營養(yǎng)化問題。以小涵河為例，其氨氮含量平均值達到了2.5mg/L，總磷含量為0.3mg/L，均超過了Ⅲ類水標準中氨氮1.0mg/L和總磷0.2mg/L的限值。富營養(yǎng)化會導致水體中藻類大量繁殖，形成水華現(xiàn)象，消耗水中的溶解氧，使水質(zhì)惡化，影響水生生物的生存。此外，部分河道的溶解氧含量較低，無法滿足水生生物正常呼吸的需求。一些河道的溶解氧含量僅為3mg/L左右，而維持水生生物正常生存的溶解氧一般要求在5mg/L以上。這使得河道中的魚類等水生生物面臨缺氧死亡的威脅，生物多樣性受到嚴重影響。水生生物是河道生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其種類和數(shù)量的變化能直觀反映河道生態(tài)環(huán)境的優(yōu)劣。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，揚州江都人工化河道的水生生物種類較為單一，生物多樣性較低。在魚類方面，常見的僅為鯽魚、鯉魚等少數(shù)耐污能力較強的品種，而一些對水質(zhì)要求較高的魚類，如鱖魚、鱸魚等幾乎絕跡。這主要是由于水質(zhì)污染和河道生態(tài)環(huán)境的破壞，使得這些魚類的生存環(huán)境惡化，無法在河道中生存和繁衍。在水生植物方面，河道中主要以浮萍、水葫蘆等漂浮植物為主，沉水植物數(shù)量較少。浮萍和水葫蘆的大量繁殖會覆蓋水面，阻擋陽光進入水體，影響水下植物的光合作用，進而破壞水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡。同時，沉水植物的缺乏也使得水體的自凈能力下降，無法有效吸收水中的營養(yǎng)物質(zhì)和污染物。河岸帶生態(tài)對維持河道生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定具有重要作用。揚州江都人工化河道的河岸帶生態(tài)現(xiàn)狀不容樂觀，存在諸多問題。部分河道的河岸硬化現(xiàn)象嚴重，采用混凝土、石塊等硬質(zhì)材料進行護坡，使得河岸失去了自然的生態(tài)功能。這種硬化的河岸無法為水生生物提供棲息和繁殖的場所，也不利于河岸植被的生長。同時，硬質(zhì)護坡還會阻斷河水與土壤之間的物質(zhì)交換，影響河道生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動。河岸植被破壞也較為嚴重，許多河道沿岸的原生植被被破壞，取而代之的是人工種植的單一綠化樹種。這不僅降低了河岸植被的生態(tài)功能，還減少了生物的棲息地和食物來源，影響了生物多樣性。此外，河岸帶的垃圾堆積現(xiàn)象也較為普遍，生活垃圾、建筑垃圾等隨意丟棄在河岸，不僅影響了河道的景觀，還會對水質(zhì)造成污染。垃圾中的有害物質(zhì)會隨著雨水沖刷進入河道，進一步惡化河道生態(tài)環(huán)境。三、生態(tài)需水計算方法與模型3.1生態(tài)需水的概念與內(nèi)涵平原區(qū)人工化河道生態(tài)需水，是指為維持平原區(qū)人工化河道生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定，保障其生態(tài)服務(wù)功能正常發(fā)揮所需要的水量。它涵蓋了多個方面的需求，對于維持河道生態(tài)系統(tǒng)的健康至關(guān)重要。從維持河道水生態(tài)系統(tǒng)健康穩(wěn)定的角度來看，生態(tài)需水是保障河道內(nèi)水生生物生存和繁衍的基礎(chǔ)。水生生物包括魚類、浮游生物、底棲生物等，它們在河道生態(tài)系統(tǒng)中扮演著不同的角色，共同構(gòu)成了復雜的食物鏈和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。充足的生態(tài)需水可以為這些水生生物提供適宜的生存環(huán)境，保證其正常的生長、繁殖和代謝活動。例如，合適的水深和流速能夠為魚類提供良好的棲息和洄游場所，滿足它們的生存需求；而足夠的溶解氧含量則是水生生物呼吸的關(guān)鍵，生態(tài)需水的保障有助于維持水體中溶解氧的平衡。在滿足河道自凈能力方面，生態(tài)需水起著不可或缺的作用。河道的自凈能力是指水體通過物理、化學和生物作用，將污染物降解和轉(zhuǎn)化，使水質(zhì)得到凈化的能力。足夠的生態(tài)需水能夠稀釋河道中的污染物，增加水體的流動性，促進污染物的擴散和分解。同時，生態(tài)需水中的溶解氧為好氧微生物提供了生存條件，這些微生物能夠分解有機污染物，進一步提高河道的自凈能力。如果生態(tài)需水不足，河道的自凈能力就會下降，導致污染物積累，水質(zhì)惡化，進而影響整個河道生態(tài)系統(tǒng)的健康。維持河岸植被生長也依賴于平原區(qū)人工化河道的生態(tài)需水。河岸植被是河道生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，它不僅可以固定土壤，防止河岸侵蝕，還能為河道提供遮蔭，調(diào)節(jié)水溫，為水生生物提供食物和棲息地。生態(tài)需水通過地下水的補給和土壤水分的保持，為河岸植被提供了生長所需的水分。不同類型的河岸植被對水分的需求不同，合理的生態(tài)需水能夠滿足各種植被的生長需求，維持河岸植被的多樣性和穩(wěn)定性。生態(tài)需水對于保證河道景觀和娛樂功能也具有重要意義。在城市中，人工化河道往往是重要的景觀元素，清澈的河水、優(yōu)美的河岸景色吸引著人們前來觀賞和休閑娛樂。充足的生態(tài)需水可以保持河道水位的穩(wěn)定，使河道呈現(xiàn)出良好的景觀效果。同時，良好的水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境也為水上娛樂活動提供了條件，如劃船、垂釣等，豐富了人們的生活。如果生態(tài)需水得不到保障，河道可能會出現(xiàn)干涸、水質(zhì)惡化等問題，破壞河道的景觀和娛樂功能，降低城市的生態(tài)品質(zhì)。3.2常用計算方法概述計算平原區(qū)人工化河道生態(tài)需水的方法眾多，主要包括水文學方法、水力學方法、生態(tài)學法以及綜合分析法等，每種方法都有其獨特的原理、優(yōu)缺點和適用性。水文學方法是基于歷史水文數(shù)據(jù)來計算生態(tài)需水的一類方法。其中，Tennant法應(yīng)用較為廣泛。該方法以預先確定的年平均流量的百分數(shù)為基礎(chǔ)來確定河流流量推薦值。例如，10%年均流量被認為是對大多數(shù)水生生物物種維持短期生存生境推薦的最小瞬時流量；30%年均流量是維持多數(shù)水生物種良好生存生境的基本流量；60%的年均流量是為多數(shù)水生物種最初開始生長所需要優(yōu)良生境的基本流量。Tennant法的優(yōu)點在于計算過程簡單便捷，不需要進行復雜的現(xiàn)場測量，在對計算結(jié)果精度要求不高且生物資料匱乏的情況下，如在規(guī)劃工程的初步階段，能夠快速估算出生態(tài)需水量。然而，該方法也存在明顯的局限性。它依賴于統(tǒng)計學原理，需要有較長序列的水文資料來支撐計算結(jié)果的可靠性，對于缺乏長期水文監(jiān)測數(shù)據(jù)的地區(qū)，該方法的應(yīng)用受到限制。同時，Tennant法沒有充分考慮生物的需水特性以及生物間的相互影響，缺乏對生態(tài)系統(tǒng)復雜性的深入認識，標準的準確性也有待進一步驗證，因此一般只適用于優(yōu)先度不高的河段，或者作為其他方法計算結(jié)果的粗略檢驗。流量歷時曲線法也是水文學方法中的一種。它通過利用歷史流量資料構(gòu)建各月流量歷時曲線，將某個累積頻率相應(yīng)的流量（Qp）作為生態(tài)流量。通常，Qp的頻率可取90%或95%，Q90可根據(jù)實際需要作適當調(diào)整。Q90常被用作枯水流量指數(shù)，是水生棲息地的最小流量，可作為警告水資源管理者的危險流量條件的臨界值；Q95為低流量指數(shù)或者極端低流量條件指標，用于保護河流的最小流量。流量歷時曲線法的優(yōu)勢在于簡單快速，只需獲取河流各個水文站點的歷史流量資料，無需進行現(xiàn)場勘測。但該方法對資料的要求較高，一般需要30年以上的流量系列，否則難以準確反映流量的長期變化規(guī)律，從而影響生態(tài)需水計算的準確性。水力學方法主要依據(jù)河道的水力參數(shù)，如河寬、水深、斷面面積、流速和濕周等，來確定河流所需的生態(tài)流量。濕周法是水力學方法的典型代表。它通過河道斷面確定濕周與流量之間的關(guān)系，找出影響流量變化的關(guān)鍵點，將該關(guān)鍵點對應(yīng)的流量作為河道流量的推薦值。其原理是基于保護臨界區(qū)域的水生物棲息地的濕周，也將對非臨界區(qū)域的棲息地提供足夠的保護。濕周法適用于寬淺矩形河道和拋物線型河道，因為這兩種河道具有明顯的濕周—流量關(guān)系增長變化點，便于確定生態(tài)流量。然而，對于周—流量曲線的增長變化點表現(xiàn)不明顯的河道，如三角形河道，濕周法難以準確判別關(guān)鍵點，從而影響生態(tài)需水的計算精度。此外，濕周法假定河道在時間尺度上是穩(wěn)定的，且所選擇的橫斷面概化存在一定誤差，實際應(yīng)用中可能無法確切地表征整個河道的水力特性。R2Cross法也是一種水力學方法，它綜合考慮了水深、流速、水溫、溶解氧等多種因素對水生生物棲息地的影響。通過建立水力學模型，模擬不同流量條件下這些因素的變化，進而確定滿足水生生物生存需求的生態(tài)流量。R2Cross法相較于濕周法，對水生生物棲息地的考慮更為全面，能夠更準確地反映生態(tài)需水與水力條件之間的關(guān)系。但該方法模型參數(shù)較多，需要大量的水力學和生物學數(shù)據(jù)來確定參數(shù)值，數(shù)據(jù)獲取難度較大，計算過程也較為復雜，限制了其在實際應(yīng)用中的推廣。生態(tài)學法是從生態(tài)系統(tǒng)的角度出發(fā)，考慮生物的生態(tài)需求來計算生態(tài)需水的方法。河道流量增加法（IFIM）是其中的代表性方法。該方法通過建立河道流量與水生生物棲息地適宜性之間的關(guān)系，模擬不同流量條件下生物棲息地的變化，從而確定滿足生物生存和繁衍所需的生態(tài)流量。IFIM法的優(yōu)點是能夠直接反映生物對生態(tài)需水的需求，考慮了生物與環(huán)境之間的相互作用，計算結(jié)果更符合生態(tài)系統(tǒng)的實際情況。然而，該方法需要大量詳細的生物學數(shù)據(jù)，包括水生生物的種類、數(shù)量、分布、生活習性以及它們對水生態(tài)環(huán)境的要求等，數(shù)據(jù)收集和整理工作難度大、成本高。同時，由于不同地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)具有獨特性，該方法的通用性較差，在應(yīng)用時需要根據(jù)具體的生態(tài)環(huán)境條件進行調(diào)整和驗證。棲息地模擬法也是生態(tài)學法的一種。它基于生物棲息地與水流條件之間的關(guān)系，通過構(gòu)建棲息地模型，模擬不同流量條件下生物棲息地的適宜性。例如，利用水動力學模型和生物棲息地模型相結(jié)合，考慮水深、流速、底質(zhì)等因素對水生生物棲息地的影響，確定適宜生物生存的流量范圍。棲息地模擬法能夠較好地反映生物對生態(tài)需水的需求，為保護生物多樣性提供科學依據(jù)。但該方法同樣面臨數(shù)據(jù)需求大、模型參數(shù)難以確定以及模型通用性差等問題。不同的水生生物對棲息地條件的要求不同，需要針對不同的生物種類建立相應(yīng)的模型，增加了研究的復雜性和工作量。綜合分析法是將多種因素綜合考慮來計算生態(tài)需水的方法。BBM法（BuildingBlockMethod）是綜合分析法的典型代表，由南非水務(wù)及林業(yè)部與有關(guān)科研機構(gòu)共同開發(fā)，在南部非洲得到了廣泛應(yīng)用。BBM法的優(yōu)點是充分考慮了月流量的變化，大、小生態(tài)流量都能得到合理的考量，分部分的最小流量可初步作為河道內(nèi)的生態(tài)需水量。它綜合考慮了水文學、水力學、生態(tài)學等多方面的因素，更全面地反映了生態(tài)系統(tǒng)的需求。然而，BBM法是針對南部非洲的環(huán)境開發(fā)的，具有較強的針對性，計算過程比較繁瑣。在其他地區(qū)應(yīng)用時，需要根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況對方法進行適當修改和調(diào)整，以適應(yīng)不同的地理環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)特點。在實際應(yīng)用中，各種生態(tài)需水計算方法都有其適用范圍和局限性。水文學方法簡單快速，但對數(shù)據(jù)要求高，缺乏對生態(tài)系統(tǒng)復雜性的考慮；水力學方法考慮了水力條件對生態(tài)系統(tǒng)的影響，但對河道地形等數(shù)據(jù)要求較高，且未直接考慮生物需求；生態(tài)學法能較好地反映生物需求，但數(shù)據(jù)獲取難度大，模型通用性差；綜合分析法能全面考慮多方面因素，但計算復雜，實施難度較大。因此，在計算揚州江都平原區(qū)人工化河道生態(tài)需水時，需要根據(jù)研究區(qū)域的特點、數(shù)據(jù)的可獲取性以及研究目的等因素，選擇合適的計算方法，或者綜合運用多種方法，以提高生態(tài)需水計算的準確性和可靠性。3.3針對揚州江都河道的模型選擇與參數(shù)確定結(jié)合揚州江都平原區(qū)人工化河道的具體特點，在眾多生態(tài)需水計算方法和模型中，選擇了MIKE11水動力水質(zhì)模型來計算維持河道自凈需水的生態(tài)流量，同時采用濕周法計算滿足水生生物棲息地需求的部分生態(tài)流量。MIKE11水動力水質(zhì)模型由丹麥水力研究所（DHI）開發(fā)，是一款應(yīng)用廣泛且功能強大的河流水動力與水質(zhì)模擬軟件。揚州江都平原區(qū)人工化河道水流條件復雜，受多種因素影響，如河道形態(tài)不規(guī)則，存在寬窄變化和彎道；流量受上游來水、閘壩調(diào)控以及區(qū)域降水等因素影響，變化較大；同時，河道內(nèi)污染物來源多樣，包括工業(yè)廢水、生活污水以及農(nóng)業(yè)面源污染等。MIKE11模型能夠較好地適應(yīng)這些復雜情況，其水動力模塊可以模擬河道水流的流速、水位等水力要素的變化，考慮河道的糙率、坡度、斷面形狀等因素對水流的影響。水質(zhì)模塊則可以模擬多種污染物在河道中的遷移、轉(zhuǎn)化和降解過程，如化學需氧量（COD）、氨氮、總磷等污染物的濃度變化，為確定維持河道自凈需水的生態(tài)流量提供科學依據(jù)。在確定MIKE11模型參數(shù)時，需要對研究區(qū)域進行詳細的實地調(diào)研和數(shù)據(jù)收集。對于水動力參數(shù)，河道糙率是一個關(guān)鍵參數(shù)，它反映了河道壁面對水流的阻力。通過實地測量河道的粗糙度，參考相關(guān)文獻和經(jīng)驗數(shù)據(jù)，確定不同河道段的糙率值。例如，對于襯砌較好、表面較為光滑的人工河道段，糙率取值相對較小，一般在0.015-0.02之間；而對于河床有較多雜物、植被生長的河道段，糙率取值較大，約為0.03-0.05。河道坡度根據(jù)地形圖進行測量和計算，確保模型能夠準確反映河道的地形變化對水流的影響。水質(zhì)參數(shù)的確定則需要結(jié)合研究區(qū)域內(nèi)污染源的調(diào)查和監(jiān)測數(shù)據(jù)。例如，對于COD的降解系數(shù)，通過對河道內(nèi)水樣的實驗室分析和模擬實驗，確定其在不同溫度、溶解氧等條件下的降解速率，從而得到合適的降解系數(shù)。氨氮和總磷的轉(zhuǎn)化系數(shù)也通過類似的方法確定，考慮到它們在水體中的硝化、反硝化、吸附解吸等過程，綜合實驗數(shù)據(jù)和實際監(jiān)測情況，確定相應(yīng)的參數(shù)值。濕周法作為一種水力學方法，在計算滿足水生生物棲息地需求的生態(tài)流量方面具有一定的優(yōu)勢。揚州江都平原區(qū)人工化河道中，部分河道具有寬淺矩形或拋物線型的斷面特征，這與濕周法的適用條件相契合。通過現(xiàn)場測量河道的斷面尺寸，包括河寬、水深等數(shù)據(jù)，繪制濕周-流量關(guān)系曲線。在確定濕周法的關(guān)鍵參數(shù)時，需要找到濕周-流量關(guān)系曲線中的關(guān)鍵點，即濕周隨流量變化的增長率發(fā)生明顯變化的點，該點對應(yīng)的流量即為生態(tài)流量的推薦值。在實際操作中，可能會由于測量誤差、河道斷面的局部變化等因素影響關(guān)鍵點的確定，因此需要多次測量和分析，結(jié)合河道的實際生態(tài)狀況，合理確定生態(tài)流量。例如，在對某條寬淺矩形河道進行濕周法計算時，經(jīng)過多次測量和數(shù)據(jù)處理，確定濕周-流量關(guān)系曲線在流量為Q1時出現(xiàn)明顯的變化點，綜合考慮該河道內(nèi)水生生物的種類和分布情況，將Q1作為滿足該河道水生生物棲息地需求的生態(tài)流量參考值。通過選擇合適的計算模型和準確確定參數(shù)，能夠更準確地計算揚州江都平原區(qū)人工化河道的生態(tài)需水量，為后續(xù)的生態(tài)需水保障措施制定提供可靠的依據(jù)。四、揚州江都人工化河道生態(tài)需水計算與結(jié)果分析4.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集與整理為準確計算揚州江都人工化河道生態(tài)需水，收集了多方面基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，涵蓋水文、水質(zhì)、地形地貌等，為后續(xù)計算提供有力支持。水文數(shù)據(jù)方面，從揚州市水利局、江都區(qū)水務(wù)局以及相關(guān)水文監(jiān)測站點獲取了豐富信息。收集了近30年（1990-2020年）紅旗河、小涵河、玉帶河等典型人工化河道的逐日流量數(shù)據(jù)，包括最大流量、最小流量和平均流量。這些數(shù)據(jù)反映了河道流量在不同年份和季節(jié)的變化情況，為分析河道的水文學特征提供了基礎(chǔ)。同時，獲取了相應(yīng)時間段內(nèi)的水位數(shù)據(jù)，包括最高水位、最低水位和平均水位，以及水位的變化過程。水位數(shù)據(jù)對于研究河道的水力條件和生態(tài)需水的關(guān)系至關(guān)重要，例如，不同的水位會影響水生生物的棲息地范圍和水深條件。此外，還收集了該地區(qū)的降水、蒸發(fā)等氣象數(shù)據(jù)。降水數(shù)據(jù)包括年降水量、月降水量以及降水的日變化情況，蒸發(fā)數(shù)據(jù)則涵蓋了水面蒸發(fā)和陸面蒸發(fā)等信息。這些氣象數(shù)據(jù)與水文數(shù)據(jù)相結(jié)合，能夠更全面地了解河道水資源的補給和消耗情況。例如，降水是河道水資源的重要補給來源，而蒸發(fā)則是水資源消耗的重要途徑，通過分析降水和蒸發(fā)數(shù)據(jù)，可以更好地理解河道流量的動態(tài)變化。水質(zhì)數(shù)據(jù)對于計算生態(tài)需水同樣關(guān)鍵。通過對揚州江都人工化河道的實地采樣和實驗室分析，獲取了化學需氧量（COD）、氨氮、總磷、溶解氧等水質(zhì)指標數(shù)據(jù)。在2020年，對紅旗河進行了為期一年的逐月采樣，分析了COD、氨氮、總磷和溶解氧的含量變化。這些數(shù)據(jù)反映了河道水質(zhì)的現(xiàn)狀和變化趨勢，對于評估河道的自凈能力和生態(tài)需水需求具有重要意義。例如，高濃度的COD和氨氮表明水體中有機物和氮污染嚴重，需要更多的生態(tài)需水來稀釋和凈化污染物；而低溶解氧含量則會影響水生生物的生存，需要通過增加生態(tài)需水來提高水體的溶解氧水平。地形地貌數(shù)據(jù)是計算生態(tài)需水的重要基礎(chǔ)。利用高精度的地形圖和地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，獲取了河道的河寬、水深、坡度、糙率等地形地貌參數(shù)。對于紅旗河，通過實地測量和地形圖分析，確定了其不同河段的河寬和水深變化情況。這些參數(shù)對于水力學模型的建立和生態(tài)需水的計算至關(guān)重要。例如，河寬和水深會影響水流的速度和流量，而坡度和糙率則會影響水流的阻力和能量損失。在水力學模型中，準確的地形地貌參數(shù)能夠更準確地模擬河道水流的運動和生態(tài)需水的分布情況。通過對這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集與整理，為后續(xù)運用MIKE11水動力水質(zhì)模型和濕周法等方法計算揚州江都人工化河道生態(tài)需水提供了全面、準確的數(shù)據(jù)支持，確保了計算結(jié)果的可靠性和科學性。4.2不同類型河道生態(tài)需水計算針對揚州江都平原區(qū)不同類型的人工化河道，運用選定的計算模型和方法，分別計算其生態(tài)需水量。4.2.1灌溉河道生態(tài)需水計算以紅旗河為例，它是江都重要的灌溉河道，為通南高沙區(qū)17萬畝農(nóng)田提供灌溉水源。灌溉河道的生態(tài)需水主要用于滿足農(nóng)田灌溉需求，維持農(nóng)作物的正常生長。在計算紅旗河的生態(tài)需水時，考慮了以下因素：農(nóng)田灌溉定額：通過對紅旗河流域內(nèi)農(nóng)作物種植類型和面積的調(diào)查，結(jié)合當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)灌溉試驗數(shù)據(jù)，確定了不同農(nóng)作物的灌溉定額。例如，水稻的灌溉定額為800-1000立方米/畝，小麥的灌溉定額為300-400立方米/畝。根據(jù)流域內(nèi)水稻和小麥的種植面積，分別計算出它們的灌溉需水量。假設(shè)紅旗河流域內(nèi)水稻種植面積為10萬畝，小麥種植面積為7萬畝，則水稻的灌溉需水量為800×10=8000萬立方米（取灌溉定額下限計算），小麥的灌溉需水量為300×7=2100萬立方米。灌溉水利用系數(shù)：考慮到灌溉過程中的水量損失，引入灌溉水利用系數(shù)。通過對紅旗河灌溉系統(tǒng)的實地調(diào)研和分析，確定其灌溉水利用系數(shù)為0.65。這意味著從紅旗河引出的灌溉水，在經(jīng)過渠道輸送和田間灌溉過程中，有35%的水量會因蒸發(fā)、滲漏等原因損失掉。因此，為滿足農(nóng)田實際灌溉需求，紅旗河需要提供的生態(tài)需水量為：(8000+2100)÷0.65≈15538.46萬立方米。4.2.2排澇河道生態(tài)需水計算小涵河是江都的主要排澇河道之一，承擔著江都通北高地、沿運灌區(qū)及三陽河以西地區(qū)的澇水匯入及沿線農(nóng)田的灌溉任務(wù)。排澇河道的生態(tài)需水主要用于在暴雨期間及時排除澇水，防止區(qū)域內(nèi)發(fā)生內(nèi)澇災(zāi)害。在計算小涵河的生態(tài)需水時，采用了以下方法：排澇模數(shù)法：根據(jù)小涵河流域的地形、地貌、土壤類型、植被覆蓋等因素，結(jié)合當?shù)氐谋┯曩Y料和排澇標準，確定排澇模數(shù)。排澇模數(shù)是指單位面積上的排澇流量。通過查閱相關(guān)資料和實地調(diào)研，確定小涵河流域的排澇模數(shù)為0.5立方米/秒?平方公里。小涵河流域的集水面積為200平方公里，則小涵河的排澇流量為0.5×200=100立方米/秒。排澇歷時：根據(jù)當?shù)氐谋┯晏匦院团艥骋螅_定排澇歷時為3天。則小涵河在排澇期間需要提供的生態(tài)需水量為100×3×24×3600=2592萬立方米。4.2.3景觀河道生態(tài)需水計算玉帶河是江都城區(qū)的景觀河道，對于美化城市環(huán)境、調(diào)節(jié)城市小氣候具有重要作用。景觀河道的生態(tài)需水主要用于維持河道的景觀功能，保持河水的清澈和水位的穩(wěn)定。在計算玉帶河的生態(tài)需水時，考慮了以下因素：河道蒸發(fā)和滲漏損失：通過對玉帶河的實地監(jiān)測和分析，確定其河道蒸發(fā)和滲漏損失量。假設(shè)玉帶河的水面面積為10萬平方米，年平均蒸發(fā)量為1000毫米，滲漏損失量為50毫米。則玉帶河每年因蒸發(fā)和滲漏損失的水量為10×(1000+50)÷1000=10.5萬立方米。景觀補水需求：為了保持玉帶河的景觀效果，需要定期進行補水。根據(jù)河道的水位變化和景觀要求，確定景觀補水的頻率和補水量。假設(shè)每月補水一次，每次補水量為5萬立方米，則每年的景觀補水需水量為5×12=60萬立方米。因此，玉帶河的生態(tài)需水量為10.5+60=70.5萬立方米。通過對揚州江都不同類型人工化河道生態(tài)需水的計算，得到了各河道的生態(tài)需水量。這些計算結(jié)果為后續(xù)制定合理的水資源配置方案和生態(tài)需水保障措施提供了重要依據(jù)。4.3計算結(jié)果分析與討論通過對揚州江都不同類型人工化河道生態(tài)需水的計算，得到了各河道生態(tài)需水量的具體數(shù)值。這些結(jié)果在時間和空間上呈現(xiàn)出一定的變化特征，且受到多種因素的綜合影響。從時間變化特征來看，灌溉河道的生態(tài)需水量在不同季節(jié)差異明顯。以紅旗河為例，在農(nóng)作物生長旺季，如夏季水稻生長期間，需水量大幅增加。這是因為夏季氣溫高，蒸發(fā)量大，水稻生長對水分的需求旺盛。而在冬季，農(nóng)作物生長緩慢，灌溉需求減少，紅旗河的生態(tài)需水量也隨之降低。排澇河道的生態(tài)需水量則主要集中在雨季。如小涵河，在每年的6-9月降水集中期，大量的雨水匯聚導致澇水增加，此時小涵河需要提供較大的生態(tài)需水量來及時排除澇水，保障區(qū)域安全。而在旱季，排澇河道的生態(tài)需水量相對較小。景觀河道的生態(tài)需水量在全年相對較為穩(wěn)定，但也會受到季節(jié)因素的一定影響。例如，在夏季高溫時，水面蒸發(fā)量增大，玉帶河為保持景觀效果，生態(tài)需水量會有所增加；而在冬季，蒸發(fā)量減少，生態(tài)需水量則略有降低。在空間變化特征方面，不同區(qū)域的河道生態(tài)需水量存在差異。位于農(nóng)業(yè)種植區(qū)的灌溉河道，如紅旗河，由于農(nóng)田面積大，灌溉需求高，其生態(tài)需水量明顯高于其他區(qū)域的河道。而在城市中心的景觀河道，如玉帶河，雖然其生態(tài)需水量相對較小，但對于城市生態(tài)環(huán)境的改善和居民生活質(zhì)量的提升具有重要意義。此外，河道的生態(tài)需水量還與河道的長度、寬度、水深等因素有關(guān)。一般來說，河道越長、越寬、越深，其生態(tài)需水量也會相應(yīng)增加。例如，芒稻河作為江都的重要流域性河流，河寬水深，承擔著多種功能，其生態(tài)需水量遠大于一些小型河道。影響揚州江都人工化河道生態(tài)需水的因素是多方面的。自然因素中，降水是重要影響因素之一。降水的多少和分布直接決定了河道水資源的補給量。降水充沛的年份，河道生態(tài)需水相對容易滿足；而在干旱年份，降水不足，河道生態(tài)需水會面臨較大壓力。蒸發(fā)也會影響河道生態(tài)需水量，蒸發(fā)量大時，河道水分損失增加，需要更多的生態(tài)需水來補充。地形地貌對河道生態(tài)需水也有影響，不同的地形條件會導致河道的匯水能力和水流速度不同，進而影響生態(tài)需水。例如，地勢低洼的地區(qū)容易積水，排澇河道的生態(tài)需水量會相應(yīng)增加；而地勢較高的地區(qū)，灌溉河道的生態(tài)需水量需求更大。人類活動對揚州江都人工化河道生態(tài)需水的影響也不容忽視。農(nóng)業(yè)灌溉是影響灌溉河道生態(tài)需水的主要人類活動。隨著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整和灌溉技術(shù)的改進，灌溉需水量也會發(fā)生變化。如果推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)，如滴灌、噴灌等，可以有效減少灌溉用水量，從而降低灌溉河道的生態(tài)需水量。工業(yè)用水和生活用水也會對河道生態(tài)需水產(chǎn)生影響。大量的工業(yè)廢水和生活污水排放，如果未經(jīng)處理直接排入河道，會導致河道水質(zhì)惡化，為了滿足河道自凈需求，生態(tài)需水量會增加。此外，水利工程建設(shè)，如水庫、閘壩的修建，會改變河道的水流狀態(tài)和水資源分配，對河道生態(tài)需水產(chǎn)生影響。合理的水利工程調(diào)度可以優(yōu)化水資源配置，保障河道生態(tài)需水；但不合理的調(diào)度可能會導致河道生態(tài)需水無法滿足，影響河道生態(tài)系統(tǒng)的健康。五、影響揚州江都人工化河道生態(tài)需水的因素5.1自然因素自然因素對揚州江都人工化河道生態(tài)需水有著至關(guān)重要的影響，其中降水、蒸發(fā)和地形地貌是幾個關(guān)鍵方面。降水作為河道水資源的主要補給來源，其時空分布特征直接決定了河道生態(tài)需水的供給情況。揚州江都地處亞熱帶季風性濕潤氣候向溫帶季風氣候的過渡區(qū)，年均降水量1020毫米，降雨集中在每年的6-9月。在降水充沛的年份，河道水位上升，流量增大，生態(tài)需水能夠得到較好的滿足。豐富的降水為水生生物提供了適宜的生存環(huán)境，有助于維持河道生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。然而，在干旱年份，降水明顯減少，河道水資源補給不足，生態(tài)需水面臨嚴峻挑戰(zhàn)。河流水位下降，可能導致部分水生生物棲息地縮小甚至消失，影響生物的生存和繁衍。降水的年際變化也會對河道生態(tài)需水產(chǎn)生影響。如果連續(xù)多年降水偏少，河道生態(tài)系統(tǒng)可能會逐漸退化，生物多樣性降低。降水的季節(jié)分布不均也會造成問題，雨季時降水集中，可能引發(fā)洪澇災(zāi)害，需要河道具備足夠的行洪能力來容納多余的水量；而旱季時降水稀少，河道生態(tài)需水則難以保障，可能導致水質(zhì)惡化、水生生物生存困難等問題。蒸發(fā)是影響揚州江都人工化河道生態(tài)需水的另一個重要自然因素。蒸發(fā)主要包括水面蒸發(fā)和陸面蒸發(fā)，它會導致河道水量的損耗。該地區(qū)的蒸發(fā)量受到氣溫、風速、日照等多種因素的綜合影響。在夏季，氣溫較高，日照時間長，風速較大，這些條件都有利于蒸發(fā)的進行，使得河道水面蒸發(fā)量增大。大量的水分蒸發(fā)會導致河道水位下降，水量減少，從而增加了對生態(tài)需水的需求。例如，在高溫少雨的夏季，一些小型人工化河道可能會出現(xiàn)干涸或水量嚴重不足的情況，影響了河道的生態(tài)功能。此外，陸面蒸發(fā)也會對河道生態(tài)需水產(chǎn)生間接影響。周邊地區(qū)的陸面蒸發(fā)會導致土壤水分減少，地下水位下降，進而影響河岸植被的生長。為了維持河岸植被的正常生長，需要從河道中獲取更多的水分，這就增加了河道生態(tài)需水的壓力。地形地貌對揚州江都人工化河道生態(tài)需水的影響也不容忽視。江都地勢平坦，地面真高1.6-9.9米，傾斜坡度小于6度。這種地形條件使得河道水流速度相對較慢，河網(wǎng)密集，水流匯集與疏導相對復雜。在地勢低洼的地區(qū)，容易形成積水區(qū)域，河道的蓄水量較大，對生態(tài)需水的要求也相應(yīng)較高。這些地區(qū)的河道不僅要滿足自身生態(tài)系統(tǒng)的需求，還要承擔調(diào)節(jié)區(qū)域內(nèi)澇水的功能。當暴雨來臨時，低洼地區(qū)的河道需要容納大量的雨水，以防止內(nèi)澇災(zāi)害的發(fā)生。而在地勢較高的地區(qū)，河道的水源補給相對困難，為了滿足灌溉等需求，需要更多的生態(tài)需水來維持河道的正常運行。例如，紅旗河所在的通南高沙區(qū)地勢偏高，為了實現(xiàn)“旱改水”，保障農(nóng)田灌溉，紅旗河需要從長江或其他水源地引入大量的水，其生態(tài)需水量較大。地形地貌還會影響河道的形態(tài)和水力特性。河道的寬窄、深淺、彎曲程度等都會影響水流的速度和流量，進而影響生態(tài)需水。狹窄的河道水流速度較快，對水生生物的棲息地和生存環(huán)境有一定的影響；而寬闊的河道則可以提供更廣闊的生存空間，但也需要更多的水量來維持其生態(tài)功能。5.2人類活動因素人類活動對揚州江都人工化河道生態(tài)需水產(chǎn)生了多方面的深刻影響，城市化、農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水等活動改變了河道的水文條件、水資源分配和生態(tài)環(huán)境，進而影響了河道的生態(tài)需水狀況。隨著城市化進程的加速，揚州江都的城市規(guī)模不斷擴大，人口迅速增長。城市建設(shè)過程中，大量的土地被開發(fā)利用，原有的自然下墊面被混凝土、瀝青等不透水材料所取代，導致地表徑流系數(shù)增大，雨水難以滲透到地下，更多的雨水通過城市排水系統(tǒng)直接排入河道。這使得河道的徑流量在短時間內(nèi)急劇增加，洪水風險加大。同時，城市化還導致了城市熱島效應(yīng)的增強，氣溫升高，蒸發(fā)量增大，進一步加劇了河道水資源的消耗。城市的擴張還占用了大量的河岸帶和濕地資源，破壞了河道的生態(tài)緩沖帶，使得河道生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力下降。例如，在江都城區(qū)的一些新建區(qū)域，原本的河岸濕地被填平用于房地產(chǎn)開發(fā)，導致河岸植被減少，生物棲息地喪失，河道生態(tài)需水的生態(tài)功能受到嚴重影響。農(nóng)業(yè)灌溉是揚州江都人工化河道水資源的重要利用方式之一，對河道生態(tài)需水產(chǎn)生了顯著影響。江都地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)達，農(nóng)田灌溉用水量較大。在灌溉季節(jié)，大量的河水被引入農(nóng)田，導致河道流量減少。如紅旗河作為重要的灌溉河道，在農(nóng)作物生長旺季，為滿足周邊17萬畝農(nóng)田的灌溉需求，河水被大量抽取，使得河道水位下降，生態(tài)需水難以保障。農(nóng)業(yè)灌溉方式也對河道生態(tài)需水有影響。傳統(tǒng)的大水漫灌方式用水效率較低，大量的水資源在灌溉過程中被浪費，進一步加劇了河道水資源的短缺。而不合理的灌溉時間和灌溉量，可能導致農(nóng)田退水增加，這些退水中含有大量的化肥、農(nóng)藥等污染物，未經(jīng)處理直接排入河道，會造成河道水質(zhì)惡化，為了滿足河道自凈需求，生態(tài)需水量會相應(yīng)增加。工業(yè)用水在揚州江都的水資源利用中也占有一定比例，對人工化河道生態(tài)需水產(chǎn)生了不可忽視的影響。工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)過程需要消耗大量的水資源，部分企業(yè)的取水直接來自河道，導致河道水量減少。一些高耗水工業(yè)，如化工、造紙等行業(yè)，用水量巨大，對河道生態(tài)需水的影響更為明顯。工業(yè)廢水的排放也是一個嚴重問題。如果工業(yè)廢水未經(jīng)有效處理就直接排入河道，會導致河道水質(zhì)污染，水中的溶解氧含量降低，有害物質(zhì)增加，破壞河道生態(tài)系統(tǒng)的平衡。為了恢復河道水質(zhì)，需要增加生態(tài)需水來稀釋和凈化污染物。例如，江都某化工企業(yè)曾因違規(guī)排放工業(yè)廢水，導致附近河道水質(zhì)嚴重惡化，水生生物大量死亡，為了改善河道生態(tài)環(huán)境，不得不加大生態(tài)需水的補給量。水利工程建設(shè)是人類活動影響揚州江都人工化河道生態(tài)需水的另一個重要方面。江都境內(nèi)修建了眾多的水庫、閘壩等水利工程，這些工程在調(diào)節(jié)水資源、防洪、灌溉等方面發(fā)揮了重要作用，但也對河道生態(tài)需水產(chǎn)生了一定的負面影響。水庫的蓄水會改變河道的天然徑流過程，導致下游河道流量減少，水位降低。在枯水期，水庫為了滿足自身的蓄水需求，可能會減少向下游河道的放水，使得下游河道的生態(tài)需水無法得到保障。閘壩的建設(shè)會阻礙河道的連通性，影響水生生物的洄游和擴散，破壞河道生態(tài)系統(tǒng)的完整性。一些閘壩的運行管理不合理，如啟閉時間不當，也會導致河道生態(tài)需水的分配不均衡。不合理的河道整治和岸線開發(fā)對揚州江都人工化河道生態(tài)需水也有影響。在河道整治過程中，部分河道采用硬質(zhì)材料進行護坡和襯砌，雖然增強了河道的防洪能力，但破壞了河道的自然生態(tài)環(huán)境。硬質(zhì)護坡阻斷了河水與土壤之間的物質(zhì)交換，使得河岸帶的生態(tài)功能喪失，不利于水生生物的棲息和繁衍。岸線的過度開發(fā)，如建設(shè)碼頭、工廠等，占用了河道的空間，減少了河道的行洪能力和生態(tài)需水的容納空間。5.3綜合因素分析揚州江都人工化河道生態(tài)需水受自然與人類活動因素的交互影響，呈現(xiàn)出復雜的變化態(tài)勢。在降水豐富且分布均勻的年份，自然因素為河道生態(tài)需水提供了良好的基礎(chǔ)。此時，河道水位穩(wěn)定，流量適中，水生生物擁有適宜的生存環(huán)境，生態(tài)系統(tǒng)較為穩(wěn)定。然而，若這一時期人類活動干擾較小，如農(nóng)業(yè)灌溉用水合理、工業(yè)廢水達標排放、城市化進程對河道生態(tài)影響小，那么河道生態(tài)需水能夠得到較好的保障，生態(tài)系統(tǒng)的功能得以正常發(fā)揮。但如果人類活動不合理，例如農(nóng)業(yè)大量抽取河水進行漫灌，工業(yè)廢水違規(guī)排放，城市化過程中填埋河道、破壞河岸帶生態(tài)，就會打破自然因素營造的良好生態(tài)平衡。大量農(nóng)業(yè)用水會導致河道流量減少，影響水生生物的生存空間；工業(yè)廢水排放會污染河道水質(zhì)，降低水體的溶解氧含量，破壞水生生物的生存環(huán)境；城市化對河道的破壞則會減少河道的行洪能力和生態(tài)需水的容納空間，使得河道生態(tài)需水難以滿足生態(tài)系統(tǒng)的需求，進而導致生態(tài)系統(tǒng)退化，生物多樣性降低。在干旱年份，自然因素給河道生態(tài)需水帶來嚴峻挑戰(zhàn)。降水稀少，蒸發(fā)量大，河道水資源補給不足，水位下降，流量減小。此時，若人類活動不加以合理控制，會進一步加劇生態(tài)需水的短缺。例如，農(nóng)業(yè)為了保障農(nóng)作物生長，過度抽取河水，導致河道水量急劇減少，甚至干涸；工業(yè)為了維持生產(chǎn)，繼續(xù)大量取水，使得河道生態(tài)用水被擠占；城市為了滿足居民生活和建設(shè)需求，也加大對水資源的開發(fā)利用，進一步壓縮了河道生態(tài)需水的份額。這些不合理的人類活動會導致河道生態(tài)系統(tǒng)嚴重受損，水生生物面臨生存危機，河岸植被因缺水而枯萎，河道自凈能力下降，水質(zhì)惡化，生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能大幅降低。水利工程建設(shè)是人類活動對河道生態(tài)需水影響的重要方面，其與自然因素也存在著復雜的交互作用。江都水利樞紐在調(diào)節(jié)水資源、防洪、灌溉等方面發(fā)揮著重要作用。在降水過多的年份，通過合理調(diào)度水利樞紐，可以將多余的洪水儲存起來或有序排放，避免河道因洪水泛濫而破壞生態(tài)環(huán)境，保障河道生態(tài)需水的穩(wěn)定。但如果水利樞紐的調(diào)度不合理，例如在枯水期過度蓄水，導致下游河道流量過小，就會影響下游河道的生態(tài)需水，使得水生生物棲息地縮小，生物多樣性受到影響。此外，水利工程建設(shè)改變了河道的天然徑流過程和連通性，對水生生物的洄游和擴散產(chǎn)生阻礙，破壞了河道生態(tài)系統(tǒng)的完整性。在評估和管理揚州江都人工化河道生態(tài)需水時，必須充分考慮自然與人類活動因素的交互影響，制定科學合理的水資源管理和保護策略。六、生態(tài)需水保障策略與建議6.1水資源優(yōu)化配置優(yōu)化揚州江都水資源配置是保障人工化河道生態(tài)需水的關(guān)鍵舉措。需從調(diào)整用水結(jié)構(gòu)、協(xié)調(diào)生活生產(chǎn)生態(tài)用水關(guān)系以及建立科學的水資源調(diào)配機制等方面入手。在用水結(jié)構(gòu)調(diào)整上，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)大力推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)。滴灌技術(shù)通過安裝在毛管上的滴頭，將水一滴一滴均勻而緩慢地滴入作物根區(qū)土壤中，水分利用率可提高到90%以上，相比傳統(tǒng)大水漫灌，可節(jié)水30%-50%。噴灌技術(shù)利用噴頭將水噴射到空中，散成水滴，像降雨一樣灌溉農(nóng)田，可節(jié)水20%-40%。在江都的農(nóng)田灌溉中推廣這些技術(shù)，能大幅減少農(nóng)業(yè)用水量，為河道生態(tài)需水騰出更多空間。工業(yè)方面，要加強對高耗水工業(yè)的管控。對于化工、造紙等高耗水行業(yè)，鼓勵企業(yè)進行節(jié)水技術(shù)改造。例如，某造紙企業(yè)通過改進生產(chǎn)工藝，采用白水回收技術(shù)，將生產(chǎn)過程中的廢水進行處理后循環(huán)利用，使企業(yè)的用水量減少了30%。對新上工業(yè)項目，嚴格執(zhí)行水資源論證制度，限制高耗水項目的上馬，從源頭上控制工業(yè)用水總量。協(xié)調(diào)生活、生產(chǎn)和生態(tài)用水關(guān)系時，要優(yōu)先保障生活用水的安全和穩(wěn)定供應(yīng)。合理確定生活用水定額，加強城市供水管網(wǎng)的維護和改造，減少管網(wǎng)漏損。通過推廣節(jié)水器具，如節(jié)水馬桶、節(jié)水龍頭等，提高居民的節(jié)水意識，降低生活用水量。在保障生活用水的基礎(chǔ)上，根據(jù)生產(chǎn)用水的需求特點和河道生態(tài)需水的要求，合理分配生產(chǎn)用水。對于生態(tài)用水，要根據(jù)不同季節(jié)和河道生態(tài)系統(tǒng)的需求，科學確定生態(tài)需水量，并確保生態(tài)用水得到有效保障。在枯水期，優(yōu)先保障河道的生態(tài)需水，限制部分生產(chǎn)用水，以維持河道生態(tài)系統(tǒng)的基本功能。建立科學的水資源調(diào)配機制至關(guān)重要。加強水利工程的聯(lián)合調(diào)度，充分發(fā)揮江都水利樞紐等水利工程的調(diào)節(jié)作用。在豐水期，通過水利樞紐將多余的水量儲存起來；在枯水期，合理調(diào)配儲存的水量，保障河道的生態(tài)需水。建立水資源統(tǒng)一管理機構(gòu)，打破部門和區(qū)域之間的分割，實現(xiàn)水資源的統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一調(diào)配和統(tǒng)一管理。該機構(gòu)應(yīng)負責制定水資源調(diào)配方案，協(xié)調(diào)各部門和地區(qū)之間的用水矛盾，確保水資源的合理利用。利用信息化技術(shù)，建立水資源實時監(jiān)測和調(diào)度系統(tǒng)。通過實時監(jiān)測河道水位、流量、水質(zhì)等信息，及時調(diào)整水資源調(diào)配方案，提高水資源調(diào)配的科學性和及時性。6.2河道生態(tài)修復與保護揚州江都人工化河道的生態(tài)修復與保護對于維護水生態(tài)系統(tǒng)的健康和穩(wěn)定至關(guān)重要，需從河岸帶修復、水生生物保護等多方面著手，采取綜合措施提升河道生態(tài)質(zhì)量。河岸帶作為河道與陸地的過渡區(qū)域，對維持河道生態(tài)系統(tǒng)的平衡具有重要作用。在揚州江都人工化河道的河岸帶修復中，首要任務(wù)是拆除硬質(zhì)護坡，恢復自然河岸形態(tài)。對于一些采用混凝土、石塊等硬質(zhì)材料護坡的河道，逐步拆除這些硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，代之以生態(tài)護坡材料，如生態(tài)袋、土工格柵等。這些材料不僅具有一定的強度，能夠防止河岸侵蝕，還能為植物生長提供條件，促進河岸植被的恢復。在某條河道的河岸帶修復工程中，使用生態(tài)袋填充土壤和植物種子，堆砌成護坡結(jié)構(gòu)，經(jīng)過一段時間的生長，生態(tài)袋上長出了茂密的植被，有效地改善了河岸的生態(tài)環(huán)境。在河岸帶種植本土植物也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本土植物對當?shù)氐淖匀画h(huán)境具有更好的適應(yīng)性，能夠更好地發(fā)揮生態(tài)功能。選擇如蘆葦、菖蒲、柳樹等本土植物進行種植。蘆葦和菖蒲是常見的水生植物，它們能夠吸收水中的營養(yǎng)物質(zhì)，凈化水質(zhì)，同時還能為水生生物提供棲息地和食物。柳樹則具有發(fā)達的根系，能夠固定土壤，防止河岸坍塌。在種植過程中，根據(jù)河岸的不同地形和水位條件，合理安排植物的種植位置和密度。在靠近水邊的區(qū)域，種植蘆葦、菖蒲等水生植物；在較高的河岸區(qū)域，種植柳樹等喬木和一些草本植物，形成多層次的植被結(jié)構(gòu)。為了保護河岸帶生態(tài)系統(tǒng)，還需加強河岸帶的管理和保護。禁止在河岸帶進行非法的建設(shè)活動，嚴格控制人類活動對河岸帶的干擾。設(shè)立河岸帶保護區(qū)，明確保護范圍和管理規(guī)定，加強巡邏和監(jiān)管，及時制止破壞河岸帶生態(tài)的行為。同時，加強對河岸帶的日常維護，定期清理河岸帶的垃圾和雜物，保持河岸帶的整潔。水生生物是河道生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，保護水生生物對于維護河道生態(tài)平衡具有重要意義。揚州江都人工化河道存在水生生物種類單一、數(shù)量減少的問題，需要采取有效措施加以保護。保護和恢復水生生物棲息地是首要任務(wù)。通過河道清淤、拓寬河道、修復河漫灘等措施，改善水生生物的棲息環(huán)境。對于一些淤積嚴重的河道，進行定期清淤，清除河底的淤泥和雜物，增加河道的水深和水容積，為水生生物提供更廣闊的生存空間。在清淤過程中，采用環(huán)保型的清淤設(shè)備和技術(shù)，減少對水生生物的影響。拓寬河道可以增加河道的過水能力，改善水流條件，有利于水生生物的洄游和擴散。修復河漫灘能夠為水生生物提供繁殖和育幼的場所，促進水生生物的繁衍。合理投放水生生物也是保護水生生物的重要措施。根據(jù)河道的生態(tài)環(huán)境和水生生物的種類組成，選擇合適的水生生物進行投放。投放一些對水質(zhì)有凈化作用的水生植物，如鳳眼蓮、水花生等，它們能夠吸收水中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，降低水體的富營養(yǎng)化程度。同時，投放一些經(jīng)濟魚類和底棲動物，如鯽魚、鯉魚、螺螄等，增加水生生物的多樣性。在投放水生生物時，要注意控制投放的數(shù)量和密度，避免過度投放導致生態(tài)失衡。加強對水生生物的監(jiān)測和研究，及時掌握水生生物的種類、數(shù)量和分布變化情況，為保護和管理提供科學依據(jù)。建立水生生物監(jiān)測站，定期對河道中的水生生物進行采樣和分析，監(jiān)測水生生物的生長狀況、繁殖情況和種群動態(tài)。開展水生生物的研究工作，深入了解水生生物的生態(tài)習性和生存需求，為制定合理的保護措施提供理論支持。為了保障河道生態(tài)修復與保護工作的順利進行，還需加強監(jiān)測與評估。建立完善的河道生態(tài)監(jiān)測體系，實時掌握河道的水質(zhì)、水量、水生生物等生態(tài)指標的變化情況。利用先進的監(jiān)測技術(shù)，如衛(wèi)星遙感、無人機監(jiān)測、在線監(jiān)測設(shè)備等，提高監(jiān)測的準確性和時效性。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析和評估，及時發(fā)現(xiàn)河道生態(tài)系統(tǒng)存在的問題，調(diào)整修復與保護措施，確保河道生態(tài)系統(tǒng)的健康和穩(wěn)定。6.3管理與政策建議加強揚州江都人工化河道生態(tài)需水管理，需從多方面制定政策建議，建立完善的監(jiān)測體系、健全法規(guī)制度、加強宣傳教育，促進公眾參與，共同保障河道生態(tài)需水。建立科學的河道生態(tài)需水監(jiān)測體系是實現(xiàn)有效管理的基礎(chǔ)。在揚州江都人工化河道上合理設(shè)置監(jiān)測站點，涵蓋不同類型的河道，如灌溉河道紅旗河、排澇河道小涵河、景觀河道玉帶河等。運用先進的監(jiān)測技術(shù)，包括衛(wèi)星遙感、無人機監(jiān)測、在線監(jiān)測設(shè)備等，對河道的水位、流量、水質(zhì)、水生生物等指標進行實時監(jiān)測。通過衛(wèi)星遙感可以宏觀地掌握河道的水域面積變化、水體污染情況等信息；無人機監(jiān)測則能夠?qū)拥肋M行快速巡查，及時發(fā)現(xiàn)河岸帶的破壞、垃圾堆積等問題；在線監(jiān)測設(shè)備可實時采集河道的水文水質(zhì)數(shù)據(jù)，如溶解氧、氨氮、化學需氧量等指標。利用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，將監(jiān)測數(shù)據(jù)進行整合和分析，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸和共享。建立智能化的監(jiān)測平臺，為水資源管理部門提供準確、及時的信息，以便及時調(diào)整管理策略。完善法規(guī)制度是保障揚州江都人工化河道生態(tài)需水的重要支撐。制定專門的河道生態(tài)需水管理法規(guī)，明確河道生態(tài)需水的定義、計算方法、保障措施以及各部門的職責。根據(jù)《中華人民共和國水法》《江蘇省河道管理條例》等相關(guān)法律法規(guī)，結(jié)合揚州江都的實際情況，制定具體的實施細則。規(guī)定在水資源分配中，優(yōu)先保障河道生態(tài)需水的比例，對違反生態(tài)需水保障規(guī)定的行為制定嚴格的處罰措施。建立生態(tài)補償機制，對因保障河道生態(tài)需水而受到經(jīng)濟損失的單位和個人給予合理補償。對于因限制農(nóng)業(yè)灌溉用水以保障河道生態(tài)需水，導致農(nóng)民收入減少的情況，政府應(yīng)給予相應(yīng)的經(jīng)濟補貼，確保生態(tài)保護與經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)調(diào)共進。加強宣傳教育，提高公眾對揚州江都人工化河道生態(tài)需水重要性的認識至關(guān)重要。通過多種