生态需水量

生态需水量是指一个特定区域内的生态系统的需水量，并不是指单单的生物体的需水量或者耗水量。它是一个工程学的概念，它的含义及解决的途径，重在生物体所在环境的整体需水量(当然包含生物体自身的消耗水量)。它不仅与生态区的生物群体结构有关，还与生态区的气候、土壤、地质、水文条件及水质等关系更为密切。因而，“生态需(用)水量”与“生态环境需(用)水量”的含义及其计算方法应当是一致的。计算生态需(用)水量，实质上就是要计算维持生态保护区生物群落稳定和可再生维持的栖息地的环境需水量，也即“生态环境需水量”，而不是指生物群落机体的“耗水量”。对于水生生态系统生态需水量的确定，不能只考虑所需水量的多少，还应考虑在此水量下水质的好与坏。生态需水量的确定，首先，要满足水生生态系统对水量的需要；其次，在此水量的基础上，要使水质能保证水生生态系统处于健康状态。生态需水量是一个临界值，当现实水生生态系统的水量、水质处于这一临界值时，生态系统维持现状，生态系统基本稳定健康；当水量大于这一临界值，且水质好于这一临界值时，生态系统则向更稳定的方向演替，处于良性循环的状态；反之，低于这一临界值时，水生生态系统将走向衰败干涸，甚至导致沙漠化。

1、生态系统现状及修复目标分析。这是生态需水研究的基础和关键。生态系统是一个复杂的系统，它包括生物及其周围的环境，由于基础数据、相关理论支持等方面的限制因素，需要通过分析生态系统的现状，找出主要的生态问题，确定生态系统修复的目标和重点，为生态需水研究工作指明方向。

2、生态系统关键生态因子的选择。表征生态系统状况的因子很多，如存在珍贵动物的河流，就以该珍贵动物的数量作为生态系统状况的关键生态因子。为了便于后期计算，需要该因子除了要能够反映生态系统的主要生态问题，还可以定量描述，与水建立数量关系。

3、生态需水关键因子的选择。生态需水的关键因子主要分为水质和水量两类，表征水量的因子有流速、流量、水文周期等；表征水质的因子有pH值、COD、BOD5、NH₃、重金属浓度等。在研究中不可能涉及所有的生态的因子,只能根据对生态系统主要生态问题影响程度的大小，选择生态需水的关键因子。

4、生态需水量计算。建立生态因子和需水因子之间的定量关系。关键生态因子和生态需水关键因子都是从众多的因素中选择的最具代表性的因素，其他非关键的因子对于生态因子和需水因子之间的关系有重要的影响，本文称之为背景参数，如河流的纵向形状、河床材料、横断面形状、地下水的水位等，选择背景参数作为计算的条件，分析生态因子和需水因子之间的定量关系。 2100433B

生态环境需水正逐渐成为水资源及相关领域的研究热点，研究涉及到河流、湖泊、湿地等多种生态系统类型，由于人类活动对河流需水的影响最为直接，因此在河流方面的研究开始相对较早，也最为活跃。河道生态需水量的研究大致可以分为3个阶段。

1、20世纪60年代之前属于河道生态需水理论的萌芽阶段，主要针对满足河流的航运功能进行研究，缺乏成熟的理论和方法。

2、20世纪70年代至80年代末期，此阶段河道生态需水及其相关概念得到人们的普遍认同，开始从不同角度对其进行系统研究。最初根据水文历史资料进行河流流量分析。提出了一些基于水文学分析的方法，如Tennant法，后来水力学家根据河道断面参数判断河流所需流量，形成了基于水力学分析的方法，如科罗拉多州水利局专家提出的R2一CROSS法。

3、20世纪90年代之后，随着河流连续统筹思想的提出，河道生态需水理论开始完善，原有的研究方法不断得到改进，同时出现了一些新的研究方法，其中最为突出的是南非BBM法和澳大利亚的整体研究法，特点是注重对河流生态系统整体的考虑。此外，还出现了一些其他方法，如从流量与生物的直接关系人手进行研究的方法，从满足河流稀释、自净环境功能出发的研究方法。

生态需(用)水量包括以下几个方面：

1、保护水生生物栖息地的生态需水量。河流中的各类生物，特别是稀有物种和濒危物种是河流中的珍贵资源，保护这些水生生物健康栖息条件的生态需水量是至关重要的。需要根据代表性鱼类或水生植物的水量要求，确定一个上包线，设定不同时期不同河段的生态环境需水量。

2、维持水体自净能力的需水量。河流水质被污染，将使河流的生态环境功能受到直接的破坏，因此，河道内必须留有一定的水量维持水体的自净功能。

3、水面蒸发的生态需水量。当水面蒸发量高于降水量时，为维持河流系统的正常生态功能，必须从河道水面系统以外的水体进行弥补。根据水面面积、降水量、水面蒸发量，可求得相应各月的蒸发生态需水量。

4、维持河流水沙平衡的需水量。对于多泥沙河流，为了输沙排沙，维持冲刷与侵蚀的动态平衡，需要一定的水量与之匹配。在一定输沙总量的要求下，输沙水量取决于水流含沙量的大小，对于北方河流系统而言，汛期的输沙量约占全年输沙总量的80%以上。因此，可忽略非汛期较小的输沙水量。

5、维持河流水盐平衡的生态需水量。对于沿海地区河流，一方面由于枯水期海水透过海堤渗入地下水层，或者海水从河口沿河道上溯深入陆地；另一方面地表径流汇集了农田来水，使得河流中盐分浓度较高，可能满足不了灌溉用水的水质要求，甚至影响到水生生物的生存。因此，必须通过水资源的合理配置补充一定的淡水资源，以保证河流中具有一定的基流量或水体来维持水盐平衡。

综上所述，无论是正常年份径流量还是枯水年份径流量，都要确保生态需水量。为了满足这种要求，需要统筹灌溉用水、城市用水和生态用水，确保河流的最低流量，用以满足生态的需求。在满足生态需水量的前提下，可就当地剩余的水资源(地表水、地下水的总和中除去生态需水量的部分)再对农业、工业和城镇生活用水进行合理的分配。同时，按已规定的生态需水水质标准，限制排污总量和排污的水质标准。

第一章 城市需水量预测概论

第二章 城市需水量预测趋势外推预测方法

第三章 城市需水量预测回归分析模型

第四章 城市需水量预测灰色模型

第五章 城市需水量预测时间序列模型

第六章 城市需水量预测的神经网络模型

第七章 城市需水量的组合预测和分类预测方法

第八章 城市需水量预测模型的选择

附录一 矩阵及其运算

附录二 概率论基本知识

参考文献2100433B

概述

isoline map of crop evapotranspiration

在地图上由作物需水量等值点的连线所形成的需水量分布图。

一、作物需水t定义及影响因素 1.作物需水量定义 国内及国际对作物需水量比较统一的定义是:在充分供水条件下作物获得较好产量时消耗在植物蒸腾和棵间土壤蒸发的水量之和。对于一些特定的作物,如水稻,还把生长期正常渗漏,盐碱土壤种植作物的洗盐用水也计算在需水量之内。随着灌水技术的改进,栽培技术的提高,一种环境需水也在形成之中,例如:作物在高温下光合强度减弱,为了提高光合作用强度,需要降温,这样又增加了改变环境的用水量。如此可将以上叙述写成公式: E二E。十E。十E。“…① 式中:E—作物需水量 E。一一植物蒸腾量 E。一一裸间土壤蒸发量 E。一一该善环境用水量 早田在一般情况下,E。值等于零;水田等于渗漏量。E。的用量随环境变化有很大不同,很难用某一规律来描述,需把E。值另作处理,所以通常称它为加大需水量。2100433B

内容简介 城市给水系统短期和中长期需水量预测，是保证给水系统安全运行，实现科学管理与调度以及进行合理规划所必需的重要内容。它是现代给水系统科学的一个重要研究领域。 全书共分8章，详细介绍了城市需水量预测的理论基础和实际方法。第一章介绍城市需水量预测的基本概念、内容和方法，第二章至第七章分别阐述了趋势外推预测方法、回归分析模型、时间序列模型、灰色模型、神经网络模型、组合预测模型等预测理论方法，并论述了城市需水量预测方法的最新发展，第八章介绍了城市需水量预测模型选择的问题。本书适用于从事供水调度的工程技术人员、从事规划的设计人员、给水领域的科研人员及高等院校有关专业的教师，研究生和本科高年级学生。