南流江环境流量核算

河流从社会经济发展、环境保护和生态功能三个角度观摩，具有供水、发电、调蓄洪水和为湿地生物提供栖息地等重要功能。但正是由于河流在人类活动和社会经济发展及生态环境平衡中所具有的中心和综合作用，致使人们疯狂且不合理的开发利用河流，导致出现了诸如河道萎缩、干涸和鱼类死亡等诸多生态现象。其中河流流量是河流中最活跃的水文要素，在河道水生态系统中起着决定性的作用。河流流量不同空间制度的变化影响生物物种的分布和丰度的同时影响河道的形状和大小，进而影响影响了整个河流生态系统。河流流量变化最直接的变化反应在流速，水深和水面面积的变化。这些变化直接影响河流中水生栖息地和生物物种的改变。近年来愈来愈多的学者开始关注河流生态水量问题。目前，国内外开展了多种与河流生态水量相关的研究；其中，河流的环境流量作为一个研究重点。本文基于径流、水位及水生物种等资料，对北部湾经济区河流环境流量进行计算与分析，为维持北部湾经济区河流生态健康提供参考。

１环境流量

１．１环境流量概念

由于现阶段国内外对河流生态需水量研究颇多，对河流生态需水量的概念已达成比较一致的看法。河流生态需水量是指能够维持河流天然状态下生态系统稳定和健康的需水量。但是什么是环境流量？对此国内外还没有一个公认的定义。世界自然保护联盟采纳的环境流量定义为“在用水矛盾突出、且用水量可以进行调度的河流、湿地和沿海区域，为维持其正常生态系统及功能所拥有的水量”［１］。有学者认为环境流量是指河流满足自身生存和健康需要所必需的水流量［２］。本文认为河流环境流量是指在满足天然状态下河道内生态系统健康稳定的同时能够满足人类基本生存的河道流量。

１．２环境流量特征

环境流量作为一个流量值，其值是一个波动值。如图１所示，最小（大）环境流量是指当河道流量减少（增加）到河道内的主要生物物种所不能承受的河流流量而灭亡。适宜环境流量是指河道流量增加到河道内主要生物物种能正常生存时的河流流量。在讨论生态时总离不开环境，同样在研究环境时自然也离不开对生物和栖息地的研究，加之生态与环境在内涵上具有重叠性，二者很难割裂开来讨论。尽管生态流量与环境流量概念不尽完全相同，但是除非必要，否则二者不必加以区别。但在研究的主体或目标明确时，应作必要的考虑，或尊重传统的分法［３］。因此，计算河流生态需水量的方法也可用于河流环境流量的计算。

２国内外环境流量研究

２．１主要环境流量计算方法

依据目前国内外的应用研究进展，环境流量计算方法可分为四类：水文学法、水力学法、生境模拟法和整体分析法［４］。四种方法的比较如表１所示。

２．２研究受试物种

河流环境流量是为了维持河道内主要生物物种的生态健康和整个河道生态系统的健康稳定，进而满足人类的需求的流量。此时，主要关注河道内的关键物种，如鱼类、大型无脊椎动物、藻类和大型水生植物等对水量和水质需求问题［３］。鱼类在河流生态系统中的占据重要位置。鱼类群落有食草性、杂食性和浮游生物实现等各种食性的鱼类组成。其群落结构的变化，能够全面和直接的反应河流水生态系统结构和水质的状况；并且鱼类的个体相对河流中其他物种均较大，容易鉴别，生命周期也较长，能够反应较长时间段河流水流量和水质的状况。因此，本文选用河流中的主要鱼类作为研究受试物种。

３研究区域介绍

３．１研究区域概况

北部湾经济区地处华南经济圈、西南经济圈与东盟经济圈的结合部，是中国大陆东、中、西三大地带交汇点，是未来广西乃至中国经济建设的重点地区。南流江是广西境内最大的独流入海河流，贯穿广西北部湾经济开发区———玉林、钦州、北海等市县。南流江发源于玉林市和北流市交界的大容山，流域面积为９７００ｋｍ２，干流总长２７８ｋｍ，多年平均径流量为７７．１８亿ｍ３。流域地处桂南低纬度地区，南临北部湾，汛期受海洋气候影响，高温多雨，多年平均降雨量在１４００～１９００ｍｍ之间，年内时空分布不均，主汛期４－９月份的降雨量约占全年降雨量的７０％以上。近年来随着工农业经济的快速发展，引取南流江的水量在逐年增加，流域的生态环境必将受到不利影响。南流江流域环境流量的计算与分析，对于维持南流江的生态健康具有重要意义（见图２）。

３．２数据说明

河流环境流量计算涉及河流多年径流量、水位、宽度等众多河道水文水力信息，需选择具有较完整及较长年限的河流监测站点资料。南流江流域共有水文站８个、雨量站３４个。其中，常乐站于２０世纪５０年代设站，位于东经１０９°２５′、北纬２１°５０′，集水面积约６６４５ｋｍ２，属于国家站网，测验和整编均按有关规定进行，资料可靠。至今已有水位、流量、降雨量和泥沙等４０多年的观测资料，能较全面地反映南流江近年来径流变化情况。基于此，本文计算数据采用常乐站监测数据。

４环境流量计算

目前，国外学者对环境流量的计算还未形成统一的体系，且中国对国外的方法研究较少，多数是以水文数据和水质数据进行研究，偏重宏观尺度，很多计算方法存在局限性［１３］。中国现阶段河流生态资料较缺乏，使得生境模拟法在河流环境流量计算中难以实施。整体分析法在中国应用不成熟，且计算耗时漫长，不能准确的计算出中国河流的环境流量。基于此，本文应用水文学法、水力学法和生态水深－流速法［１４］计算南流江流域环境流量。

４．１水文学法

４．１．１Ｔｅｎｎａｎｔ法