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愛伊河生態(tài)環(huán)境需水量研究

文檔作者：邱小琮１２趙紅雪１尹娟２３文檔來源： 1.寧夏大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 2.旱區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水資源高效利用教育部工程研究中心，寧夏銀川７５００２１；３．寧夏大學(xué)土木與水利工程學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年08月31日
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文章編號(hào)：１００７- ４９２９ （２０１５）０８-００６３-０４
愛伊河生態(tài)環(huán)境需水量研究
邱小琮１ ，２ ，趙紅雪１ ，尹　娟２ ，３
（１ ．寧夏大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，寧夏銀川７５００２１ ；２ ．旱區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水資源高效利用教育部工程研究中心，寧夏銀川７５００２１ ；
３ ．寧夏大學(xué)土木與水利工程學(xué)院，寧夏銀川７５００２１）
　　摘　要：２０１２ 年３ － １１ 月，在對(duì)銀川市愛伊河水環(huán)境因子調(diào)查的基礎(chǔ)上，對(duì)愛伊河河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水量進(jìn)行了
分析研究，結(jié)果表明，愛伊河河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水量構(gòu)成為水質(zhì)凈化需水量加上蒸發(fā)滲漏需水量。愛伊河年需水總
量為９ ８７８ ．１８ 萬ｍ３ ，年缺水總量４ ３６６ ．４８ 萬ｍ３ ，其中水質(zhì)凈化需水量為７ ８６６ ．８０ 萬ｍ３ ，占總需水量的７９ ．６４％ 。
農(nóng)田灌溉退水污染已成為影響愛伊河水質(zhì)的主要污染源，進(jìn)入愛伊河的污染物的量較多需要凈化是造成總需水量大
的主要原因。
　　關(guān)鍵詞：愛伊河；需水量；盈缺
　　中圖分類號(hào)：Ｘ１７１ 　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ
Study on The Eco-environmental Water Requirement of AiYi River
QIU Xiao-cong１ ，２ ，ZHAO Hong-xue１ ，YIN Juan２ ，３
（１ ．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ，Ｎｉｎｇｘｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ ７５００２１ ，Ｃｈｉｎａ ；２ ．Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｍｏｄｅｒｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ａｎｄ
Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｕｓｅｄ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｉｎ Ａｒｉｄ Ａｒｅａ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ ７５００２１ ，Ｃｈｉｎａ ；
３ ．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ ａｎｄ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ，Ｎｉｎｇｘｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ ７５００２１ ，Ｃｈｉｎａ）
Abstract ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ａｑｕａｔｉｃ ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ＡｉＹｉ Ｒｉｖｅｒ ｆｒｏｍ Ｍａｒｃｈ ｔｏ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ
２０１２ ，ｔｈｅ ｅｃｏ-ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｗａｔｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｉｎｎｅｒ ｒｉｖｅｒｗａｙ ｉｎ ＡｉＹｉ Ｒｉｖｅｒ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｃｏ-ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ
ｗａｔｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｉｎｎｅｒ ｒｉｖｅｒｗａｙ ｉｎ ＡｉＹｉ Ｒｉｖｅｒ ｗａｓ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ ｃｌｅａｎｉｎｇ ，ｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｓｕｒｆａｃｅ
ａｎｄ ｓｅｅｐａｇｅ ．Ｔｈｅ ｅｃｏ-ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｗａｔｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｉｎｎｅｒ ｒｉｖｅｒｗａｙ ｉｎ ＡｉＹｉ Ｒｉｖｅｒ ｗａｓ ９ ８７８ ．１８ × １０４ ｍ３ ａ ｙｅａｒ ．Ｔｈｅ ｅｃｏ-ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ
ｗａｔｅｒ ｓｈｏｒｔａｇｅ ｏｆ ｉｎｎｅｒ ｒｉｖｅｒｗａｙ ｉｎ ＡｉＹｉ Ｒｉｖｅｒ ｗａｓ ４ ３６６ ．４８ × １０４ ｍ３ ａ ｙｅａｒ ．７９ ．６４％ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｅｃｏ-ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｗａｔｅｒ
ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｗａｓ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ ｃｌｅａｎｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ７ ８６６ ．８０ × １０４ ｍ３ ．Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｒｅｔｕｒｎ ｗａｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｈａｖｅ ｂｅｃｏｍｅ
ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ ＡｉＹｉ Ｒｉｖｅｒ ．Ｌａｒｇｅ ａｍｏｕｎｔｓ ｏｆ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ ｉｎ ＡｉＹｉ Ｒｉｖｅｒ ｗｈｉｃｈ ｈａｄ ｔｏ ｂｅ ｃｌｅａｎｅｄ ｌｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ
ｗａｔｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ．
Key words ：ＡｉＹｉ Ｒｉｖｅｒ ；ｗａｔｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ；ｗａｔｅｒ ｓｕｒｐｌｕｓ ａｎｄ ｄｅｆｉｃｉｅｎｔ
收稿日期：２０１４-１２-１３
基金項(xiàng)目：教育部“長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（ＩＲＴ １０６７） 。
作者簡(jiǎn)介：邱小琮（１９７１-） ，男，教授，博士，主要從事水環(huán)境調(diào)控及水域生態(tài)學(xué)方面的教學(xué)與研究。Ｅ-ｍａｉｌ ：ｑｘｃ７１７５＠ １２６ ．ｃｏｍ 。
　　生態(tài)環(huán)境是生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合不可分割的統(tǒng)
一整體，生態(tài)環(huán)境需水是指維持某一流域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定且不使
生態(tài)環(huán)境退化的最小水量［１ ］ ，或者可以表述為維護(hù)生態(tài)環(huán)境不
再惡化并逐漸改善所需要消耗的水資源總量［２］ 。生態(tài)環(huán)境需
水包括生態(tài)需水和環(huán)境需水２ 部分，生態(tài)需水是維持生態(tài)系統(tǒng)
中生物群落棲息地環(huán)境動(dòng)態(tài)穩(wěn)定所需的水量［３］ ，環(huán)境需水是指
為了保護(hù)和改善水環(huán)境，滿足生態(tài)系統(tǒng)基本功能健康所需要的
水量［４ ］ 。根據(jù)流域的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和自然環(huán)境特點(diǎn)，可將流域
生態(tài)環(huán)境需水分為河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水和河道外生態(tài)環(huán)境需
水兩部分［５］ 。河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水包括基礎(chǔ)生態(tài)、自凈、蒸發(fā)、
滲漏和輸沙需水量等幾部分，河道外生態(tài)環(huán)境需水包括濕地、
植被、城市等的生態(tài)環(huán)境需水量。
水是維持河流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并發(fā)揮正常功能的介質(zhì)和動(dòng)力［６］ ，
保證河道內(nèi)有足夠的水量以滿足河道生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境的需要，
對(duì)于水環(huán)境安全和水生生態(tài)系統(tǒng)健康具有十分重要的意義。
本論文基于生態(tài)環(huán)境需水理論，結(jié)合愛伊河污染物排放的實(shí)際
節(jié)水灌溉? ２０１５ 年第 ８ 期 ６３
情況，通過分析愛伊河生態(tài)環(huán)境需水的構(gòu)成，對(duì)愛伊河不同時(shí)
段河道內(nèi)的生態(tài)環(huán)境需水進(jìn)行定量研究，估算生態(tài)環(huán)境需水的
規(guī)模，為保護(hù)愛伊河水環(huán)境與維護(hù)生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定和良性循環(huán)
提供依據(jù)。
1 　材料與方法
1 ．1 　研究區(qū)域
寧夏水資源貧乏，干旱多風(fēng)、植被稀少，決定了其環(huán)境容量
較小，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性差，水環(huán)境極易受到污染和破壞，目前
寧夏水環(huán)境形勢(shì)嚴(yán)峻，區(qū)域水環(huán)境污染已成為最大的環(huán)境問題
之一。愛伊河是銀川市河湖水系連通的關(guān)鍵工程，是集防洪、
排水、生態(tài)、景觀為一體的自治區(qū)重點(diǎn)水利工程，是國家級(jí)水利
風(fēng)景區(qū)，對(duì)改善銀川市防洪排水條件，調(diào)控地下水位、美化人居
環(huán)境，提升城市品位，實(shí)現(xiàn)人水和諧、社會(huì)和諧，具有重要的社
會(huì)意義和深遠(yuǎn)歷史意義。愛伊河河道總長(zhǎng)１５８ ．５ ｋｍ ，水面５ 萬
余畝，控制排水面積１７５ 萬畝，水源主要是洪水、溝水和渠道棄
水，愛伊河上段每年可以重復(fù)利用的水量達(dá)５ １００ 萬ｍ３ ，其中，
農(nóng)田排水占６８ ．９％ ，富含氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)。灌區(qū)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村面
源污染正在成為愛伊河水質(zhì)的基本制約因素，以農(nóng)田為核心的
灌區(qū)退水污染正在變成影響愛伊河水質(zhì)的主要污染源。由于
外源營養(yǎng)物的大量輸入，河湖水交換較弱，使愛伊河水體有逐
漸趨向富營養(yǎng)化的趨勢(shì)。
1 ．2 　愛伊河生態(tài)環(huán)境需水量構(gòu)成
流域生態(tài)環(huán)境需水量的計(jì)算可分為河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水
量和河道外生態(tài)環(huán)境需水量?jī)纱蟛糠?，最后綜合考慮各種因
素，將兩部分的有效部分（扣除重復(fù)計(jì)算部分）相加求得整個(gè)流
域的生態(tài)環(huán)境需水量［７］ 。愛伊河是銀川市河湖水系連通的關(guān)
鍵工程，水源主要是洪水、溝水和渠道棄水，其主要功能為防
洪、排水、生態(tài)、景觀。因此在對(duì)愛伊河需水進(jìn)行分析研究時(shí)主
要考慮河道內(nèi)的生態(tài)環(huán)境需水量。
河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水量應(yīng)該包含能夠滿足河道生態(tài)功能
的基礎(chǔ)生態(tài)流量，河流在流動(dòng)過程中蒸發(fā)和滲漏的水量，實(shí)現(xiàn)
河流水質(zhì)目標(biāo)維持河流自凈功能的水量。愛伊河生態(tài)環(huán)境需
水量的構(gòu)成為：
QR ＝ ｍａｘ（QV ，QJ ） ＋ QZ ＋ QL （１）
式中：QR 為河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水量，ｍ３ ；QV 為河道基礎(chǔ)生態(tài)需
水量，ｍ３ ；QJ 為河道自凈需水量，ｍ３ ；QZ 為河流蒸發(fā)需水量，
ｍ３ ；QL 為河流滲漏需水量，ｍ３ 。
愛伊河目前不存在輸沙需要，因此愛伊河的生態(tài)環(huán)境需水
量不包括輸沙需水量。
1 ．3 　愛伊河基礎(chǔ)生態(tài)需水量
基礎(chǔ)生態(tài)需水量是指維護(hù)河道基本生態(tài)功能以及水生生
物生存所需的水量。根據(jù)愛伊河水文統(tǒng)計(jì)資料，選擇愛伊河
２００８ － ２０１０ 年月平均實(shí)測(cè)徑流量對(duì)基礎(chǔ)生態(tài)流量進(jìn)行核算，核
算方法選擇Ｔｅｎｎａｎｔ［８］ 法。Ｔｅｎｎａｎｔ 法也叫Ｍｏｎｔａｎａ 法，是根
據(jù)生態(tài)環(huán)境和水文條件特點(diǎn)，在歷史流量記錄的基礎(chǔ)上，取年
天然徑流量的百分比作為河流基礎(chǔ)生態(tài)環(huán)境需水量。該法設(shè)
有８ 個(gè)等級(jí)，推薦的基流分為汛期和非汛期，推薦值以占徑流
量的百分比作為標(biāo)準(zhǔn)［９］ ，見表１ 。
表1 　保護(hù)水生動(dòng)物的河流流量狀況［9］
Tab ．1 Status of river flow for protecting aquatic animals concerned
流量的敘述性描述
推薦的基流
（１０ 月－ 翌年３ 月）／％
推薦的基流
（４ － ９ 月）／％
最大 ２００ ２００ 最佳范圍 ６０ ～ １００ ６０ ～ １００ 極好 ４０ ６０ 非常好 ３０ ５０ 好 ２０ ４０ 中或差 １０ ３０ 差或最小 １０ １０ 極差 ０ ～ １０ ０ ～ １０ 　　愛伊河最小生態(tài)流量的選取參照文獻(xiàn)［９］ ，一般水期（１０ 月
－ 翌年３ 月）取多年月平均流量的１０％ 作為愛伊河最小生態(tài)流
量，魚類產(chǎn)卵育幼期（４ － ９ 月）取多年月平均流量的３０％ 作為
愛伊河最小生態(tài)流量。
1 ．4 　愛伊河水質(zhì)凈化需水量
利用河流水體對(duì)污染物的自凈能力來保護(hù)和改善水質(zhì)，確
保水體滿足河流生態(tài)環(huán)境功能要求，維護(hù)水域生態(tài)平衡所需要
保持的最小水量稱為河道自凈需水量。本論文以地面水環(huán)境
質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)ＩＶ 類水為目標(biāo)，采用一維水質(zhì)數(shù)學(xué)模型建立自凈需
水量計(jì)算模型，對(duì)愛伊河自凈需水量進(jìn)行計(jì)算。
根據(jù)愛伊河水文特征和污染物入河分布特征，將各個(gè)污
染物入河口為界線將愛伊河概化為３ 個(gè)河段，以四二干溝、第
二排水溝、平二支溝入河口作為起始斷面，分別以連通湖北、華
雁湖溢流堰作為終止斷面，將愛伊河分為四二干溝－ 連通湖
北、第二排水溝－ 華雁湖溢流堰、平二支溝－ 華雁湖溢流堰３
個(gè)控制單元進(jìn)行分析。依次計(jì)算各個(gè)控制單元在排入污染物
瞬間完全混合后，達(dá)到河流水環(huán)境功能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)要求的
污染物自凈水量，然后再綜合考慮整個(gè)河道的自凈需水量。
對(duì)于從河道起始斷面到終止斷面的整個(gè)河道，為使該河道
內(nèi)水質(zhì)達(dá)到相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，在此區(qū)間內(nèi)的河道自凈需水量應(yīng)
為各排污口處最小需水量中的最大量。
1 ．5 　愛伊河河道蒸發(fā)需水量
為了維持河流正常的生態(tài)環(huán)境功能，當(dāng)水面蒸發(fā)量高于降
水量時(shí)，需補(bǔ)充的水量稱為河道蒸發(fā)需水量，當(dāng)降水量大于蒸
發(fā)量時(shí)，蒸發(fā)需水量為０ 。其計(jì)算公式如下［７］ ：
Qz ＝ Qe － Qp （２）
式中：Qz 為河道蒸發(fā)需水量，ｍ３ ；Qe 為計(jì)算時(shí)段內(nèi)河道蒸發(fā)總
量，ｍ３ ；Qp 為計(jì)算時(shí)段內(nèi)河道降水總量，ｍ３ 。
1 ．6 　愛伊河河道滲漏補(bǔ)給需水量
當(dāng)河道水位高于河岸區(qū)地下水位時(shí)，在重力作用下，河水
以滲流形式補(bǔ)給地下水，該部分水量稱為河道滲漏需水量，滲
漏需水量一般按照達(dá)西定律計(jì)算，公式如下［７］ ：
Qw ＝ K A I T （３）
式中：Qw 為滲漏需水量，ｍ３ ；K 為滲透系數(shù)；A 為滲漏剖面積；I
為水力坡度；T 為計(jì)算時(shí)段長(zhǎng)度。
2 　結(jié)果與討論
2 ．1 　愛伊河基礎(chǔ)生態(tài)需水量
愛伊河基礎(chǔ)生態(tài)需水量核算見表２ 。愛伊河屬典型的季節(jié)
６４ 愛伊河生態(tài)環(huán)境需水量研究 　 　 邱小琮　 趙紅雪 　 尹 　 娟
性河流，流量峰值在７ 月，２ 月流量最小。４ － ９ 月為魚類及其
他水生動(dòng)物的產(chǎn)卵和育幼期，在此期間，愛伊河流量較大，可以
滿足最小基礎(chǔ)生態(tài)需水量的要求。
表2 　愛伊河基礎(chǔ)生態(tài)需水量
Tab ．2 Basic water required for ecology and environment of AiYi River
月份
月均水量／
萬ｍ３ 月均流量／
（ｍ３ ?ｓ － １ ）
基礎(chǔ)生態(tài)需水量／
萬ｍ３ １ ８８ ．９８ ０ ．３３２ ８ ．８９ ２ ６３ ．７０ ０ ．２６３ ６ ．３６ ３ ２０６ ．５２ ０ ．７７１ ２０ ．６５ ４ ３２９ ．８２ １ ．２７２ ９８ ．９１ ５ ５５２ ．９０ ２ ．０６４ １６５ ．８４ ６ ８６１ ．８８ ３ ．３２５ ２５８ ．５５ ７ ８４２ ．４０ ３ ．１４５ ２５２ ．７０ ８ ７４９ ．６８ ２ ．７９９ ２２４ ．９０ ９ ５０１ ．５０ １ ．９３５ １５０ ．４６ １０ ４２１ ．６６ １ ．５７４ ４２ ．１５ １１ ６８７ ．３６ ２ ．６５２ ６８ ．７３ １２ ２０３ ．３４ ０ ．７５９ ２０ ．３２ 合計(jì) ５ ５１１ ．７０ １ ３１８ ．４６ 　注：愛伊河月均流量數(shù)據(jù)由愛伊河管理處提供。
2 ．2 　愛伊河水質(zhì)凈化需水量
河流水環(huán)境質(zhì)量下降會(huì)對(duì)生態(tài)和環(huán)境系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響，
污染物進(jìn)入水體后，水體需要一定的水量對(duì)污染物進(jìn)行稀釋和
自凈，使水質(zhì)恢復(fù)或達(dá)到水環(huán)境功能要求。愛伊河的補(bǔ)水水源
主要來自于農(nóng)田溝道排水，氮、磷營養(yǎng)鹽在愛伊河水體中起主
導(dǎo)作用，也是愛伊河河湖水體逐漸呈現(xiàn)富營養(yǎng)化趨勢(shì)的主要原
因。結(jié)合愛伊河主要水環(huán)境因子的分析結(jié)果，選取總氮（ＴＮ） 、
氨氮（ＮＨ３ － Ｎ） 、總磷（ＴＰ） 、高錳酸鹽指數(shù)（ＣＯＤＭｎ ）及五日生
化需氧量（ＢＯＤ５ ） 、為代表性水質(zhì)指標(biāo)，水質(zhì)控制目標(biāo)為《地表
水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（ＧＢ３８３８-２００２）規(guī)定的Ⅳ 類，分別對(duì)其自凈需
水量進(jìn)行分析計(jì)算，結(jié)果見表３ ，表中數(shù)據(jù)為水質(zhì)達(dá)到Ⅳ 類標(biāo)準(zhǔn)
時(shí)的需水量。
表3 　愛伊河水質(zhì)凈化需水量萬ｍ３
Tab ．3 Water required for purification of AiYi River
月份ＴＮ ＮＨ３ － Ｎ ＴＰ ＣＯＤＭｎ ＢＯＤ５
１ １０７ ．４２ ９２ ．３６ ９１ ．９１ ９５ ．４８ ９３ ．１４ ２ ８４ ．０３ ６７ ．９２ ６６ ．８６ ７０ ．００ ６８ ．４２ ３ ２７０ ．５７ ２２１ ．０９ ２１６ ．５６ ２２４ ．６８ ２２１ ．８８ ４ ４００ ．３８ ３４５ ．０５ ３３６ ．８９ ３５０ ．２３ ３４６ ．１０ ５ ８５９ ．９４ ６１６ ．７０ ５７０ ．３４ ６４３ ．３１ ６２１ ．６０ ６ １２８４ ．０２ ９３８ ．４２ ８９４ ．７２ ９９３ ．３７ ９７８ ．３８ ７ １４０２ ．０６ ９３１ ．８１ ８９５ ．１６ １０２４ ．２３ １０２０ ．１５ ８ ９８０ ．０８ ７９１ ．４５ ７７４ ．７６ ８４９ ．２９ ８４０ ．４６ ９ ６１４ ．３４ ５２６ ．７０ ５１６ ．９３ ５７４ ．０４ ５６２ ．８１ １０ ４９５ ．０７ ４３５ ．３７ ４３０ ．３２ ４５２ ．６０ ４５４ ．４８ １１ １０９３ ．５９ ７５３ ．１６ ７３０ ．００ ７９５ ．７１ ８１２ ．８９ １２ ２７５ ．３０ ２２７ ．３６ ２１１ ．２７ ２２７ ．７３ ２２８ ．３６ 合計(jì) ７ ８６６ ．８０ ５ ９４７ ．３９ ５ ７３５ ．７２ ６ ３００ ．６７ ６ ２４８ ．６７ 　?。?種污染物指標(biāo)自凈所需水量不同，為了使河道內(nèi)水質(zhì)達(dá)
到相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，河道自凈需水量應(yīng)該從各指標(biāo)自凈最
小需水量中取其最大量，即愛伊河水質(zhì)凈化年需水量為
７ ８６６ ．８０萬ｍ３ ，也就是ＴＮ 的自凈需水量。因?yàn)閻垡梁拥闹饕?
污染物指標(biāo)是ＴＮ ，ＴＮ 嚴(yán)重超標(biāo)，若要使愛伊河的水質(zhì)達(dá)到Ⅳ
類，必須使水體ＴＮ 的含量降低，因此所需自凈水量高于其他
污染物指標(biāo)的自凈需水量。愛伊河６ 、７ 月的自凈需水量最高，
原因是這段時(shí)間，愛伊河補(bǔ)水主要為溝道所引農(nóng)田退水，ＴＮ 含
量較高，進(jìn)入愛伊河的ＴＮ 的量大幅增加，所需自凈水量也相
應(yīng)提高。
2 ．3 　愛伊河水面蒸發(fā)與河道滲漏補(bǔ)給需水量
愛伊河河道蒸發(fā)需水量與河道滲漏補(bǔ)給需水量核算見表
４ 。愛伊河降水量主要集中在５ － ９ 月，占全年降水量的
８３ ．７０％ ，其中８ 月份降水量最高為８８ ．３８ 萬ｍ３ 。蒸發(fā)主要集
中在３ － １０ 月，占全年蒸發(fā)量的８９ ．２２％ ，８ 月份蒸發(fā)量最高為
２０８ ．８０萬ｍ３ 。從３ 月開始，太陽輻射逐漸變強(qiáng)、氣溫逐漸上
升，蒸發(fā)增強(qiáng)，而降水較少，蒸發(fā)量與降水量差值增大，４ 月蒸發(fā)
需水量最高為１８０ ．９０ 萬ｍ３ ，３ － １０ 月蒸發(fā)需水量為１ ０３１ ．５８
萬ｍ３ ，占全年蒸發(fā)需水量的８７ ．０２％ 。１０ 月－ 翌年２ 月，太陽
輻射較弱、氣溫很低，水面蒸發(fā)量很小，降水也較少，蒸發(fā)量與
降水量的差值很小，蒸發(fā)需水量也較小。愛伊河５ － ９ 月河道
滲漏量為０ ，其滲漏需水量為０ ；１２ 月－ 翌年４ 月，河道滲漏量
較其他月份高，滲漏需水量也較大。
表4 　愛伊河水面蒸發(fā)需水量與河道滲漏補(bǔ)給需水量萬ｍ３
Tab ．4 Water required for evaporation and seepage of AiYi River
月份降水量蒸發(fā)量蒸發(fā)需水量滲漏需水量
１ １ ．９８ ３２ ．４０ ３０ ．４２ ７２ ．６０ ２ ２ ．７０ ５６ ．７０ ５４ ．００ ８８ ．３０ ３ １１ ．５２ １２１ ．３２ １０９ ．８０ １１１ ．４０ ４ １７ ．８２ １９８ ．７２ １８０ ．９０ ８８ ．６０ ５ ４５ ．００ ２０５ ．３８ １６０ ．３８ ０ ６ ４０ ．６８ １９９ ．０８ １５８ ．４０ ０ ７ ６５ ．７０ １７６ ．７６ １１１ ．０６ ０ ８ ８８ ．３８ ２０８ ．８０ １２０ ．４２ ０ ９ ４７ ．７０ １４１ ．４８ ９３ ．７８ ０ １０ １５ ．６６ １１２ ．５０ ９６ ．８４ ６０ ．８０ １１ ３ ．９６ ４１ ．０４ ３７ ．０８ ０ １２ ２ ．３４ ３４ ．７４ ３２ ．４０ ５４ ．２０ 合計(jì) ３４３ ．４４ １ ５２８ ．９２ １ １８５ ．４８ ４７５ ．９０ 　注：愛伊河滲漏量數(shù)據(jù)由愛伊河管理處提供。
2 ．4 　愛伊河河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水總量
將以上核算結(jié)果匯總，得出愛伊河河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水量
結(jié)果，見表５ 。愛伊河年需水總量為９ ８７８ ．１８ 萬ｍ３ ，其中水質(zhì)
凈化需水量（包括基礎(chǔ)生態(tài)需水量）為７ ８６６ ．８０ 萬ｍ３ ，占總需
水量的７９ ．６４％ ，河道蒸發(fā)需水量為１ １８５ ．４８ 萬ｍ３ ，占總需水
量的１２ ．００％ ，河道滲漏需水量為４７５ ．９０ 萬ｍ３ ，占總需水量的
４ ．８２％ ，在總需水量中，水質(zhì)凈化需水量所占比重最大，說明愛
伊河目前最主要的水環(huán)境問題是污染物超標(biāo)引起的水質(zhì)污染，
愛伊河生態(tài)環(huán)境需水量研究 　 　 邱小琮 　 趙紅雪 　 尹 　 娟 ６５
其中最主要的污染物指標(biāo)為ＴＮ ，因此降低外源ＴＮ 的排入將
是今后愛伊河水環(huán)境治理的主要任務(wù)。
表5 　愛伊河河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水量萬ｍ３
Tab ．5 Ecological and environmental water requirement of AiYi River
月份
基礎(chǔ)
生態(tài)
水質(zhì)
凈化
河道
蒸發(fā)
河道
滲漏
綠化
用水
總需
水量
１ ８ ．８９ １０７ ．４２ ３０ ．４２ ７２ ．６０ ０ ２１０ ．４４ ２ ６ ．３６ ８４ ．０３ ５４ ．００ ８８ ．３０ ０ ２２６ ．３３ ３ ２０ ．６５ ２７０ ．５７ １０９ ．８０ １１１ ．４０ ０ ４９１ ．７７ ４ ９８ ．９１ ４００ ．３８ １８０ ．９０ ８８ ．６０ ５０ ．００ ７１９ ．８８ ５ １６５ ．８４ ８５９ ．９４ １６０ ．３８ ０ ５０ ．００ １ ０７０ ．３２ ６ ２５８ ．５５ １２８４ ．０２ １５８ ．４０ ０ ６０ ．００ １ ５０２ ．４２ ７ ２５２ ．７０ １４０２ ．０６ １１１ ．０６ ０ ６０ ．００ １ ５７３ ．１２ ８ ２２４ ．９０ ９８０ ．０８ １２０ ．４２ ０ ５０ ．００ １ １５０ ．５０ ９ １５０ ．４６ ６１４ ．３４ ９３ ．７８ ０ ３０ ．００ ７３８ ．１２ １０ ４２ ．１５ ４９５ ．０７ ９６ ．８４ ６０ ．８０ ０ ６５２ ．７１ １１ ６８ ．７３ １０９３ ．５９ ３７ ．０８ ０ ５０ ．００ １ １８０ ．６７ １２ ２０ ．３２ ２７５ ．３０ ３２ ．４０ ５４ ．２０ ０ ３６１ ．９０ 合計(jì) １ ３１８ ．４６ ７ ８６６ ．８０ １ １８５ ．４８ ４７５ ．９０ ３５０ ．００ ９ ８７８ ．１８ 　注：綠化用水量數(shù)據(jù)由愛伊河管理處提供。
2 ．5 　愛伊河生態(tài)環(huán)境需水量盈缺分析
河道生態(tài)環(huán)境需水量盈缺分析是對(duì)愛伊河河道內(nèi)生態(tài)環(huán)
境需水量的用水過程進(jìn)行分析，得出各月與全年生態(tài)環(huán)境的需
水與缺水情況，具體用生態(tài)環(huán)境缺水量來表示，月缺水量＝ 月
需水量－ 月均水量，年缺水量＝ Σ 月缺水量，結(jié)果見表６ 。
表6 　愛伊河生態(tài)環(huán)境需水盈缺分析萬ｍ３
Tab ．6 Analysis of surplus and lack on ecological and
environmental water requirement of AiYi River
月份月均水量月需水量月缺水量
１ ８８ ．９８ ２１０ ．４４ １２１ ．４６ ２ ６３ ．７０ ２２６ ．３３ １６２ ．６３ ３ ２０６ ．５２ ４９１ ．７７ ２８５ ．２５ ４ ３２９ ．８２ ７１９ ．８８ ３９０ ．０６ ５ ５５２ ．９０ １ ０７０ ．３２ ５１７ ．４２ ６ ８６１ ．８８ １ ５０２ ．４２ ６４０ ．５４ ７ ８４２ ．４０ １ ５７３ ．１２ ７３０ ．７２ ８ ７４９ ．６８ １ １５０ ．５０ ４００ ．８２ ９ ５０１ ．５０ ７３８ ．１２ ２３６ ．６２ １０ ４２１ ．６６ ６５２ ．７１ ２３１ ．０５ １１ ６８７ ．３６ １ １８０ ．６７ ４９３ ．３１ １２ ２０３ ．３４ ３６１ ．９０ １５８ ．５６ 合計(jì) ５５１１ ．７０ ９ ８７８ ．１８ ４ ３６６ ．４８ 　　從表６ 可以看出，愛伊河全年均處于缺水狀態(tài)，年缺水
４ ３６６ ．４８萬ｍ３ ，與全年水量基本相當(dāng)，說明愛伊河還需要補(bǔ)充
將近１ 倍的水量才能達(dá)到Ⅳ 類水的標(biāo)準(zhǔn)。愛伊河５ － ８ 月缺水
最為嚴(yán)重，這也是愛伊河生態(tài)環(huán)境需水的主要時(shí)間。５ － ８ 月，
由于河道蒸發(fā)量增大，蒸發(fā)需水量增加，魚類處于產(chǎn)卵育幼期，
水生植物以及其他水生生物正處于生長(zhǎng)旺期，基礎(chǔ)生態(tài)需水量
也增加，再加上溝道補(bǔ)水量的增加，帶入大量污染物，使得水質(zhì)
凈化的需水量也增加，從而使得這段時(shí)間愛伊河的生態(tài)環(huán)境需
水量大增。１１ 月需水量較大是因?yàn)楹拥姥a(bǔ)水帶入大量污染物
致使自凈需水量增加。
3 　結(jié)　語
本文建立了愛伊河河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水量模型，愛伊河河
道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水量是指為改善河道生態(tài)環(huán)境質(zhì)量或維護(hù)生
態(tài)環(huán)境質(zhì)量不至于進(jìn)一步下降時(shí)河道生態(tài)系統(tǒng)所需要的一定
水質(zhì)要求下的最小水量，包括為河流自凈需水量、河流蒸發(fā)損
失量和河流滲漏損失量。愛伊河基礎(chǔ)生態(tài)需水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水
質(zhì)凈化需水量，若滿足水質(zhì)凈化需要，則可完全滿足基礎(chǔ)生態(tài)
需水；蒸發(fā)滲漏需水量作為耗散水，必須得到滿足。所以愛伊
河的生態(tài)環(huán)境需水量構(gòu)成為水質(zhì)凈化需水量加上蒸發(fā)滲漏需
水量即為愛伊河的生態(tài)環(huán)境需水量。
愛伊河地處西北干旱地區(qū)，年蒸發(fā)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于降水量，是
降水量的４ ．４５ 倍，蒸發(fā)需水量是愛伊河生態(tài)環(huán)境需水量的重
要組成部分，占總需水量的１２ ．００％ 。愛伊河年均生態(tài)環(huán)境需
水量為９ ８７８ ．１８ 萬ｍ３ ，而總供水量只有５ ５１１ ．７０ 萬ｍ３ ，年缺
水４ ３６６ ．４８ 萬ｍ３ ，缺水嚴(yán)重。水質(zhì)凈化需水量在愛伊河生態(tài)
環(huán)境需水量中所占比重最大，占總需水量的７９ ．６４％ 。灌區(qū)農(nóng)
業(yè)和農(nóng)村面源污染正在成為愛伊河水質(zhì)的基本制約因素，以農(nóng)
田為核心的灌區(qū)退水污染正在變成影響愛伊河水質(zhì)的主要污
染源，進(jìn)入愛伊河的污染物的量較多需要凈化是造成總需水量
大的主要原因。
對(duì)愛伊河而言，其河道生態(tài)環(huán)境需水量與引水的水質(zhì)和水
量有著直接的關(guān)系，溝道引水污染物超標(biāo)，生態(tài)環(huán)境需水量在
一段時(shí)間內(nèi)將很難得到滿足。若要提高愛伊河的生態(tài)環(huán)境功
能，保證河流系統(tǒng)內(nèi)充足的生態(tài)環(huán)境需水量，必須減少污染物
的排放，減少溝道引水量，增加生態(tài)補(bǔ)水量，同時(shí)構(gòu)建和恢復(fù)健
康的水生生態(tài)系統(tǒng)，提高水體的自凈能力。
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