水电水利建设项目河道生态用水、低温水和过鱼设施环境影响评价技术指南

国家环境保护总局环境 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 评估中心文件环评函〔2006〕4号关于印发《水电水利建设项目河道生态用水、低温水和过鱼设施环境影响评价技术指南（试行）》的函各有关单位：为贯彻落实中央十六届五中全会提出的“在保护生态基础上有序开发水电”的要求，进一步规水电水利建设项目水生生态与水环境影响评价工作，现将《水电水利建设项目河道生态用水、低温水和过鱼设施环境影响评价技术指南（试行）》印发给你们，请参照执行。附件：水电水利建设项目河道生态用水、低温水和过鱼设施环境影响评价技术指南（试行）二OO六年一月十三日主题词：环保水电水利环评技术指南函国家环境保护总局办公厅2006年1月16日印发附件：水电水利建设项目河道生态用水、低温水和过鱼设施环境影响评价技术指南（试行）一、河道生态用水量环境影响评价技术指南（一）河道外植被生态需水量计算1、直接计算法根据某一区域某一类型植被单位面积的需水定额乘以其种植面积计算。关键是确定不同类型植被在非充分供水条件下的需水定额。2、间接计算法在非充分灌溉条件下或水分不足时，采用改进的曼公式。ET=ET0>KcXf（s）式中：ET为作物实际需水量，mm;ET0为植物潜在腾发量，mm;Kc为植物蒸散系数，随植物种类、生长发育阶段而异，生育初期和末期较小，中期较大，接近或大于1.0，通过试验取得；f（s）为土壤影响因素。B为实际平均土壤含水率，旱地为占田间持水率百分数，%;9c1为土壤水分适宜含水率，旱地为田间持水率的90%;9c2为土壤水分胁迫临界含水率，为与作物永久凋萎系数相对应的土壤含水率；a为经验系数，一般为0.8〜0.95。3、河道外植被生态需水量计算适用围直接计算法适用于基础工作较好的地区与植被类型，如绿洲、城市园林绿地等生态用水。间接计算法适用于我国对植物生态需水量计算方法研究比较薄弱的地区及对植被的耗水定额难测定情况。（二）维持水生生态系统稳定所需水量维持水生生态系统稳定所需水量的计算方法主要有水文学法、水力学法、组合法、生境模拟法、综合法及生态水力学法。1、水文学法水文学法是以历史流量为基础，根据简单的水文指标确定河道生态环境需水。国最常用的代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 方法有Tennant法及河流最小月平均径流法。（1）Tennant法计算方法根据水文资料以年平均径流量百分数来描述河道流量状态。保护目标鱼、水鸟、长毛皮的动物、爬虫动物、两栖动物、软体动物、水生无脊椎动物和相关的所有与人类争水的生命形式。计算 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 表1保护鱼类、野生动物、娱乐和有关环境资源的河流流量状况流量状况描述推荐的基流（10月〜3月）（%平均流量）推荐的基流（4月〜9月）（%平均流量）泛滥或最大200（48—72／小时）最佳围60〜10060〜100很好4060好3050良好2040一般或较差1030差或最小1010极差0〜100〜10基本要求根据不同区域、不同需水类型、不同保护对象，认真分析系列水文资料，进行相关河段数据分析，调整流量标准，使调整后的流量符合当地河流情况。水生生物对流量的要求在不同季节有所不同，需要根据生态系统不同月份、不同季节对流量的要求，给出年下泄流量过程线，与水生生物生境要求相符合。适用条件作为河流进行最初目标管理、战略性管理方法使用。（2）最小月平均径流法计算方法以最小月平均实测径流量的多年平均值作为河流基本生态环境需水量，即：式中：Wb为河流基本生态需水量，108m3；Qij为第i年j月的月平均流量，m3/s；n为统计年数，T为换算系数，值为31.536X106S。假设条件在该水量下，可满足下游需水要求，保证河道不断流。适用围适合于干旱、半干旱区域，生态环境目标复杂河流。对生态环境目标相对单一地区，计算结果偏大。2、水力学法水力学法是以栖息地保护类型的标准设定的模型，主要有基于水力学参数提出的湿周法及R2-CROSS法。（1）湿周法计算方法湿周法采用湿周（见图1）作为栖息地的质量指标，绘制临界栖息地区域（通常大部分是浅滩）湿周与流量的关系曲线，根据湿周流量关系图中的转折点（如图2）确定河道推荐流量值。图1湿周的定义图2湿周流量关系制约条件湿周法受河道形状影响较大，三角形河道湿周流量关系曲线的增长变化点表现不明显；河床形状不稳定且随时间变化的河道，没有稳定的湿周流量关系曲线，也没有固定的增长变化点。适用围适用于河床形状稳定的宽浅矩形和抛物线型河道。（2）R2-CROSS法计算方法采用河流宽度、平均水深、平均流速及湿周率指标来评估河流栖息地的保护水平，从而确定河流目标流量。其中：湿周率指某一过水断面在某一流量时的湿周占多年平均流量满湿周的百分比。计算标准表2R2-Cross法确定最小流量的标准河宽（m）平均水深（m）湿周率（％）平均流速（m／s）0.3〜6.30.06500.3〜12.30.06〜0.12500.3〜18.30.12〜0.1850〜600.3〜30.50.18〜0.3>700.3限制条件a.不能确定季节性河流的流量。b.精度不高：根据一个河流断面的实测资料，确定相关参数，将其代表整条河流，容易产生误差，同时，计算结果受所选断面影响较大。标准单一：三角形河道与宽浅型河道水力参数采用同一个标准。标准设定围较小：标准设定围在河宽为18m~30m。适用围非季节性小型河流。同时，为其它方法提供水力学依据。3、组合法（水文—生物分析法）（1）计算方法采用多变量回归统计方法，建立初始生物数据（物种生物量或多样性）与环境条件（流量、流速、水深、化学、温度）的关系，来判断生物对河流流量的需求及流量变化对生物种群的影响。（2）研究对象鱼，无脊椎动物（昆虫、甲壳纲动物、软体动物等）和大型植物（高等植物）。（3）适用条件适用于受人类影响较小的河流。4、生境模拟法（1）计算方法根据指示物种所需的水力条件的模拟，确定河流流量。假设水深、流速、基质和覆盖物是流量变化对物种数量和分布造成影响的主要因素。调查分析指示物种对水深、流速等的适宜要求，绘制水深、流速等环境参数与喜好度（被表示为0〜1之间的值）之间的适宜性曲线。将河道横断面分隔成间隔为w的n个部分单元（见图3），根据适宜性曲线确定每个分隔部分的环境喜好度，即水位喜好度（Sh）、流速喜好度（Sv）、基质喜好度（Ss）、河面覆盖喜好度（Sc）。根据下列公式计算每个断面、每个指示物种的权重可利用面积（WUA），其中Ai为宽度为w,长度为两个相邻断面距离的阴影部分的水平面积。WUA=计算不同流量下的WUA，绘制流量与WUA曲线，WUA越大，表明生物在该流量下对生境越适宜。（2）适用条件河流主要生态功能为某些生物物种的保护。5、综合法（1）计算方法以BBM法为代表，从河流生态系统整体出发，根据专家意见综合研究流量、泥沙运输、河床形状与河岸带群落之间的关系。（2）限制条件资源消耗大，时间长，一般至少需要2年时间。（3）适用围综合性、大流域生态需水研究。6、生态水力学法（1）计算方法通过水生生物适应的水力生境确定合适的流量，属于生境模拟法。假设水深、流速、湿周、水面宽、过水断面的面积、水面面积、水温是流量变化对物种数量和分布造成影响的主要水力生境参数；急流、缓流、浅滩及深潭是流量变化对物种变化造成影响的主要水力形态。模型分三大块（见图4），一是河道水生生境描述，该模块调查分析水生生物对水深、流速等水力生境参数的最基本生存要求；分析水温变化对水生生物的影响；分析水生生物对急流等水力形态的基本生存要求。二是河道水力模拟，利用水力学模型对研究河段进行一维〜三维水力模拟，计算不同流量时研究河段各水力生境参数值的变化情况。分析一、二两个模块，制定水力生境指标体系。三是河道水生生态基流量的决策，由水文水资源、水力、环评、水生生态工作者依据水力生境指标体系，结合河道的来水过程、当地的社会经济发展状况及政策综合确定河道生态基流量。（2）指标体系枯水期指标体系：沿程水力生境参数：统计水力参数在不同区间段的河段长度，及每个区间河段长度占整个河段长度的百分比，避免因计算出的某一河段参数偏低，而该段在整个河段中所占比重非常小，单凭最低值进行判断所造成的失误。水面面积：统计不同流量情况下水面面积大小及占枯水期多年平均流量情况下水面面积的百分比。水力形态：统计不同流量时缓流、急流、较急流、较缓流的段数、累计河段长度及每种形态河段长度占总河段长度百分比。统计不同流量时浅滩及深潭的个数。年变化指标体系：水温：各月水温沿程变化图，在出现极端水温断面处，列出不同流量情况下各月水温值。典型断面水深等水力生境参数年变化：在有较大支沟汇入断面，比较水力生境参数的年变化。（3）指标标准表3生态水力学法确定大型河流最小流量的水力生境参数标准生境参数指标最低标准累计河段长度的百分比最大水深鱼类体长的2〜3倍95%平均水深>0.3m95%平均速度>0.3m/s95%水面宽度>30m95%湿周率>50%95%过水断面面积>30m295%水面面积>70%水温适宜鱼类生存、繁殖生境形态指标概念界定急流平均流速>1m/s段数无较大变化，急流、较急流段累计河段长度减少v20%。较急流平均流速0.5m/s〜1m/s较缓流平均流速在0.3m/s〜0.5m/s缓流平均流速w0.3m/s深潭最大水深>10m个数无较大变化浅滩河岸边坡w10,5m围水深w0.5m（4）适用条件适用于大中型河流的水生生物生态流量的计算。对中型河流，上述标准适当降低。（三）维持河流水环境质量的最小稀释净化水量1、7Q10法采用90％保证率最枯连续7天的平均水量作为河流最小流量设计值。2、稳态水质模型以河流的每一个排污口为河段分界线，将河流概化为多个河段，对一般陆河段，污染物允许排放量的公式为：对潮汐河段和河网化河段，污染物允许排放量的公式为：对整个河段，总允许纳污量W等于各河段允许纳污量Wi之和。式中：Wi为河段i污染物允许排放量，g/s;CS为从某断面流出的污染物浓度必须满足的水环境质量标准，mg/L；Q0为上游来水流量，m3/s；qi为河段i污水流量，m3/s；C0为上游来水中的污染物浓度，mg/L；K为污染物衰减系数，d-1；xi为河段i混合过程段长度，m；u为水体平均流速，m/s；Ex为纵向分散系数，cm2/s。3、环境功能设定法根据河流水质保护标准和污染物排放浓度，推算满足河流稀释、自净等环境功能所需水量的方法。将河流（河段）划分为i个小段，将每一小段看作一个闭合汇水区，根据水量平衡法及水质模型，计算每一段的河道需水量Qvi（i=1,2,…,n,），然后对其求和，即得整个河流（河段）的环境需水量。其中，Qvi必须同时满足下列方程：式中：入为河流稀释系数；Qwi为i小段合理的污水排放总量，指达标排放的废污水量；Qni（p）为不同水文年（如多年平均、枯水年、平水年）设定保证率（指月保证率，如p0=90%、p0=80%等）下，i小段的河道流量。（四）河道输沙需水量式中：Wi为输沙用水量，m3；Si为多年平均输沙量，m3；cij为第i年j月的月平均含沙量，m3；n为统计年数。（五）河道蒸发需水量式中：V为计算时段水体的净蒸发损失量，m3；H0为计算时段水面蒸发深度，m；A为计算时段水体平均蓄水水面面积，m2；P为计算时段降雨量，m。二、低温水环境影响评价技术指南（一）水库水温结构的判别方法1、参数a—B判别法判别式如下：当a<10时，水库水温为稳定分层型；当1020时，水库水温为混合型。对于分层型水库，如果遇到B>1的洪水，将出现临时混合现象；但如果p<0.5时，洪水对水库水温的分布结构没有影响。2、Norton密度佛汝德数判别法Norton密度佛汝德数判别公式为：Fd=（LG/HV）（gG）-1/2式中，Fd为密度佛汝德数；L、H、V分别为水库长度、平均水深和库容；Q为入库流量；g为重力加速度；G为标准化的垂向密度梯度（量级为10－31/m）。Fd<0.1时为稳定分层型；0.11.0时为完全混合型。3、水库宽深比判别法水库宽深比判别法公式为：R=B/H式中，B为水库水面平均宽度；H为水库平均水深。当H>15m，R>30时水库为混合型；R<30时水库为分层型。（二）水库垂向水温估算方法1、类比法采用类比法时，选用的参证水库在为之上应靠近该工程，以保证气象要素、水面与大气的热交换等条件相似；并保证水库工程参数、水温结构类型等相似；同时，参证水库还要有较好的水温分布资料。2、中国水科院方法1982年水科院结构材料所根据大量资料，拟合出计算水库年平均水温分布曲线的公式。曲线由库表水温、变温层水温及库底水温三部分组成。当确定了库表和库底水温后，可以用该曲线公式推算水库不同深度处的年平均水温分布。计算公式为：式中：一从水面算起深度y处的多年平均水温（C）；—库底稳定低温水层的温度（C）；—温跃层厚度（m）；—多年平均库表水温与库底水温的差值（C）o这种方法适用于计算年平均水温垂向分布，最好利用类比水库的表层水温、底层水温及温跃层厚度来计算，如果不能类比获得，可参照方法5进行估算。3、水科院朱伯芳公式通过对已建水库的实测水温的分析，水库水温存在一定的规律性：（1）水温以一年为周期，呈周期性变化，温度变幅以表面为最大，随着水深增加，变幅逐渐减小；（2）与气温变化比较，水温变化有滞后现象，相位差随着深度的增加而改变；（3）由于日照的影响，表面水温存在略高于气温的现象。根据实测资料，1985年朱伯芳提出了不同深度的月平均库水温变化可近似用余弦函数表示：式中，—水深（m）；—时间（月）；—水深y处在时间为t时的温度（C）；—水深y处的年平均温度（C）；—水深y处的温度年变幅（°C）；—水温与气温变化的相位差（月）；—温度变化的圆频率，其中P为温度变化的周期（12个月）。公式中水深y处的年平均温度的获得见方法5。由于该经验公式是依据对国外多个水库观测资料获得，而这些水库分布围较广，因此该公式的适用围也相对宽泛。4、东勘院计算方法《水利水电工程水文计算规》（SL278—2002）中，对于水库垂向水温分布计算，推荐东北水电勘测的方法。计算公式如下：，（4-1）。（4-2）式中：Ty—水深y处的月平均水温（C）；TO—水库表面月平均水温（C）；y—水深（m）；m—月份，1,2,3,……12;Tb—水库底部月平均水温（C）；对于分层型水库各月库底水温与其年平均值差别很小，可用年平均值代替；对于过渡型和混合型水库，各月库底水温可用（4-2）式计算，该式适用于23?〜44?N地区，式中N为大坝所在的纬度，可通过查表获得，见《水利水电工程水文计算规》。该方法应用简单，只需知道库表、库底月平均水温就可计算出各月的垂向水温分布，而且库底和库表水温可由气温-水温相关法或纬度-水温相关法推算。该方法适用于库容系数=调节库容/年径流量〉1的水库，对于库容系数w1的水库，计算误差较大。5、年平均水温的估算方法在没有可类比的水库条件下，可采用估算的方法，获得水库表面年平均水温、库底年平均水温和任意深度的年平均水温。（1）水库表层年平均水温T表估算方法气温与水温相关法气温与水温之间有良好的相关性。可根据实测资料建立两者之间的相关图，然后由气温推算出水库表层水温。《水利水电工程水文计算规》根据我国16座大中型水库的实测资料，点绘了多年平均气温与水库表面水温的相关关系图。根据相关图用各梯级电站坝址和水库区的多年平均气温得到相应水库的表层年平均水温。纬度与水库表层水温相关法水库水温与地理纬度的关系与气温相似。纬度高，水温表层年平均水温就低；纬度低，水库表层年平均水温就高。水库表层年平均水温随纬度变化的相关关系较好。因此《水利水电工程水文计算规》根据已建水库的实测资料，提供了水库表层年平均水温与地理纬度的相关图。来水热量平衡法大型水库的热能主要来自两个方面，一是水库表面吸收的热能；二是上游来水输入的热能。在河水进入水库之前，已经和大气进行了充分的热交换，已达到一定水温。水气间的热交换基本达到平衡。因此水库水温主要取决于上游来水的水温，上游来水温度可近似看作为库表水温。这样就可以根据上游来水的流量和水温推算水库表层水温。即：