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.docx

1、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评估中心文件环评函20064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，进一步规范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

2、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，采用改进的彭曼公式。 ET=ET0Kcf(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，通过试验取得；f(s)为土壤影响因素。为实际平均土壤

3、含水率，旱地为占田间持水率百分数，%；c1为土壤水分适宜含水率，旱地为田间持水率的90%；c2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；为经验系数，一般为。3、河道外植被生态需水量计算适用范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

4、需水。国内最常用的代表方法有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内流量状态。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(4872小时)最佳范围 60100 60100很好 40 60好 30 50良好 20 40一般或较差 10 30差或最小 10 10极差 010 010基本要求a.根

5、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。b.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，给出年内下泄流量过程线，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106s。假设条件在该水量下，可满足下游需水要求，保证河道不

6、断流。适用范围适合于干旱、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

7、。适用范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2 R2-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(ms) 50 50 5060 70 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。c. 标准单一：三角形河道与宽浅型河道水力参数

8、采用同一个标准。d. 标准设定范围较小：标准设定范围在河宽为18m30m。适用范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

9、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01之间的值）之间的适宜性曲线。将河道横断面分隔成间隔为的个部分单元（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，长度为两个相邻断面距离的阴影部分的水平面积。 = 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

10、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）适用范围综合性、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

11、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内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

12、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。年内变化指标体系：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内变化：在有较大支沟汇入断面，比较水力生境参数的年内变化。（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23倍 95%平均水

13、深 95%平均速度 s 95%水面宽度 30m 95%湿周率 50% 95%过水断面面积 30m2 95%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20%。较急流 平均流速s1m/s 较缓流 平均流速在ss 缓流 平均流速s 深潭 最大水深10m 个数无较大变化浅滩 河岸边坡10，5m范围内水深 （4）适用条件适用于大中型河流内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

14、、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，对一般内陆河段，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

15、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：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）河道内输沙需水量式中：Wi为输沙用水量，m3；Si为多年平均输沙量，m3；cij为第i年

16、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为计算时段内水体的净蒸发损失量，m3；H0为计算时段内水面蒸发深度，m；A为计算时段内水体平均蓄水水面面积，m2；P为计算时段内降雨量，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、参数判别法判别式如下：当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1的洪水，将出现临时混合现象；但如果时，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

17、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103 1/m）。Fd时为稳定分层型；Fd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：RB/H式中，B为水库水面平均宽度；H为水库平均水深。当H15m，R30时水库为混合型；R0（向上），则TQv=TN-1，反之Qv,N-10（向下），则TQv=TN。考虑水库入流、出流的影响，水面热交换，各层之间的热量对流传导、风的影响等。（2）垂向一维模型适用条件垂向一维水温模型综合考虑了水库入流、出流、风的掺混及水面热交换对水库水温分层结构的影响，其等温层水平假定也得到许多实测资料的验证，在准确率定

18、其计算参数的情况下能得到较好的模拟效果。但一维扩散模型（即WRE、MIT类模型）对水库中的混合过程特别是表层混合描述得不充分。混合层模型对于风力引起的表面水体掺混进行了改进。垂向一维模型忽略了各变量（流速、温度）在纵向上的变化，这对于库区较长、纵向变化明显的水库不适合。而且垂向一维模型是根据经验公式计算的入库和出库流速分布，再由质量和热量平衡来决定垂向上的对流和热交换，这种经验方法忽略了动量在纵向和垂向上的输运变化过程，其流速与实际流速分布差异很大，应用于有大流量出入的水库将引起较大的误差。另一方面一维模型的计算结果都对于垂向扩散系数非常敏感，垂向扩散系数与当地的流速、温度梯度相关，各种经验公

19、式尚不具备一般通用性，流速的误差也将进一步影响垂向扩散系数的准确性。因此垂向一维模型更适用于纵向尺度较小且流动相对较缓的湖泊或湖泊型水库的温度预测。2、垂向二维水库温度模型（1）模型方程状态方程：对于常态下的水体，可忽略压力变化对密度的影响，密度与温度的关系可表示为：式中： 1/为等压膨胀系数； kg/m3为密度；T 为温度；s、Ts为参考状态的密度和温度。对于天然水体，该函数关系可近似为根据Boussinesq假定，在密度变化不大的浮力流问题中，只在重力项中考虑密度的变化，而控制方程的其它项中不考虑浮力作用。水动力学模型：由于河宽变化对水面热量交换和热量向水下的传递都具有一定的影响，因此采用宽度平均的k-e 紊流模型，在直角坐标系下水动力学方程分别为：式中： ； 为浮力项，该浮力项在稳定分层时可抑制紊动动能的生成，削弱热量向下的传递，是水库能保持稳定分层的重要因素； m2/s是分子粘性系数 与紊动涡粘系数 之和， ；u、wm/s为纵向和垂向流速；p为压强；T为水温；Bm为河宽； k为紊动动能；为紊动动能耗散率； 、 分别为紊动动能和耗散率的普朗特数，一般取和。其它模型常数 、 的取值分别为、。热平衡方程：式中 是温度普朗特数，取；