水工程规划设计标准中关键生态指标体系研究与应用

1、水利部公益性行业科研专项课题水工程规划设计标准中关键生态指标体系研究与应用水利部水利水电规划设计总院2009.9概述研究背景研究意义研究目标技术路线II. 主要内容水工程与流域生态安全生态指标体系构建关键生态指标释义阈值研究水工程生态保护标准体系与相关技术准则III. 结论与展望概述研究背景研究意义研究目标技术路线II. 主要内容水工程与流域生态安全生态指标体系构建关键生态指标释义阈值研究水工程生态保护标准体系与相关技术准则III. 结论与展望IV.概述研究背景我国在水利水电工程规划、设计、建设、运行中对水工程的生态环境保护，特别是流域和 区域生态保护认识不足，与水工程建设相关的生态保护技术标

2、准体系不健全。要实现我国 经济社会可持续发展必须要维持能够为经济发展和社会稳定提供有效服务的水利环境，因 此，迫切需要对水工程规划设计标准中关键生态指标体系进行系统的研究。目前迫切需要 从构建和谐社会、贯彻落实科学发展观、实践可持续发展治水思路、建设生态文明的战略 高度，在现有研究工作基础上，整合并建立系统、科学、具有公信力、符合我国各类型流 域实际特点的水工程建设的生态指标体系和有关准则，用以指导和规范流域规划、水工程 设计和建设。研究意义 保障流域生态安全 为制定生态环境友好的水工程规划设计相关规范和标准提供依据 制定流域生态保护与修复技术准则的基础 建立生态补偿机制的基础工作概述研究目标

3、探讨水工程建设生态安全基本理论建立水工程规划设计标准中关键生态指标体系，提出评价方法关键生态指标安全阈值分析建立水工程生态保护技术标准体系，提出水工程规划设计生态保护技术准则技术路线 调查及对比研究 开展基于河流开发与保护的流域生态安全基本理论研究 建立生态安全指标体系 在上述生态指标体系研究基础上，开展关键生态指标阈值研究 从应用层面开展生态安全关键指标体系建设的相关技术准则研究研究目标水工程建设生态安全理论水文水11水环境1河流1生物及11社会1资源1L_J w 1地貌1 MB1栖息地11环境1建议草案及研究报告总体研究技术路线概述 研究背景 研究意义 研究目标 技术路线II. 主要内容

4、水工程与流域生态安全 生态指标体系构建 关键生态指标释义 阈值研究 水工程生态保护标准体系与相关技术准则III. 结论与展望IV探水工程与流域生态安全 水工程 水工程含义(1) 水工程是指在江河、湖泊和地下水源上兴建的工程。如在江河、湖泊上建设的水 坝、堤防、护岸、闸坝等和为从地下水源上取水而打的井等。(2) 水工程是以开发、利用、控制、调配和保护水资源为目的兴建的工程。 水工程类型水库枢纽工程、城市防洪工程、灌溉排涝工程、河道整治工程、引调水工程、水土保 持生态建设工程、围垦工程流域生态系统流域生态系统为以河流为主体、流域为整体，边界清晰、结构功能完整的生态系统，是流 域内生物群落和坏境相互

5、作用的统一体，由陆地河岸生态系统、水生生态系统、湿地及沼 泽生态系统等一系列子系统组成的复合系统。其显著特征是具有完整的水文循环过程，各 子系统以河流水系相联系。具有生境支持、生物多样性维持及生态服务等多种功能。探水工程与流域生态安全生态安全生态安全是指人类与其赖以生存的自然生态系统相互作用的过程中，自然生态系统承载能力大于人类对它的影响，处于健康可持续发展的状态，即生态系统的功能和调节能力处于可承受和可恢复的范围。水工程对流域生态系统的效应鱼类无脊椎动物地形泥沙第二级响应：引起流域生态系统及其了系 统（近斥植物、库区.下游及河口栖息地和 湿地）初级生产力的变化第一级响应：拦河筑坝引起径流时空

6、分布 发生变化，进而导致相应的物理、化学、 地形地貌诸要素的改变第三级响应，引起流域生物多样性减少、生物群落结构 变化I对于跨流域调水工程，输水运河和水系受外来种 群的入侵，其物质和能最流通途径将产生变化初级生产力径流拦截.调蓄探流域生态安全评价压力状态响应考虑水工程的流域生态安全的龍压力状态-响应”模型框架探生态指标体系构建水工程建设是流域生态系统服务开发的主要手段，也是影响流域生态安全的主要因素，河流开发中的流 域生态安全保障的要求，必须在水工程的规划设计中以相应的生态指标进行表征和控制【指标体系建构原则】性性性性 学次度合科层尺综代表性和独立性 1 连续性和动态性 ： 传统性和创新性 i

7、 可比性和实用性 i【指标体系构建方法】频度分析法 专家咨询法 理论分析法生态指标体系构文献检索生态安全理论频度分析法理论分析法河流生态理论体系构架理论水匸程生态影响水匸程生态环境指标专家咨询法水匚程生态安全属性水匸程生态安全要素水匸程生态安全指标指标体系框架水丄程规划设计生态安全指标体系水工程规划设计生态安全指标体系构建图探生态指标体系结构指标体系结构图纵轴表征流域生态属性和生态指标，横轴表征水工程规划设计类型，纵横轴交叉点为 生态指标与工程类型结合判断的指标敏感性和空间尺度特征。纵轴进一步分为属性层. 要素层和指标层，横轴分为水工程规划阶段和工程设计阶段生态指标体系构建属性 层要素层关键生

8、态指标流域综 合规划规划髯聲防洪规水电开 謂划发规划枢纽 工程灌排 工程指标层航道及河 道整治工 程工程设计护岸及供水、 堤防工调水工 程程水土保持 与水生态 修复工程蓄滞洪区 建设工程围垦 工程驀源地表水地农水资源量变化率BBSSSB年径流变差系数变化率CCSSS径流年内分配偏差ckt.3CCSSSB地下水地下水埋深c “2BBBCBB地下水开采系数C”,5BBBBB生态 水文生态基流CCCSSSS敏感生态需水ckt.7BBCCCCC水环 境水质水功能区水质达标率CjBBBCSSSSBSS湖库富营养化指数CBSSS纳污能力变化率BBBBCSSSSSS水温下池水温SSS水温恢复距离CSSS生态

9、指标体系构建属性 层要素层关键生态指标流域综 合规划规划査翼防洪规水电开 划发规划枢纽 工程灌排 工程指标层航道及河道 整治工程工程设计护岸及供水、水土保持与 堤防工调水工水生态修复 程程工程蓄滞洪区 建设工程垦程 围工河流 特征蜿蜒度CCCCC连通性纵向连续性C/_2BBBCC横向连通性C/JBCsSSS垂向透水性C/,BBCsSS稳定性岸坡稳定性口_5CsSS河床稳定性C6CCsSS生物 及栖 息地鱼类物种多样性CqBBCBCcCSSS植物物种多样性C2BaBaCbCbqSbCbqSb生物多样性珍稀水生生物存活状况BBCBCcsCSSS外来物种威胁程度CrBSS夭然植被覆盖度c“SbSbS

10、hBaSb净第一性生产力C.6BsSBs探生态指标体系构建属性 层要素层关键生态指标流域综 合规划蠶聲防洪规水电开 耳醬划发规划?8灌排 工程指标层航道及河道 整治工程工程设计护岸及供水、 堤防工调水工 程程水土保持与 水生态修复 工程蓄滞洪区 建设工程围垦 工程生物 及栖 息地S土壤侵蚀强度CqSSSSBSH然保护区保护区影响程度C8BCSSSSCS生态需水满足程度 C9BBCSCSS鱼类栖息地鱼类生境保护状况C b-10BBCBCCSSSS社会 环境歹民（居民） 生活状况移民（居民）人均年纯收入CJBBCBC*s,.s.s.tqq人群健康传播阻断率G_2CCsSsC流域开发强 度水资源生态

11、安全可利用率CrBB水能生态安全可开发率C.MBBBC节水水平灌溉水利用系数Cs_5BBSs单位匸业增加值用水量c“BB景观景观舒适度CSSCS探关键生态指标释义水文水资源地表水资源量变化率(Cwr-1)年径流变差系数变化率(Cwr-2)径流年内分配偏差(3-3)地下水埋深(CwrT)地下水开采系数(Cwr-5)生态基流(Cwr-6)敏感生态需水(Cwr-7)河流地貌 蜿蜒度(CJ 纵向连续性(CJ 横向连通性(C】_3)a垂向透水性(C_4) 岸坡稳定性(C_5) 河床稳定性(C6)水环境水功能区水质达标率(Ce-1)湖库富营养化指数(Ce-2)纳污能力变化率(Ce-3)下泄水温(Ce-4)

12、水温恢复距离(Ce-5)社会环境 移民(居民)人均年纯收入(Cs_】) 传播阻断率(Cs_9)A水资源开发利甬率(Cs_3) 水能生态安全开发利用率(Cs_4) 灌溉水利用系数(Cs_5) 单位工业增加值用水量(Cs_6) 景观舒适度(Cs_7)生物及栖息地鱼类物种多样性(Cfej 植物物种多样性(Cb 生态指标阈值是水工程规划设计标准中关键生态指标体系中的一个重要组成部分，它既可以用来衡量 水工程的生态影响范围与程度，也可以用来指导水工程的规划与设计。阈值研究的基本方法 数学模型法 生态模型法 景观模型法【例】-地表水资源量变化率为了尽可能客观反映流域或区域近期下垫面条件下的产汇流规律，以及

13、水利工程建设前后对水资源开发和利用的远期影响，地表水资源量变化率的计算依据的水文系列应：(1) 采用多年平均的实测径流量系列(2) 若缺乏长系列径流资料，采用设计风水年、平水年和枯水年3个典型水平年计算值的平均值(3) 若缺乏典型水平年序列号资料，则采用典型平水年的径流资料进行计算并Sit憐魂量務樓艦t依据现状水平年或工程建设前的河川径流量还原比例的不同序号河川径流量还原比例安全阈值10.20.520.2-0.40.4地表水资源变化率的阈值选取探阈值确定方法属性层要素层关键生态指标标准 参照法文献 引用法数据 分析法专家 评判法现场 査勘法水文水资源地农水地农水资源量变化率年径流变差系数变化率

14、径流年内分配偏差地下水地下水埋深地下水开采系数生态水文生态基流敬感生态需水水环境水质水功能区水质达标率湖库富营养化指数纳污能力变化率水温下池水温水温恢复距离探阈值确定方法属性层要素层关键生态指标标准 参照法文献 引用法数据 分析法专家 评判法现场 査勘法河流地貌河流特征蜿蜒度连通性纵向连续性横向连通性垂向透水性稳定性岸坡稳定性河床稳定性生物及 栖息地生物多样性鱼类物种多样性植物物种多样性珍稀水生生物存活状况外来物种威胁程度植彼特征天然植被覆盖度净第i性生产力、./主要内容阈值确定方法属性层要素层关键生态指标标准 参照法文献 引用法数据 分析法专家 评判法现场 査勘法生物及 栖息地水土流失土壊侵

15、蚀强度生态敏感区保护区影响程度生态需水满足程度鱼类生境状况社会环境移民（居民）生活状况移民（居民）人均年纯收入人群健康传播阻断率流域开发强度水资源开发利用率水能生态安全开发利用率节水水平灌溉水利用系数单位工业增加值用水量景观景观舒适度主要内容水工程生态保护标准体系与相关技术准则一、水工程生态保护标准体系的建立流域生态环境保护方而技术标准体系存在问题 有关生态环境保护指标缺乏，对河流、流域尺度上的生态影响考虑较少 现有生态环境保护行业标准混乱，水工程建设管理工作与流域生态保护脱节 水生态环境保护技术规范缺乏遵循原则 科学性 实用性 动态发展性水工程生态保护标准体系涉及生态环境要求的水工程规划设计

16、相关标准编制阶段相关规范标准导则规划阶段江河流域规划编制规范水资源规划导则水利灌区规划规范防洪规划编制规程设计阶段水利水电工程项目建议书编制规程水利水电工程可行性研究报告编制规程水利水电工程初步设计报告编制规程节水灌溉技术规范水利工程水利计算规范水资源供需平衡预测分析技术规范导则跨流域调水工程设计导则蓄滞洪区设计规范河道整治设计规范地下水资源评价技术导则涉及生态环境要求的水工程规划设计相关标准编制阶段相关规范标准导则设计阶段灌溉与排水工程设计规范水利水电工程沉沙池设计规范渠道防渗工程技术规范水利水电工程施工组织设计规范水利水电工程建设征地移民设计规范堤防工程设计规范城市防洪工程设计规范地下水资

17、源水文地质勘察规范海堤工程设计规范施工总平面布置设计导则水利水电工程建设农村移民安置规划设计编制规程蓄滞洪区设计规范河道整治设计规范运行阶段洪水调度方案编制导则水库调度设计规范水工程生态安全专项标准编号类别规范标准导则备注1环境保护类江河流域规划环境影响评价规范修编2水功能区划分技术导则已编3水资源保护规划编制规程新编4河道内生态需水评估技术导则修编5水利血防技术导则已编6纳污能力计算规程已编7水生态保护与修复技术导则新编8环境影响评价技术导则水利水电工程已编9水利水电工程环境保护设计规范（初步设计阶段）新编10水利工程环境保护设施竣工验收技术导则新编11水利水电工程环境监理技术规程新编12水

18、利水电工程环境影响后评价技术规范新编13水利水电工程生态调度运行导则新编14水利水电工程水生生物保护设计规范新编15水利水电工程环境监测新编16鱼道设计导则新编水工程生态安全专项标准编号类别规范标准导则备注17水土保持类水土保持规划编制规程修编18水土保持工程项目建议书编制规程已编19水土保持工程可行性研究编制规程已编20水土保持工程初步设计编制规程已编21水利水电工程水土保持方案技术规范新编22水利水电工程水土保持竣工验收技术导则新编23移民安置类大中型水利水电工程建设移民安置规划大纲编制导则已编24水利水电工程建设征地移民设计规范已编25大中型水利水电工程建设农村移民安置规划设计规范已编26水利水电工程建设征地移民实物指标调查规范新编27水利水电