河湖生态水位控制方法汇总

1、5湖泊生态景观水位的确定方法及关键技术5.1 水位波动对湖泊生态系统的影响水位波动（Water-level fluctuations）根据发生尺度的不同可以分为短期波动、年内波动和年际波动，是湖泊生态系统结构与功能的主要水文控制因子。水位波动的范围、频率和持续时间不仅影响湖泊的物理过程，而且对生物群落结构和生态系统功能起重要调控作用。在浅水湖泊中，水位波动作为水文情势最重要的组成成分在生态、功能和管理方面起到了决定性作用。在长期的进化过程中，不同生物逐步形成了与自然水位波动周期相适应的生活史对策。5.1.1水位波动对水生植物的影响自然水文情势是湿地植物群落结构和分布格局的主要决定因素，水深、持

2、续期、频率、水位上升或下降的速率、淹没或干旱的时间以及可预测性是其重要的几个方面。在长期的进化过程中，不同生物逐步形成了与自然水文情势相适应的生活史对策。自然水文情势的改变必然会引起湿地植被物种组成和群落结构的改变。通过调查武汉城市圈的梁子湖、沉湖、斧头湖、西凉湖以及磁湖高等水生植物的种类组成以及分布。五个湖泊共采集高等植物95种，其中湿生植物75种、挺水植物9种、浮水植物5种、沉水植物6种。所有湖泊中，沉湖植物种类数最多，为64种；磁湖种类数最少，为25种；斧头湖、西凉湖和梁子湖种类数分别为26种、27种和47种（图5.1-1）。总体看来，以沉湖的物种多样性最为丰富，其次是梁子湖，多样性最低

3、的是磁湖。造成这种格局的原因和其水文状况有密切关系。沉湖为过水性湖泊，水位波动最大，巨大的消落区为湿生植物提供了良好的发育条件。剧烈波动的水位同时也提供了多样的生境，因此各生活型植被种类数相对较多。梁子湖水位波动仅次于沉湖，物种多样性略低于沉湖。斧头湖和磁湖为阻隔湖泊，水位基本常年保持稳定，且磁湖湖滨带均为直立堤岸，湖水污染较为严重，这也使得磁湖的物种多样性最小。图5.1-1 五个湖泊水生植物种类数对比沉湖和梁子湖春、夏、秋三个季度主要群落变化如表5.1-1所示。春季低水位时期沉湖和梁子湖湿生植被开始发育，主要植被类型都是湿生植物。沉湖中最主要的是红穗苔草，分布于水面上高程20cm-70cm左

4、右，高度约61cm，盖度在80%以上。蛇床、白鳞莎草和长刺酸模主要分布在水面上高程60cm左右，上层主要是蛇床群落和长刺酸模群落，下层是白鳞莎草群落，分层较为明显。梁子湖中最主要的水生植被群落是菹草群落和黄丝草群落，其中菹草在梁子湖整个东半湖区都有分布。湿生植物主要是苔草、稻搓菜和狗牙根，苔草主要分布于水面上高程0.15-1.2m、稻搓菜主要分布于0.6m-1.5m、耐干旱能力最强的狗牙根分布范围最为广泛，分布于0.3-2.0m。夏季水位上涨，湖滨带消落区大片湿生植被被淹没，挺水植被得到很好的发展。沉湖中苔草等湿生植物地上部分死亡，莲、芦苇、香蒲、酸模叶蓼等水生植物快速发展。梁子湖中湖滨带主要

5、植被类型是狗牙根群落和酸模叶蓼群落，由于水位上涨，狗牙根群落所占比例有所降低，酸模叶蓼成为新的优势物种。秋季水位降低后，沉湖和梁子湖消落区上的湿生植被再次得到发展，苔草地上部分迅速再次萌发，成为占绝对优势的物种。图5.1-2、图5.1-3显示了不同时期沉湖和梁子湖水生植物群落演替状况。表5.1-1 两个湖泊不同时期主要群落类型季节 沉湖 梁子湖 春 红穗苔草群落 狗牙根群落 蛇床群落 苔草群落 芦苇群落 稻搓菜群落 白鳞莎草群落 黄丝草群落 长刺酸模群落 菹草群落 夏 酸模叶蓼群落 黄丝草群落 莲群落 狗牙根群落 芦苇群落 酸模叶蓼群落 香蒲群落 水蕨群落 秋 酸模叶蓼群落 苔草群落 莲群落

6、狗牙根群落 芦苇群落 香蒲群落 红穗苔草群落 5.1.2水位波动对鱼类的影响长江流域大部分湖泊的江湖阻隔改变了湖泊自然水位条件，水位波动频率减少、幅度降低，从而改变了鱼类生存环境。水闸的修建使水体流速减慢，喜流性鱼类减少，而静水性鱼类增多，不规则的水情变动，还直接影响鱼类产卵场分布和产卵活动。图5.1-4为对2个大型通江湖泊（鄱阳湖和洞庭湖）和2个阻隔湖泊（洪湖和涨渡湖）鱼类群落进行的比较。可以看出：1）通江湖泊鱼类种类数明显多于阻隔湖泊，如通江湖泊鄱阳湖101种、洞庭湖69种，而阻隔湖泊洪湖和涨渡湖仅有57和47种；2）在生态类群方面，通江湖泊非定居性鱼类种类数明显多于阻隔湖泊，而阻隔湖泊的

7、一些江湖洄游性鱼类如四大家鱼多为人工放养种群；3）通江湖泊鱼类多样性指数高于阻隔湖泊，洞庭湖多样性指数和均匀性指数分别为2.53和0.57，二者均高于阻隔湖泊洪湖（分别为2.19和0.38）。图5.1-4 通江湖泊与阻隔湖泊鱼类种类数的比较主要是因为湖泊与长江连通，可以保持鱼类洄游通道的畅通，另外一方面，由于通江湖泊水位波动频率较高、波动幅度较大，兼具流水和静水生境，且植被多样，为不同种类和不同发育阶段的鱼类提供了良好栖息条件。01020304050607080洪湖(1993)洞庭湖(2004)鄱阳湖(1997-2000)涨渡湖(2003-2004)通江湖泊阻隔湖泊种类数定居性非定居性5.1.

8、3水位波动对湖泊富营养化的影响比较各湖基本水质参数（图5.1-5），可以看出水位波动较大的斧头湖和梁子湖的各项指标均明显优于水位波动较小的磁湖。沉湖水位波动虽较大，但由于外源营养过高，导致氮磷始终处于较高水平。浮游藻类Chl a含量与湖水TP的比值Chla/TP能够反映浮游藻类对关键生源要素磷的利用效率。因此，由图5.1-6可以看出，Chla/TP随着水位波动的加大而持续下降。进一步比较各湖浮游藻类Chl a含量与湖水TP之间的回归关系（图5.1-7），发现斧头湖和梁子湖中回归线的斜率和截距均明显小于磁湖和沉湖。由此可见，在外源条件无显著差异的情况下，加大湖泊水位波动可以有效改善水质，延缓湖泊

9、富营养化进程。050100150200250ZSD（cm)TN(10g/L)TP（g/L)Chla(g/L)磁湖沉湖梁子湖斧头湖 图5.1-5各湖基本水质参数的比较（ZSD，透明度；TN，湖水总氮；TP，湖水总磷；Chla，浮游藻类叶绿素a含量）Chla/TP0.000.100.200.300.400.500.600.700.80磁湖沉湖梁子湖斧头湖 图5.1-6各湖浮游藻类Chl a含量与湖水TP的比值Chla/TP5.2 湖泊主要生物类群对水位波动的需求5.2.1 水生植物的水位波动需求自然水流体制（Natural Flow Regime）是河流泛滥平原植物进化的主要驱动力，植物因而逐步形

10、成了与周期性水文过程相适应的形态特征、生活史对策和物候节律。泛滥平原植物的散布、生长和繁殖均需要特定的水文条件，包括水文要素的大小、发生时刻、频率、持续时间和可预测性。就泛滥平原湖泊植被而言，水位波动（Water-level Fluctuations）是主要水文控制因子，对植物自身及其所需的基底、水气、营养、光照等条件均有影响。因此，周期性水位波动是湖泊植被正常发育必不可少的条件。以中科院水生所多年来对长江中下游湖泊植被的研究为基础，结合国内外相关研究成果，将湖泊水生植被对水位波动的需求总结如下：（1）水生植被水生植被种子萌发期种子萌发期需要保持低水位需要保持低水位需要保持低水位需要保持低水位

11、种子萌发是种子萌发是水生植被水生植被水生植被生长发育的关键时期。研究现，萌水位生长发育的关键时期。研究现，萌水位生长发育的关键时期。研究现，萌水位生长发育的关键时期。研究现，萌水位生长发育的关键时期。研究现，萌水位生长发育的关键时期。研究现，萌水位生长发育的关键时期。研究现，萌水位和种子埋藏深度对萌发有较大影响。例如，马来眼菜和种子埋藏深度对萌发有较大影响。例如，马来眼菜和种子埋藏深度对萌发有较大影响。例如，马来眼菜和种子埋藏深度对萌发有较大影响。例如，马来眼菜和种子埋藏深度对萌发有较大影响。例如，马来眼菜和种子埋藏深度对萌发有较大影响。例如，马来眼菜和种子埋藏深度对萌发有较大影响。例如，马来

12、眼菜和种子埋藏深度对萌发有较大影响。例如，马来眼菜和种子埋藏深度对萌发有较大影响。例如，马来眼菜和种子埋藏深度对萌发有较大影响。例如，马来眼菜和种子埋藏深度对萌发有较大影响。例如，马来眼菜率及萌发速在有水覆盖条件下显著高于湿润，其幼苗出土率及萌发速在有水覆盖条件下显著高于湿润，其幼苗出土率及萌发速在有水覆盖条件下显著高于湿润，其幼苗出土率及萌发速在有水覆盖条件下显著高于湿润，其幼苗出土率及萌发速在有水覆盖条件下显著高于湿润，其幼苗出土率及萌发速在有水覆盖条件下显著高于湿润，其幼苗出土率及萌发速在有水覆盖条件下显著高于湿润，其幼苗出土率及萌发速在有水覆盖条件下显著高于湿润，其幼苗出土率及萌发速在

13、有水覆盖条件下显著高于湿润，其幼苗出土率及萌发速在有水覆盖条件下显著高于湿润，其幼苗出土随着埋藏深度增加急剧降低。对于大部分挺水植物而言，的随着埋藏深度增加急剧降低。对于大部分挺水植物而言，的随着埋藏深度增加急剧降低。对于大部分挺水植物而言，的随着埋藏深度增加急剧降低。对于大部分挺水植物而言，的随着埋藏深度增加急剧降低。对于大部分挺水植物而言，的随着埋藏深度增加急剧降低。对于大部分挺水植物而言，的随着埋藏深度增加急剧降低。对于大部分挺水植物而言，的随着埋藏深度增加急剧降低。对于大部分挺水植物而言，的随着埋藏深度增加急剧降低。对于大部分挺水植物而言，的随着埋藏深度增加急剧降低。对于大部分挺水植物

14、而言，的随着埋藏深度增加急剧降低。对于大部分挺水植物而言，的增加，萌发率降低。春季菖蒲根状茎前如果水位超过增加，萌发率降低。春季菖蒲根状茎前如果水位超过增加，萌发率降低。春季菖蒲根状茎前如果水位超过增加，萌发率降低。春季菖蒲根状茎前如果水位超过增加，萌发率降低。春季菖蒲根状茎前如果水位超过增加，萌发率降低。春季菖蒲根状茎前如果水位超过增加，萌发率降低。春季菖蒲根状茎前如果水位超过增加，萌发率降低。春季菖蒲根状茎前如果水位超过增加，萌发率降低。春季菖蒲根状茎前如果水位超过增加，萌发率降低。春季菖蒲根状茎前如果水位超过增加，萌发率降低。春季菖蒲根状茎前如果水位超过增加，萌发率降低。春季菖蒲根状茎前

15、如果水位超过增加，萌发率降低。春季菖蒲根状茎前如果水位超过增加，萌发率降低。春季菖蒲根状茎前如果水位超过增加，萌发率降低。春季菖蒲根状茎前如果水位超过增加，萌发率降低。春季菖蒲根状茎前如果水位超过增加，萌发率降低。春季菖蒲根状茎前如果水位超过增加，萌发率降低。春季菖蒲根状茎前如果水位超过增加，萌发率降低。春季菖蒲根状茎前如果水位超过80cm80cm80cm，将会制约菖蒲会制约菖蒲萌发。水深萌发。水深萌发。水深20cm20cm20cm处芦苇根状茎萌发受到明显抑制，淹水处芦苇根状茎萌发受到明显抑制，淹水处芦苇根状茎萌发受到明显抑制，淹水处芦苇根状茎萌发受到明显抑制，淹水处芦苇根状茎萌发受到明显抑制

16、，淹水超过30cm30cm30cm根状茎则无法萌发。因此，在种子的关键季节保持根状茎则无法萌发。因此，在种子的关键季节保持根状茎则无法萌发。因此，在种子的关键季节保持根状茎则无法萌发。因此，在种子的关键季节保持根状茎则无法萌发。因此，在种子的关键季节保持根状茎则无法萌发。因此，在种子的关键季节保持根状茎则无法萌发。因此，在种子的关键季节保持根状茎则无法萌发。因此，在种子的关键季节保持低水位是非常重要的。低水位是非常重要的。低水位是非常重要的。低水位是非常重要的。（2）沉水植被快速生长期需适宜的透明度沉水植被快速生长期需适宜的透明度沉水植被快速生长期需适宜的透明度沉水植被快速生长期需适宜的透明度

17、沉水植被快速生长期需适宜的透明度沉水植被快速生长期需适宜的透明度-水深之比对沉水植物而言，下光照是其生长发育的必要条件和重影响对沉水植物而言，下光照是其生长发育的必要条件和重影响对沉水植物而言，下光照是其生长发育的必要条件和重影响对沉水植物而言，下光照是其生长发育的必要条件和重影响对沉水植物而言，下光照是其生长发育的必要条件和重影响对沉水植物而言，下光照是其生长发育的必要条件和重影响对沉水植物而言，下光照是其生长发育的必要条件和重影响对沉水植物而言，下光照是其生长发育的必要条件和重影响对沉水植物而言，下光照是其生长发育的必要条件和重影响因素。水位波动变化往伴随深和体悬浮物含量，通过因素。水位波

18、动变化往伴随深和体悬浮物含量，通过因素。水位波动变化往伴随深和体悬浮物含量，通过因素。水位波动变化往伴随深和体悬浮物含量，通过因素。水位波动变化往伴随深和体悬浮物含量，通过因素。水位波动变化往伴随深和体悬浮物含量，通过因素。水位波动变化往伴随深和体悬浮物含量，通过因素。水位波动变化往伴随深和体悬浮物含量，通过因素。水位波动变化往伴随深和体悬浮物含量，通过因素。水位波动变化往伴随深和体悬浮物含量，通过因素。水位波动变化往伴随深和体悬浮物含量，通过因素。水位波动变化往伴随深和体悬浮物含量，通过水位调控，改善体透明度则是沉植物恢复的重要技术手段。通过水位调控，改善体透明度则是沉植物恢复的重要技术手段

19、。通过水位调控，改善体透明度则是沉植物恢复的重要技术手段。通过水位调控，改善体透明度则是沉植物恢复的重要技术手段。通过水位调控，改善体透明度则是沉植物恢复的重要技术手段。通过水位调控，改善体透明度则是沉植物恢复的重要技术手段。通过水位调控，改善体透明度则是沉植物恢复的重要技术手段。通过水位调控，改善体透明度则是沉植物恢复的重要技术手段。通过水位调控，改善体透明度则是沉植物恢复的重要技术手段。通过水位调控，改善体透明度则是沉植物恢复的重要技术手段。通过水位调控，改善体透明度则是沉植物恢复的重要技术手段。通过对研究湖泊实地调查分析发现，透明度对研究湖泊实地调查分析发现，透明度对研究湖泊实地调查分析

20、发现，透明度对研究湖泊实地调查分析发现，透明度对研究湖泊实地调查分析发现，透明度对研究湖泊实地调查分析发现，透明度对研究湖泊实地调查分析发现，透明度-水深之比是影响沉植物生长水深之比是影响沉植物生长水深之比是影响沉植物生长水深之比是影响沉植物生长水深之比是影响沉植物生长的最关键因子，且3-6月既是沉水植物的快速生长期，也透明度月既是沉水植物的快速生长期，也透明度-水深之比的关键作用期水深之比的关键作用期水深之比的关键作用期水深之比的关键作用期。以3-6月的透明度月的透明度-水深之比（/SDMZZ）为驱动变量建立了动变量建立了如表5.25.2-1所示的关键期沉水植物生量与的关键期沉水植物生量与的

21、关键期沉水植物生量与的关键期沉水植物生量与的关键期沉水植物生量与 / SDM Z Z 的关系模_其中，（g/m2）为周年沉水植物生物量；为对应于四个月的透明度-水深之比。MacB/ZSDZM对快速生长期的透明度阈值进行解析发现36月的透明度-水深之比分别要达到0.66，0.47，0.55和0.45，沉水植物才有望正常生长。进而可以根据现时测量的水位估算沉水植物生长的透明度阈值，或根据现时测量的透明度值估算沉水植物生长的最高水位值。（3）挺水植被幼苗期的水位上涨速率不宜过快对于挺水及湿生植物而言，水位波动变化导致不同高程区域淹没时间不同，因而在不同的高程分布不同的种类，呈现较为明显的带状分布。因

22、此，不同种类对水位波动变化的需求是不同的。通过对典型湖泊水生植物的“分布高程-淹没时间-盖度”三维关系的分析（图5.2-1）发现，挺水植物芦苇最适的淹没时间约100-120天；挺水植物菰最适的淹没时间约150-200天；中生植物狗牙根比较耐干旱和淹没，水文情势其对生长影响不大；湿生植物苔草最适的淹没时间约20-80天。通过室内模拟实验研究表明，芦苇幼苗期最适的水深为0-20cm，当水深达到30cm时芦苇的生物量明显下降。芦苇幼苗生长期水深不能超过幼苗高度，若长期淹水超过80cm，则对芦苇的生长不利并有可能导致死亡。菖蒲生长的最适水深约40cm，菖蒲生长的临界水深为141.8cm。菖蒲具有一定耐

23、淹能力（80cm），但是完全淹水水深达100-120cm时，菖蒲根状茎萌发、幼苗生长和生物量积累都将受到明显抑制。因此，挺水植物对于水位上涨速率的需求是不能超过其生长速率。图5.2-1水生植被生长与分布高程、淹没时间的关系5.2.2鱼类的水位波动需求水位波动的变化不仅直接影响鱼类的生理需求，还间接影响鱼类的生活环境。对于不同生活类型的鱼类而言，其对水位波动的需求是不一样的。对于湖泊性鱼类，以鲤鱼为例，有草滩产卵、芦苇丛产卵、石块产卵、溯河产卵几种类型。其中在被水淹没草滩上产卵是主要产卵方式。生境要求分两阶段：初春2-3月，要求有露滩；4-5月要求滩地被水淹没。如这两阶段衔接不好，则会影响产卵及

24、产卵量，死亡率也自然随之增大。因此，根据这个水位波动大致要求，适时调节水位以达到刺激产卵和淹滩是生态水位调节中需考虑到的。由于水位上涨伴随水体泥沙含量的增加，泥沙含量增加将影响鱼类呼吸和摄食，甚至导致鱼类死亡。因此，在鱼类生长发育过程中要控制水位上涨的速率。对于江湖洄游性鱼类，根据野外调查分析，草鱼由江洄游入湖的时间主要为7月，而鲢洄游入湖的时间主要为8月，并且主要洄游群体以当年幼鱼为主。因此，实施水闸生态调度，在考虑湖泊蓄洪能力前提下，在5-6月在适时开闸，让仔稚鱼苗随江水灌入湖泊；在7-8月开闸，让幼鱼入湖育肥。5.3湖泊生态水位的确定方法5.3.1 理论基础生态水位的概念是由生态需水或环

25、境水流（Environmental Flow）衍生而出。Gleick（1996）明确了生态需水（环境水流）的基本概念，即提供一定质量和数量的水给自然生境，以最少改变自然生态系统的过程，并维持物种多样性和生态系统完整性。随后Arthington等（2010）进一步完善了环境水流的定义，即维持淡水和河口生态系统完整及其对人类的服务功能所需水流的质、量和发生时刻。国内对生态需水的定义，普遍认可钱正英等在中国可持续发展水资源战略研究综合报告及各专题报告中提出的：从广义上讲，生态需水是指维持全球生态系统水分平衡包括水热平衡、水盐平衡、水沙平衡等所需用的水；从狭义上讲，生态需水是指为维护生态环境不再恶化，

26、并逐渐改善所需要消耗的水资源总量。对于湖泊生态水位，目前并没有明确的定义，基于上述生态需水的概念，湖泊生态水位可以理解为：维持湖泊生态系统完整及其对人类的服务功能所需要的水位过程。对人类的服务功能所需水流的质、量和发生时刻。国内对生态需水的定义，普遍认可钱正英等在中国可持续发展水资源战略研究综合报告及各专题报告中提出的：从广义上讲，生态需水是指维持全球生态系统水分平衡包括水热平衡、水盐平衡、水沙平衡等所需用的水；从狭义上讲，生态需水是指为维护生态环境不再恶化，并逐渐改善所需要消耗的水资源总量。对于湖泊生态水位，目前并没有明确的定义，基于上述生态需水的概念，湖泊生态水位可以理解为：维持湖泊生态系

27、统完整及其对人类的服务功能所需要的水位过程。目前国内关于湖泊生态水位的研究，主要探讨最低生态水位，认为湖泊最低生态水位是保证特定湖泊生态系统结构稳定，保护生物多样性以及确保湖泊水资源功能正常发挥所必需的最低水位。然而，水位波动是一个过程，生物或生态系统不仅依赖于水位的极值（最高水位、最低水位），更重要的是依赖于水位的变化过程。众所周知，生物及生态系统的发育具有一定的周期性。在不同的发育阶段，生物对环境条件的需求是不一样的。因此，要达到生物的健康发育及维持生态系统的完整，必须满足其在不同时期的环境需求。5.3.2湖泊最低生态水位计算方法由于目前国内关于湖泊生态系统与水位关系的研究缺乏，湖泊生物类

28、群对水位的需求研究仅有极少量的报道。因此，过去对湖泊生态水位的计算多基于水文水力资料，湖泊生物及生态系统需求的权重较小；且以计算湖泊最低生态水位为主，未考虑水位变化的过程。现有的湖泊最低生态水位计算方法主要有年保证率法、天然水位资料法、最低年平均水位法、湖泊形态分析生物小空间需求最低年平均水位法、湖泊形态分析生物小空间需求最低年平均水位法、湖泊形态分析生物小空间需求最低年平均水位法、湖泊形态分析生物小空间需求最低年平均水位法、湖泊形态分析生物小空间需求最低年平均水位法、湖泊形态分析生物小空间需求最低年平均水位法、湖泊形态分析生物小空间需求最低年平均水位法、湖泊形态分析生物小空间需求最低年平均水

29、位法、湖泊形态分析生物小空间需求最低年平均水位法、湖泊形态分析生物小空间需求5-15151515-3。5.3.2.1 .2.1 .2.1 .2.1 .2.1 年保证率法年保证率法年保证率法该方法由崔保山（2005200520052005）提出，基于水文学中Q95Q95Q95th法来计算湖泊最低生态水位。计算公式如下泊最低生态水位。计算公式如下泊最低生态水位。计算公式如下泊最低生态水位。计算公式如下泊最低生态水位。计算公式如下：minHuH=式（5.3-1）minH为最低生态水位为最低生态水位；H为某保证率下所对应的水文年平均为某保证率下所对应的水文年平均为某保证率下所对应的水文年平均为某保证率

30、下所对应的水文年平均为某保证率下所对应的水文年平均为某保证率下所对应的水文年平均为某保证率下所对应的水文年平均位；u为权重。计算步骤如下计算步骤如下：根据系列水文资料，对历年最低位按照从小到大的顺序进行根据系列水文资料，对历年最低位按照从小到大的顺序进行根据系列水文资料，对历年最低位按照从小到大的顺序进行根据系列水文资料，对历年最低位按照从小到大的顺序进行根据系列水文资料，对历年最低位按照从小到大的顺序进行根据系列水文资料，对历年最低位按照从小到大的顺序进行根据系列水文资料，对历年最低位按照从小到大的顺序进行根据系列水文资料，对历年最低位按照从小到大的顺序进行根据系列水文资料，对历年最低位按照

31、从小到大的顺序进行根据系列水文资料，对历年最低位按照从小到大的顺序进行排列；根据湖泊自然地理、结构和功能选择适宜的保证率，后计算根据湖泊自然地理、结构和功能选择适宜的保证率，后计算根据湖泊自然地理、结构和功能选择适宜的保证率，后计算根据湖泊自然地理、结构和功能选择适宜的保证率，后计算根据湖泊自然地理、结构和功能选择适宜的保证率，后计算根据湖泊自然地理、结构和功能选择适宜的保证率，后计算根据湖泊自然地理、结构和功能选择适宜的保证率，后计算根据湖泊自然地理、结构和功能选择适宜的保证率，后计算根据湖泊自然地理、结构和功能选择适宜的保证率，后计算该保证率下所对应的该保证率下所对应的该保证率下所对应的该

32、保证率下所对应的水文年；计算水文年平均位计算水文年平均位计算水文年平均位计算水文年平均位；确定权重确定权重 u 。权重。权重 u 为水文年平均位与最低生态的接近水文年平均位与最低生态的接近水文年平均位与最低生态的接近水文年平均位与最低生态的接近水文年平均位与最低生态的接近水文年平均位与最低生态的接近水文年平均位与最低生态的接近水文年平均位与最低生态的接近程度，用于调整计算结果与实际情况的差值方法有专家判断程度，用于调整计算结果与实际情况的差值方法有专家判断程度，用于调整计算结果与实际情况的差值方法有专家判断程度，用于调整计算结果与实际情况的差值方法有专家判断程度，用于调整计算结果与实际情况的差

33、值方法有专家判断程度，用于调整计算结果与实际情况的差值方法有专家判断程度，用于调整计算结果与实际情况的差值方法有专家判断程度，用于调整计算结果与实际情况的差值方法有专家判断程度，用于调整计算结果与实际情况的差值方法有专家判断程度，用于调整计算结果与实际情况的差值方法有专家判断程度，用于调整计算结果与实际情况的差值方法有专家判断和根据水文年湖泊生态系统健康等级估算。和根据水文年湖泊生态系统健康等级估算。和根据水文年湖泊生态系统健康等级估算。和根据水文年湖泊生态系统健康等级估算。和根据水文年湖泊生态系统健康等级估算。和根据水文年湖泊生态系统健康等级估算。和根据水文年湖泊生态系统健康等级估算。5.3

34、.2.2.2.2.2.2.2.2 天然水位资料法天然水位资料法天然水位资料法由徐志侠（由徐志侠（2004）提出，将天然情况下湖泊多年最低水位作为）提出，将天然情况下湖泊多年最低水位作为）提出，将天然情况下湖泊多年最低水位作为）提出，将天然情况下湖泊多年最低水位作为）提出，将天然情况下湖泊多年最低水位作为）提出，将天然情况下湖泊多年最低水位作为）提出，将天然情况下湖泊多年最低水位作为）提出，将天然情况下湖泊多年最低水位作为低生态水位。此方法需要确定统计的资料系列长度和最低生态水位。此方法需要确定统计的资料系列长度和最低生态水位。此方法需要确定统计的资料系列长度和最低生态水位。此方法需要确定统计的

35、资料系列长度和最低生态水位。此方法需要确定统计的资料系列长度和最低生态水位。此方法需要确定统计的资料系列长度和最低生态水位。此方法需要确定统计的资料系列长度和最低生态水位。此方法需要确定统计的资料系列长度和最低生态水位。此方法需要确定统计的资料系列长度和最低生态水位。此方法需要确定统计的资料系列长度和最低生态水位。此方法需要确定统计的资料系列长度和最种类，最低水位可是瞬时、日均月等。类，最低水位可是瞬时、日均月等。类，最低水位可是瞬时、日均月等。类，最低水位可是瞬时、日均月等。类，最低水位可是瞬时、日均月等。类，最低水位可是瞬时、日均月等。类，最低水位可是瞬时、日均月等。类，最低水位可是瞬时、

36、日均月等。类，最低水位可是瞬时、日均月等。类，最低水位可是瞬时、日均月等。类，最低水位可是瞬时、日均月等。该方法需要长时间序列水位统计资料，因此在部份缺乏的湖该方法需要长时间序列水位统计资料，因此在部份缺乏的湖该方法需要长时间序列水位统计资料，因此在部份缺乏的湖该方法需要长时间序列水位统计资料，因此在部份缺乏的湖该方法需要长时间序列水位统计资料，因此在部份缺乏的湖该方法需要长时间序列水位统计资料，因此在部份缺乏的湖该方法需要长时间序列水位统计资料，因此在部份缺乏的湖该方法需要长时间序列水位统计资料，因此在部份缺乏的湖该方法需要长时间序列水位统计资料，因此在部份缺乏的湖该方法需要长时间序列水位统

37、计资料，因此在部份缺乏的湖该方法需要长时间序列水位统计资料，因此在部份缺乏的湖_泊难以运用。计算公式为：泊难以运用。计算公式为：泊难以运用。计算公式为：泊难以运用。计算公式为：minmin1min2min3minminn(H,H,H,H)ssssisHMinH=式（5.3-2）minH为最低生态水位，为最低生态水位，为最低生态水位，()Min为取最小值的函数，为取最小值的函数，为取最小值的函数，为取最小值的函数，minsiH为第i年最小水位，最小水位，n为水位资料年数。为水位资料年数。为水位资料年数。5.3.2.3.2.3.2.3.2.3 最低年平均水位法最低年平均水位法最低年平均水位法参照崔

38、保山（参照崔保山（2005），计算公式为：），计算公式为：），计算公式为：min1minnsiHHbn=å式（5.3-3）式中，minH为最低生态水位；为最低生态水位；为最低生态水位；sminH为年最低水位；为年最低水位；为年最低水位；b为权重；n为统计年数。统计年数。利用最低年平均水位法计算湖泊生态，关键是权重利用最低年平均水位法计算湖泊生态，关键是权重利用最低年平均水位法计算湖泊生态，关键是权重利用最低年平均水位法计算湖泊生态，关键是权重利用最低年平均水位法计算湖泊生态，关键是权重利用最低年平均水位法计算湖泊生态，关键是权重利用最低年平均水位法计算湖泊生态，关键是权重利用最低年平

39、均水位法计算湖泊生态，关键是权重利用最低年平均水位法计算湖泊生态，关键是权重利用最低年平均水位法计算湖泊生态，关键是权重 b 的确定。权重确定。权重 b 实际上是反映湖泊历年最低水位的平均值与生态实际上是反映湖泊历年最低水位的平均值与生态实际上是反映湖泊历年最低水位的平均值与生态实际上是反映湖泊历年最低水位的平均值与生态实际上是反映湖泊历年最低水位的平均值与生态实际上是反映湖泊历年最低水位的平均值与生态实际上是反映湖泊历年最低水位的平均值与生态实际上是反映湖泊历年最低水位的平均值与生态实际上是反映湖泊历年最低水位的平均值与生态水位的接近程度。可采用文统计方法、反馈水位的接近程度。可采用文统计方

40、法、反馈水位的接近程度。可采用文统计方法、反馈水位的接近程度。可采用文统计方法、反馈水位的接近程度。可采用文统计方法、反馈水位的接近程度。可采用文统计方法、反馈水位的接近程度。可采用文统计方法、反馈水位的接近程度。可采用文统计方法、反馈水位的接近程度。可采用文统计方法、反馈（即通过计算历年即通过计算历年即通过计算历年最低水位的平均值来对照历史生态状况而确定权重最低水位的平均值来对照历史生态状况而确定权重最低水位的平均值来对照历史生态状况而确定权重最低水位的平均值来对照历史生态状况而确定权重最低水位的平均值来对照历史生态状况而确定权重最低水位的平均值来对照历史生态状况而确定权重最低水位的平均值来

41、对照历史生态状况而确定权重最低水位的平均值来对照历史生态状况而确定权重 b 的一种方法的一种方法）和专家判断法来确定，其值一般在专家判断法来确定，其值一般在专家判断法来确定，其值一般在专家判断法来确定，其值一般在专家判断法来确定，其值一般在0.6500.6500.6500.6500.650-1.5501.5501.5501.550之间。5.3.2.4.2.4.2.4.2.4 湖泊形态分析法态分析法由徐志侠（由徐志侠（2004）提出，用湖泊水位作为文和地形子系统）提出，用湖泊水位作为文和地形子系统）提出，用湖泊水位作为文和地形子系统）提出，用湖泊水位作为文和地形子系统）提出，用湖泊水位作为文和地

42、形子系统）提出，用湖泊水位作为文和地形子系统）提出，用湖泊水位作为文和地形子系统）提出，用湖泊水位作为文和地形子系统特征的指标，用湖面积作为泊功能。采实测水位和特征的指标，用湖面积作为泊功能。采实测水位和特征的指标，用湖面积作为泊功能。采实测水位和特征的指标，用湖面积作为泊功能。采实测水位和特征的指标，用湖面积作为泊功能。采实测水位和特征的指标，用湖面积作为泊功能。采实测水位和特征的指标，用湖面积作为泊功能。采实测水位和特征的指标，用湖面积作为泊功能。采实测水位和特征的指标，用湖面积作为泊功能。采实测水位和特征的指标，用湖面积作为泊功能。采实测水位和特征的指标，用湖面积作为泊功能。采实测水位和

43、泊面积资料建立湖水位和的减少量关系线，变泊面积资料建立湖水位和的减少量关系线，变泊面积资料建立湖水位和的减少量关系线，变泊面积资料建立湖水位和的减少量关系线，变泊面积资料建立湖水位和的减少量关系线，变泊面积资料建立湖水位和的减少量关系线，变泊面积资料建立湖水位和的减少量关系线，变泊面积资料建立湖水位和的减少量关系线，变泊面积资料建立湖水位和的减少量关系线，变泊面积资料建立湖水位和的减少量关系线，变泊面积资料建立湖水位和的减少量关系线，变泊面积资料建立湖水位和的减少量关系线，变化率为湖泊面积与水位关系函数的一阶导，在此线上化率为湖泊面积与水位关系函数的一阶导，在此线上化率为湖泊面积与水位关系函数

44、的一阶导，在此线上化率为湖泊面积与水位关系函数的一阶导，在此线上化率为湖泊面积与水位关系函数的一阶导，在此线上化率为湖泊面积与水位关系函数的一阶导，在此线上化率为湖泊面积与水位关系函数的一阶导，在此线上化率为湖泊面积与水位关系函数的一阶导，在此线上化率为湖泊面积与水位关系函数的一阶导，在此线上化率为湖泊面积与水位关系函数的一阶导，在此线上，湖面湖面积变化率有一个最大值，此相应水位为低生态。计算公积变化率有一个最大值，此相应水位为低生态。计算公积变化率有一个最大值，此相应水位为低生态。计算公积变化率有一个最大值，此相应水位为低生态。计算公积变化率有一个最大值，此相应水位为低生态。计算公积变化率有

45、一个最大值，此相应水位为低生态。计算公积变化率有一个最大值，此相应水位为低生态。计算公积变化率有一个最大值，此相应水位为低生态。计算公积变化率有一个最大值，此相应水位为低生态。计算公积变化率有一个最大值，此相应水位为低生态。计算公积变化率有一个最大值，此相应水位为低生态。计算公积变化率有一个最大值，此相应水位为低生态。计算公_式为：(H)Ff=式（5.3-4）220FH¶=¶式（5.3-5）minmin(Ha)H(Hb)-££+式（5.3-6）式中F为湖面积（为湖面积（m2），H为湖泊水位（为湖泊水位（m），minH为湖泊自然为湖泊自然状况下多年最低水位

46、（状况下多年最低水位（状况下多年最低水位（状况下多年最低水位（m），a和b分别为和湖泊水位变幅相比分别为和湖泊水位变幅相比分别为和湖泊水位变幅相比分别为和湖泊水位变幅相比分别为和湖泊水位变幅相比较小的一个正数（一个正数（m），求解（），求解（5.35.35.3-4）、（5.35.3-5）和（5.35.35.3-6）式即可得到湖泊）式即可得到湖泊）式即可得到湖泊最低生态水位。最低生态水位。图5.3-1 1 湖泊水位与面积变化率关系湖泊水位与面积变化率关系湖泊水位与面积变化率关系湖泊水位与面积变化率关系湖泊水位与面积变化率关系湖泊水位与面积变化率关系示意图5.3.2.5.2.5.2.5.2.5 生

47、物最小空间需求法生物最小空间需求法生物最小空间需求法生物最小空间需求法用湖泊各类生物对存空间的需求来确定最低态水位。用湖泊各类生物对存空间的需求来确定最低态水位。用湖泊各类生物对存空间的需求来确定最低态水位。用湖泊各类生物对存空间的需求来确定最低态水位。用湖泊各类生物对存空间的需求来确定最低态水位。用湖泊各类生物对存空间的需求来确定最低态水位。用湖泊各类生物对存空间的需求来确定最低态水位。用湖泊各类生物对存空间的需求来确定最低态水位。用湖泊各类生物对存空间的需求来确定最低态水位。用湖泊各类生物对存空间的需求来确定最低态水位。用湖泊各类生物对存空间的需求来确定最低态水位。物类群众多，一般选取湖泊

48、指示生进行计算认为的存物类群众多，一般选取湖泊指示生进行计算认为的存物类群众多，一般选取湖泊指示生进行计算认为的存物类群众多，一般选取湖泊指示生进行计算认为的存物类群众多，一般选取湖泊指示生进行计算认为的存物类群众多，一般选取湖泊指示生进行计算认为的存物类群众多，一般选取湖泊指示生进行计算认为的存物类群众多，一般选取湖泊指示生进行计算认为的存物类群众多，一般选取湖泊指示生进行计算认为的存物类群众多，一般选取湖泊指示生进行计算认为的存空间得到满足，其他生物的最小态也。目前研究中空间得到满足，其他生物的最小态也。目前研究中空间得到满足，其他生物的最小态也。目前研究中空间得到满足，其他生物的最小态也

49、。目前研究中空间得到满足，其他生物的最小态也。目前研究中空间得到满足，其他生物的最小态也。目前研究中空间得到满足，其他生物的最小态也。目前研究中空间得到满足，其他生物的最小态也。目前研究中空间得到满足，其他生物的最小态也。目前研究中空间得到满足，其他生物的最小态也。目前研究中一般选择鱼类或一般选择鱼类或水生植被水生植被作为指示生物。计算方法如下：作为指示生物。计算方法如下：作为指示生物。计算方法如下：作为指示生物。计算方法如下：作为指示生物。计算方法如下：作为指示生物。计算方法如下：作为指示生物。计算方法如下：minmin1min2min3minminn(H,H,H,H)ssssisHMaxH

50、=式（5.3-7）式中， min H 为最低生态水位，为最低生态水位，()Max为取最大值的函数，值的函数， min s_第 i 种生物所需的湖泊最低态水位，种生物所需的湖泊最低态水位，种生物所需的湖泊最低态水位，种生物所需的湖泊最低态水位，种生物所需的湖泊最低态水位，种生物所需的湖泊最低态水位， n 为湖泊生物种类。为湖泊生物种类。为湖泊生物种类。5.3.3 水生植被发育关键期水位需求法5.3.3.1 .3.1 .3.1 .3.1 .3.1 理论依据理论依据一、湖泊水生植被的重要性植被的重要性湖泊植物主要是水生（湿），态系统的重湖泊植物主要是水生（湿），态系统的重湖泊植物主要是水生（湿），态

51、系统的重湖泊植物主要是水生（湿），态系统的重湖泊植物主要是水生（湿），态系统的重湖泊植物主要是水生（湿），态系统的重湖泊植物主要是水生（湿），态系统的重湖泊植物主要是水生（湿），态系统的重湖泊植物主要是水生（湿），态系统的重湖泊植物主要是水生（湿），态系统的重湖泊植物主要是水生（湿），态系统的重湖泊植物主要是水生（湿），态系统的重组成部份，包括湿生植物、挺水浮叶和沉。部份，包括湿生植物、挺水浮叶和沉。部份，包括湿生植物、挺水浮叶和沉。部份，包括湿生植物、挺水浮叶和沉。部份，包括湿生植物、挺水浮叶和沉。部份，包括湿生植物、挺水浮叶和沉。部份，包括湿生植物、挺水浮叶和沉。部份，包括湿生植物、挺水浮

52、叶和沉。部份，包括湿生植物、挺水浮叶和沉。部份，包括湿生植物、挺水浮叶和沉。部份，包括湿生植物、挺水浮叶和沉。部份，包括湿生植物、挺水浮叶和沉。水生植被水生植被有水下森林之称，具有以功能：水下森林之称，具有以功能：水下森林之称，具有以功能：水下森林之称，具有以功能：水下森林之称，具有以功能：1）是湖泊生态系统中重要的初级）是湖泊生态系统中重要的初级）是湖泊生态系统中重要的初级）是湖泊生态系统中重要的初级）是湖泊生态系统中重要的初级）是湖泊生态系统中重要的初级产者，为湖泊生态系统提供基础能源产者，为湖泊生态系统提供基础能源产者，为湖泊生态系统提供基础能源产者，为湖泊生态系统提供基础能源产者，为湖

53、泊生态系统提供基础能源产者，为湖泊生态系统提供基础能源；2）是许多水生动物的重要繁）是许多水生动物的重要繁）是许多水生动物的重要繁）是许多水生动物的重要繁育场所和栖息地，育场所和栖息地，水生植被分布的区域是许多鱼类（如鲤、鲫鳊等）分布的区域是许多鱼类（如鲤、鲫鳊等）分布的区域是许多鱼类（如鲤、鲫鳊等）分布的区域是许多鱼类（如鲤、鲫鳊等）分布的区域是许多鱼类（如鲤、鲫鳊等）分布的区域是许多鱼类（如鲤、鲫鳊等）分布的区域是许多鱼类（如鲤、鲫鳊等）分布的区域是许多鱼类（如鲤、鲫鳊等）分布的区域是许多鱼类（如鲤、鲫鳊等）的产卵场，也是鱼类摄食和逃避敌害难所的产卵场，也是鱼类摄食和逃避敌害难所的产卵场，

54、也是鱼类摄食和逃避敌害难所的产卵场，也是鱼类摄食和逃避敌害难所的产卵场，也是鱼类摄食和逃避敌害难所的产卵场，也是鱼类摄食和逃避敌害难所的产卵场，也是鱼类摄食和逃避敌害难所的产卵场，也是鱼类摄食和逃避敌害难所的产卵场，也是鱼类摄食和逃避敌害难所；3）具有净化水质、）具有净化水质、）具有净化水质、）具有净化水质、稳固底质的重要作用；稳固底质的重要作用；稳固底质的重要作用；稳固底质的重要作用；4）水生植被还可形成优美的自然景观，其）水生植被还可形成优美的自然景观，其）水生植被还可形成优美的自然景观，其）水生植被还可形成优美的自然景观，其）水生植被还可形成优美的自然景观，其）水生植被还可形成优美的自然

55、景观，其）水生植被还可形成优美的自然景观，其学价值易于被人们理解和接受。公众在湖泊亲水过程中，首先触的学价值易于被人们理解和接受。公众在湖泊亲水过程中，首先触的学价值易于被人们理解和接受。公众在湖泊亲水过程中，首先触的学价值易于被人们理解和接受。公众在湖泊亲水过程中，首先触的学价值易于被人们理解和接受。公众在湖泊亲水过程中，首先触的学价值易于被人们理解和接受。公众在湖泊亲水过程中，首先触的学价值易于被人们理解和接受。公众在湖泊亲水过程中，首先触的学价值易于被人们理解和接受。公众在湖泊亲水过程中，首先触的学价值易于被人们理解和接受。公众在湖泊亲水过程中，首先触的学价值易于被人们理解和接受。公众在

56、湖泊亲水过程中，首先触的学价值易于被人们理解和接受。公众在湖泊亲水过程中，首先触的学价值易于被人们理解和接受。公众在湖泊亲水过程中，首先触的就是水和水生植被水生植被。同时，相对于水生动物而言。同时，相对于水生动物而言。同时，相对于水生动物而言。同时，相对于水生动物而言。同时，相对于水生动物而言。同时，相对于水生动物而言。同时，相对于水生动物而言水生植被水生植被易于监测易于监测评估。因此，水生植被常作评估。因此，水生植被常作评估。因此，水生植被常作评估。因此，水生植被常作为湖泊生态系统保护和恢复的首选目标。为湖泊生态系统保护和恢复的首选目标。为湖泊生态系统保护和恢复的首选目标。为湖泊生态系统保护

57、和恢复的首选目标。为湖泊生态系统保护和恢复的首选目标。为湖泊生态系统保护和恢复的首选目标。为湖泊生态系统保护和恢复的首选目标。二、水生二、水生植被年内的水位波动需求模式由5.2.15.2.15.2.1节的分析可知，水生植被的长繁殖与位波动（分析可知，水生植被的长繁殖与位波动（分析可知，水生植被的长繁殖与位波动（分析可知，水生植被的长繁殖与位波动（分析可知，水生植被的长繁殖与位波动（分析可知，水生植被的长繁殖与位波动（分析可知，水生植被的长繁殖与位波动（分析可知，水生植被的长繁殖与位波动（分析可知，水生植被的长繁殖与位波动（WaterWaterWater- level Fluctuationsl

58、evel Fluctuationslevel Fluctuationslevel Fluctuationslevel Fluctuationslevel Fluctuationslevel Fluctuationslevel Fluctuationslevel Fluctuationslevel Fluctuationslevel Fluctuationslevel Fluctuationslevel Fluctuationslevel Fluctuations）休戚相关。尤其是种子萌发）休戚相关。尤其是种子萌发）休戚相关。尤其是种子萌发）休戚相关。尤其是种子萌发期、幼苗期等水生植被、幼苗期等水生植被、幼苗期等水生植被、幼苗期等水生植被生长发育的关键生长发育的关键时期对水位的高低及其涨幅都有较为苛刻要求。例时期对水位的高低及其涨幅都有较为苛刻要求。例时期对水位的高低及其涨幅都有较为苛刻要求。例时期对水位的高低及其涨幅都有较为苛刻要求。例时期对水位的高低及其涨幅都有较为苛刻要求。例时期对水位的高低及其涨幅都有较为苛刻要求。例时期对水位的高低及其涨幅都有较为苛刻要求。例时期对水位的高低及其涨幅都有较为苛刻要求。例时期对水位的高低及其涨