298 旱区地 25卷 狭义上讲,生态用水是指“维持生态系统完整性接计算生态用水。即用某一植被类型在某一潜水位 所需要的水资源总量”。从这个定义上讲,生态用水的面积乘以该潜水位下的潜水蒸发量与植被系数 应该是水资源量中的一部分(生态用水量与狭义水得到的乘积即为生态用水。计算公式如下 资源量有交叉,说明见下文)。从便于水资源科学管 W=W1=2A1·Wg·K(3) 理、合理配置与利用的角度用此定义比较有利。式中,W为植被类型在地下水位某一埋深时的 根据天然生态和人工生态的区分,可以把生态潜水蒸发量,K为植被系数,即在其它条件相同的 用水分为天然生态用水和人工生态用水两大类。情况下有植被地段的潜水蒸发量除以无植被地段的 另外,可以根据不同覆盖类型,把生态用水分为(1)潜水蒸发量,所得的系数。这种计算方法主要适合 植被生态用水。植被类型可分为绿洲人工林荒漠于干旱区植被生存主要依赖于地下水的情况。 河岸林河谷林、荒漠林、低地草甸等。(2)湖泊、水 库及重要河道生态用水。湖泊、水库、河道生态对当 地生态环境有十分重要的意义,是维持当地生态系3生态用水量与水资源量的关系 统的生命线。(3)城市生态用水。是指为了改善城 市环境而人为补充的水量。主要包括公园湖泊用 下面将讨论生态用水量与水资源量之间的关 水、风景观赏河道用水、城市绿化与园林建设用水以系,并基于以下概念或约定:①生态用水量的计算, 及污水稀释用水。 是采用上文的第一种方法,它应该包括天然生态用 生态用水计算方法有二种:即直接计算法和闾水和人工生态用水。在计算的生态用水量中创除了 接计算法-1) 当地的大气降水量,如果其值为正,说明还要从水资 源量中占用一部分生态用水量;如果其值为负,说明 是以某一区域某一终型覆盖的面积乘以其生态生态用水不需从水资源量中再分配,可以认为生态 用水定额计算得到的水量即为生态用水,计算公式用水量为0。②水资源量的计算采用上文介绍的 为 天然河川径流量。 (1)天然生态用水量己在水资源量计算中考虑 式中,A为覆盖类型的面积,n为覆盖类型的生态过。也就是说水资源量的计算是基于天然生态用 用水定额。 水状态下的天然径流量。 该方法适用于基础工作较好的地区与覆盖类 再反过来从水资源组成示意图(图1)上分析。 型。其计算的关键是要确定不同生态用水类型的生在一个地区或流域,在多年平均的情况下,可以认为 态用水定额 大气降水是个定值(即广义水资源量是个衡量)。在 考虑到有些干旱半干旱地区降水的作用,并兼天然状态下,在广义水资源量中还需要刨除一部分 顾到计算的通用性,把生态用水定额r定义为降水有效蒸发和无效蒸发,就得到狭义的水资源量。其 量接近为0时的生态用水量m0减去实际降水量h。中,在有效蒸发量中就包括天然生态用水量。所以 即 狭义水资源量中不包括天然生态用水量 a2)假设某流域的水资源量为130×10m3(指天 式中,n为某地区覆盖类型的生态用水定额;0为然河川径流量),计算的天然生态用水量为25 降水量接近为0时覆盖类型的生态用水量(常10m3。一方面,在水资源配置时,不能把130× 值);h为某地区覆盖类型所在区实际降水量的平10°m3的水资源量再分配25×10m3给天然生态用 均值。单位均为m/hm 水,因为在130×10°m3的水资源量中已经考虑到 (2)间接计算方法 25×103m3的天然生态用水;一方面,假如把原来的 对于某些地区天然植被生态用水计算,如果以某块植被土地开发成耕地,其分配的灌溉水量应该 前工作积累较少,模型参数获取困难,可以考虑采用是按灌溉定额计算的灌溉水量减去生态用水量,比 间接计算方法。 如,这块土地原植被生态用水量为5×103m3,现在 间接计算方法,是根据潜水蒸发量的计算,来间改为耕地需要的灌溉水量为16×10°m3,而实际上 91994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net狭义上讲 ,生态用水是指“维持生态系统完整性 所需要的水资源总量”。从这个定义上讲 ,生态用水 应该是水资源量中的一部分 (生态用水量与狭义水 资源量有交叉 ,说明见下文) 。从便于水资源科学管 理、合理配置与利用的角度 ,采用此定义比较有利。 根据天然生态和人工生态的区分 ,可以把生态 用水分为天然生态用水和人工生态用水两大类〔8〕。 另外 ,可以根据不同覆盖类型 ,把生态用水分为 (1) 植被生态用水。植被类型可分为绿洲人工林、荒漠 河岸林、河谷林、荒漠林、低地草甸等。(2) 湖泊、水 库及重要河道生态用水。湖泊、水库、河道生态对当 地生态环境有十分重要的意义 ,是维持当地生态系 统的生命线。(3) 城市生态用水。是指为了改善城 市环境而人为补充的水量。主要包括公园湖泊用 水、风景观赏河道用水、城市绿化与园林建设用水以 及污水稀释用水。 生态用水计算方法有二种 :即直接计算法和间 接计算法〔9～11〕。 (1) 直接计算方法 是以某一区域某一类型覆盖的面积乘以其生态 用水定额 ,计算得到的水量即为生态用水 ,计算公式 为 : W = ΣW i = ΣA i ·ri (1) 式中 , A i 为覆盖类型的面积 , ri 为覆盖类型的生态 用水定额。 该方法适用于基础工作较好的地区与覆盖类 型。其计算的关键是要确定不同生态用水类型的生 态用水定额。 考虑到有些干旱半干旱地区降水的作用 ,并兼 顾到计算的通用性 ,把生态用水定额 ri 定义为降水 量接近为 0 时的生态用水量 ri0减去实际降水量 h。 即 ri = ri0 - h (2) 式中 , ri 为某地区覆盖类型的生态用水定额 ; ri0 为 降水量接近为 0 时覆盖类型 i 的生态用水量 (常 值) ; h 为某地区覆盖类型所在区实际降水量的平 均值。单位均为 m 3 / hm 2 。 (2) 间接计算方法 对于某些地区天然植被生态用水计算 ,如果以 前工作积累较少 ,模型参数获取困难 ,可以考虑采用 间接计算方法。 间接计算方法 ,是根据潜水蒸发量的计算 ,来间 接计算生态用水。即用某一植被类型在某一潜水位 的面积乘以该潜水位下的潜水蒸发量与植被系数 , 得到的乘积即为生态用水。计算公式如下 : W = ΣW i = ΣA i ·W gi ·K (3) 式中 , W gi 为植被类型 i 在地下水位某一埋深时的 潜水蒸发量 , K 为植被系数 ,即在其它条件相同的 情况下有植被地段的潜水蒸发量除以无植被地段的 潜水蒸发量 ,所得的系数。这种计算方法主要适合 于干旱区植被生存主要依赖于地下水的情况。 3 生态用水量与水资源量的关系 下面将讨论生态用水量与水资源量之间的关 系 ,并基于以下概念或约定 : ①生态用水量的计算 , 是采用上文的第一种方法 ,它应该包括天然生态用 水和人工生态用水。在计算的生态用水量中刨除了 当地的大气降水量 ,如果其值为正 ,说明还要从水资 源量中占用一部分生态用水量 ;如果其值为负 ,说明 生态用水不需从水资源量中再分配 ,可以认为生态 用水量为 0。②水资源量的计算 ,采用上文介绍的 天然河川径流量。 (1) 天然生态用水量已在水资源量计算中考虑 过。也就是说 ,水资源量的计算是基于天然生态用 水状态下的天然径流量。 再反过来从水资源组成示意图 (图 1) 上分析。 在一个地区或流域 ,在多年平均的情况下 ,可以认为 大气降水是个定值(即广义水资源量是个衡量) 。在 天然状态下 ,在广义水资源量中还需要刨除一部分 有效蒸发和无效蒸发 ,就得到狭义的水资源量。其 中 ,在有效蒸发量中就包括天然生态用水量。所以 , 狭义水资源量中不包括天然生态用水量。 假设 ,某流域的水资源量为 130 ×10 8 m 3 (指天 然河川径流量) ,计算的天然生态用水量为 25 × 10 8 m 3 。一方面 ,在水资源配置时 ,不能把 130 × 10 8 m 3 的水资源量再分配 25 ×10 8 m 3 给天然生态用 水 ,因为在 130 ×10 8 m 3 的水资源量中已经考虑到 25 ×10 8 m 3 的天然生态用水 ;一方面 ,假如把原来的 某块植被土地开发成耕地 ,其分配的灌溉水量应该 是按灌溉定额计算的灌溉水量减去生态用水量 ,比 如 ,这块土地原植被生态用水量为 5 ×10 8 m 3 ,现在 改为耕地需要的灌溉水量为 16 ×10 8 m 3 ,而实际上 298 干 旱 区 地 理 25 卷