我国河流生态基流理论研究回顾

中国水利水电科学研究院学报

JournalofChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch2016年12月December，2016Vol.14No.6文章编号：1672-3031（2016）06-0401-11

我国河流生态基流理论研究回顾

陈昂1，2，3，隋欣2，廖文根4，陈凯麒5（1.中国长江三峡集团公司水电环境研究院，北京

100012；

100038；

3.清华大学土木水利学院，北京100084；4.水利部水利水电规划设计总院，北京100120；

5.环境保护部环境工程评估中心，北京

100012）

2.中国水利水电科学研究院国家水电可持续发展研究中心，北京

摘要：从生态基流的概念内涵、发展历程、计算方法和相关规定4个方面回顾了我国河流生态基流的发展历程。首先梳理了生态基流的概念，从生态基流支撑的河流生态系统功能、生态需水过程辨析了我国河流生态基流内涵；根据40年来我国河流生态基流的发展历程，将其分为探索、起步、发展和完善阶段共4个阶段，并总结了各阶段的特征；回顾梳理了国内外生态基流计算方法的发展历程，并对计算方法进行分类；最后梳理了我国已颁布的河流生态基流相关法律、规范、导则和指南，分析了现有规定的不足及未来的研究发展方向。可为我国河流生态基流理论研究提供依据，为河流生态系统保护的制定提供决策参考。关键词：生态基流；环境影响评价；生态需水；环境流中图分类号：X37

文献标识码：A

doi：10.13244/j.cnki.jiwhr.2016.06.001

1研究背景

由于社会经济的快速发展对水资源的过度利用影响了流域或区域的可持续发展，需要进行水资

［1］

源的科学核算与研究，即研究河流生态基流，保障河道中维持一定的流量。目前我国处于水电开发的快速发展时期，尤其是西南生态敏感区、西北生态脆弱区等地的水电开发面临诸多生态环境问题。生态基流是水电工程建设项目环境影响评价时需要重点关注的指标，对维持河流基本的生态结构和功能、保护水生生物健康具有重要意义。自20世纪70年代我国开始探索河流生态基流以来，经过40年的发展已取得了一定的成果，建立了我国生态需水研究的指标体系，以及水循环的生态效应与区域生态需水类型的关系，针对不同区域、不同类型及不同时间的生态用水需求引进并改进了

［2］

多种生态需水计算方法，完成了我国分区域生态需水研究。作为生态用水控制的基本依据，生态基流已成为水资源综合管理中亟需解决的问题之一。为解决日益突出的用水矛盾，保证我国水利水电工程与环境保护的协调发展，2006年原国家环境保护总局环境影响评价管理司发布《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）》（下称“指南”），明确提出生态基流下限不得低于多年平均天然径流量的10%，对实际工作起到重要指导作用。与国外相比，我国河流生态基流问题更加突出，生态用水问题突出的流域河流甚至出现断流等现象，很大程度上影响了河流生态系统健康。由于“指南”中未对河流生态基流的概念内涵进行严格的界定，随着我国水电开发河段趋于敏感，待开发区域生态环境脆弱以及国家对生态环境保护要求的日益提高，在我国水利水电工程建设、环境影响评价中对河流生态基流的考虑显露出一些不足，给生态基流措施的执行带来了一定的困难；因此，现阶段亟需明确河流生态基流的用水需求与不同生态保护目标用水需求之间的区别与联系，进一步完善和补充河流生态基流概念内涵、生态基流标准。

［4］

［3］

收稿日期：2015-10-13

基金项目：中国博士后科学基金项目（2016M592404）；中国长江三峡集团公司资助项目（0799556，0766557，0799558，07995）作者简介：陈昂（19-），男，内蒙古赤峰人，博士，主要从事生态水文学，环境影响评价方面的研究。

E-mail：chen_ang@ctgpc.com.cn

—401—

我国河流生态基流理论研究回顾陈昂隋欣廖文根陈凯麒

本文系统归纳了现有河流生态基流的研究成果，综述了河流生态基流的发展历程，辨析了河流生态基流的概念内涵，回顾梳理了生态基流的国内外发展历程与计算方法，总结分析了河流生态基流的法律法规、导则、指南和规范等相关规定。研究可为明确河流生态基流的概念内涵、计算方法和促进河流生态基流标准的制定提供依据，为水利水电开发中生态基流的管理提供理论支撑，具有重要的理论意义。

2

2.1

概念内涵回顾

相关概念

河流生态基流及相关概念众多，国外使用较多的有环境流量（EnvironmentalFlow）、

河道内流量（In-streamFlow）、最小流量（MinimumFlow）、最小可接受流量（MinimumAcceptableFlow）

［5-7］

等。国内生态基流的相关概念大多是在国外概念基础上提出的，同时我国学者从多方面界定了河流生态基流的概念及内涵，例如《水资源保护工作手册》《中国水利百科全书》《21世纪中国可持续发展水资源战略研究》提出的生态用水、环境用水、河道内生态需水等概念。目前使用较多的概念有生态基流、生态需水、敏感生态需水、生态环境需水量、最小生态需水量、适宜生态流量、环境流、环境水流等（表1），由于未形成统一的概念，除上述定义之外，我国河流生态基流研究中还存在一些其

［8-12］

它定义，如最小生态流量、基本环境需水、敏感生态需水量、生态系统需水量等。

表1

来源朱党生王浩朱党生夏军刘昌明陈敏健刘晓燕王俊娜

名称生态基流生态需水敏感生态需水生态环境需水量最小生态需水量适宜生态流量环境流环境水流

河流生态基流相关概念

概念

生态基流是指为维持河流基本形态和基本生态功能的河道内最小流量。

生态需水是在流域自然资源，特别是水土资源开发利用条件下，为了维护河流为核心

的流域生态系统动态平衡，避免生态系统发生不可逆的退化所需要的临界水分条件。敏感生态需水是指维持河湖生态敏感区正常生态功能的需水量及过程；在多沙河流，要同时考虑输沙水量。

生态环境需水量是维系生态系统平衡最基本的需用水量，是生态系统安全的一种基本阈值。

最小生态需水量是维系生态环境系统基本功能的一种水量。

适宜生态流量，是指水生态系统的生物完整性随水量减少而发生演变，以生态系统衰退临界状态的水分条件定义为维持水体生物完整性的需水。

河流的环境流是指在维持河流自然功能和社会功能均衡发挥的前提下，能够将河流的河床、水质和生态维持在良好状态所需要的河川径流条件。

环境水流是指维持河流生态系统处于健康状态的河道内水文过程，与人类在不危及河流健康价值的前提下所需水文过程的综合。

在众多概念中，河流生态基流仅是生态需水的一个方面，河流生态需水是在特定水平下满足河流生态系统各项功能正常运行的需水量和需水过程。包括为保护和改善河流水质，实现生态和谐、环境美化目标和其它具有美学价值目标等所需的水量；维持水生生物正常生长、保护特殊生物和珍稀物种生存所需的水量；维持河流水沙平衡、水盐平衡等各项平衡关系所需的水量；以及人类日常生产、生活所需的水量等内容。因此，对于河流生态系统不同功能需求，生态需水又分为水面生态需水（河流形态，水土保持、航运、娱乐、景观等）、输沙需水、生物生长繁殖需水和气候调节需水等。

对于不同的生态系统对象，生态需水以流域、河流、湿地、湖泊、河口等不同空间尺度表现，河流生态需水又可分为河道内生态需水与河道外生态需水。根据河道内生态需水所满足的功能，又可分为河道内生态基流和河道内敏感生态需水，本文所指的河流生态基流即为河道内生态基流，是为维持河道不断流，避免水生生物群落遭受到无法恢复破坏的河道内最小流量。

2.2内涵辨析研究和确定河流生态基流的目的在于遏止由河道断流和流量减少造成的生物多样性—402—

［17-19］

［13-16］

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减少、生态环境恶化等问题，最终实现流域生态系统的可持续发展；但由于相关概念众多，内涵不断扩展，形成了满足河道内外多种生态功能的河流生态基流概念体系。对其内涵需要从几个方面进行辨析，一是河流生态基流维持的不同功能辨析，二是需水过程与需水量的辨析，三是河流生态基流阈值设定与变化过程的辨析。

（1）河流生态基流维持的功能辨析。河流生态基流是指为维持河流基本形态和基本生态功能所需的流量，重点在于河流最基本的功能，即维持河流不断流所需的流量（表2）。

生态需水是为了在流域自然资源开发利用的条件下维持流域生态系统动态平衡所需要的临界水分条件，强调的是系统动态平衡不被破坏，满足的是整个生态系统的需水量和需水过程；敏感生态需水则是强调生态敏感区的需水量及需水过程，不同敏感区和敏感目标的用水需求差异较大；生态环境需水量强调维护生态系统平衡的需水量；最小生态需水量是生态环境需水量的最小值，强调维持生态系统动态平衡的临界水量；适宜生态流量强调水生生态系统完整性，功能范围相对较小，仅面向河流中的水生生物，包括鱼类、浮游动植物、底栖生物等；环境流则强调自然-社会二元水循环的协调发展；环境水流在环境流的基础上更加强调河道内的水文过程。

表2

名称生态基流生态需水敏感生态需水生态环境需水量最小生态需水量适宜生态流量环境流环境水流

河流生态基流相关概念维持的功能

功能范围自然生态系统自然生态系统社会生态系统自然生态系统社会生态系统自然生态系统社会生态系统自然生态系统社会生态系统自然生态系统自然生态系统社会生态系统自然生态系统社会生态系统

侧重点河道不断流生态系统动态平衡生态敏感目标生态系统动态平衡生态系统动态平衡水生生态系统完整性生态系统动态平衡河道内水文过程

需水条件需水过程需水量需水过程需水量需水过程需水量需水量需水过程需水量需水过程需水量需水过程

（2）需水过程与需水量的辨析。河流生态基流要求河道内维持一定的流量，而不是一定时间内满足的需水总量。由于径流表现出随时间变化的特性，需水总量并不能保证在单位时间生态基流积分满足河流基本生态功能，因此需要在需水过程上对河流基流提出要求，通常以流量作为指标。（3）生态基流时间尺度的辨析。河流生态基流是指维持河流基本结构和功能所需的最小流量，强调满足河流最基本的结构功能，或简言之即为保持河流不断流的最小流量。辨析河流生态基流研究的时间尺度对于确定生态基流阈值具有指导意义，生态基流研究的最小时间单元一般为年，对于某一条河流特定的河段，其基流在年内应是单一值，而不是随时间不断变化的流量过程。随着研究的深入，生态基流研究的最小时间尺度逐渐变为季或月，即生态基流在年内也可以为多个值，如Ten⁃nant法根据不同用水期将年内生态基流分为鱼类产卵期和一般用水期。由于不同区域不同类型或功能的水利水电工程在确定生态基流是差异较大，我国不同区域的生态基流显著差异，确定河流生态

基流时需要根据不同时期或不同水期分别计算各时段的生态基流，如我国北方地区生态基流计算时一般分为汛期与非汛期两个水期分别确定。

3发展历程回顾

国外发达国家的河流生态基流研究较早，从满足河流的航运功能、保护渔业资源和生物多样

—403—

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性、维持河流生态系统健康，以及强调流域生态系统可持续发展等多个方面不断完善了河流生态基

［20-25］

流的概念和内涵，形成了相对系统的理论体系。与国外相比，我国的河流生态基流研究相对滞后，以20世纪70年代西北干旱地区的生态基流研究为起点至今，大致可以为4个时期，即：探索阶段、起步阶段、发展阶段和完善阶段。

3.1探索阶段20世纪70年代为我国生态基流研究的探索阶段，起源于西北干旱地区水资源综合开发利用研究中对最小生态流量的讨论，期间也形成了一些成果，如《环境用水初步探讨》。综合来看，这个时期我国的河流生态基流研究刚刚起步，国外研究也处于缓慢发展期。

3.2起步阶段20世纪80年代为我国生态基流研究的起步阶段，针对日益严重的断流、水污染等问题，流域管理机构开始关注水质恶化和水生态破坏对淡水生物资源尤其是渔业资源的严重影响，环境保护委员会在《关于防治水污染技术的规定》中要求在水资源配置和水资源规划时，保障为保护和改善水质所需的环境用水，生态环境用水是生态脆弱地区水资源规划中必须考虑的用水类型；1987年，颁布了“黄河可供水量分配方案”，限定了黄河自身用水及相关地区用水总量，但没有明确干流重要断面的流量过程。1988年《水资源保护工作手册》涉及了流域层面的生态需水内容，但是未形成明确的概念；随后，有关学者研究了三门峡水库的调度运行方式对下游河道的影响规律，同时开展了黄河上游大型水电工程对下游冲积河流影响研究，探讨了水库适宜的下泄流量过程。

3.3发展阶段20世纪90年代为我国生态基流研究的发展阶段，期间由于西北内陆地区生态环境持续恶化，北方流域出现水资源短缺现象，随着国际地圈生物圈计划的推动，我国在这个时期开展了大量河流生态基流研究。国家九五科技攻关项目的多个课题对西北地区内陆河流生态基流进行了系统研究，研究重点是生态基流的计算，如“西北地区生态环境保护对策研究”利用遥感信息建立了基于土地利用变化的区域生态需水估算方法，“西北地区水资源合理利用与生态环境保护”提出了针对干旱区特点的生态需水计算方法。针对黄河断流和水环境问题，水利部提出在水资源配置研究中应当考虑生态环境用水，1994年《环境水利学导论》中明确界定了环境用水的概念。之后，刘昌明等提出了我国21世纪水资源供需的生态水利问题。

3.4完善阶段2000年至今为我国生态基流研究的完善阶段，进一步又可以分为2000—2010年和

［26］

2011年至今两个阶段。随着我国学者在南方地区、北方地区、西北干旱地区等不同区域生态需水研究的深入，逐步界定了生态基流的概念，在评价指标体系、评价方法等方面也开展了大量工作，同时在开展的环境影响后评价工作中也开始考虑河流生态基流。十五期间，“中国分区域生态用水标准研究”建立了全国层面的生态需水理论，生态需水分类体系和生态用水标准的技术体系。2011年至今河流生态基流研究在我国迅速发展，主要表现为多学科知识的交叉融合，建立了相对完善的生态基流概念内涵，在技术方法上与生态学、计算机科学等相结合，并在指南、导则等方面不断完善生态基流计算规范

［32-35］

［27-31］

。

4计算方法回顾

由于对河流生态基流的概念界定不清，在引进国外计算方法时缺乏对我国实际情况的考虑，不

同方法计算结果差异较大，我国尚未形成普适性的生态基流计算方法。虽然也有一些方法的改进和创新，如环境功能设定法、考虑输沙和水质净化的生态基流计算方法等，并且在基本形成了以多年平均天然径流量的10%作为最小下泄流量标准。但由于我国河流显著的区域性特征及不同区域河流节律的差异性，目前河流生态基流计算方法尚不足以指导实践工作。基于目前研究与实践的背景，本文回顾了国内外河流生态基流计算方法的发展历程，并对国内外计算方法进行分类研究，为不同计算方法的应用及我国河流生态基流标准的建立提供了依据。4.1

国外发展历程

1976年Tennant通过对美国中西部多条河流栖息地开展调查建立了河道最小流

量与河流栖息地质量关系，按照鱼类产卵期将年内分为一般用水期和鱼类产卵期两个时段，分别提—404—

我国河流生态基流理论研究回顾陈昂隋欣廖文根陈凯麒

出了不同时段的流量范围。随后，多种方法不断发展，1991年Matthews和Bao在德克萨斯州发展了一种综合考虑区域水文特征与不同生物特性的方法，通过某一保证率下的月平均流量表示生态基流；其它方法如7Q10法、流量历时曲线法、变化范围法等也开始发展并得到广泛使用

［36-37］

80年代初，美国鱼类和野生动物保护部门为评估水资源开发和管理活动对水生生物及河道外生态系统影响开发了IFIM法，用于解决水资源管理和生态系统最小需水量问题，适用于中小型栖息地。科罗拉多水利委员会为保护高海拔冷水河流浅滩栖息地和冷水鱼开发了R2Cross法，以曼宁公式为计算基础，通过河流的平均水深、平均流速和湿周率计算特定浅滩处河道最小流量，并用其代表整个河流的最小流量。挪威也建立了评估栖息地质量的CASIMIR法和PHABSM法，用以预测流量变化对鱼

［38-39］

类、无脊椎动物和大型水生植物的影响以及自然栖息地的变化情况。南非的BBM（BuildingBlockMethodology）法是考虑较为全面的一种方法，将河道内的流量划分四个等级，即最小流量、栖息地能维持的洪水流量、河道可维持的洪水流量和生物产卵期洄游需要的流量。2007年，以整体法为基础在世界范围内广泛使用，世界上已有诸如BBM法、DRIFT法（DownstreamResponsetoImposedFlowTransformations）、ELOHA法等共10余种整体法。

。20世纪

发展起来的ELOHA（EcologicalLimitsofHydrologicAlteration）方法被“国际环境流大会”重点推荐，并

总体来看，国外河流生态基流计算方法已相对成熟，针对不同目标的流量等级划分较为明确，关注重点不仅是河道内最小流量，而是逐渐从基流扩展至维持河流生态系统机构功能所需流量的层面，尤其关注河道内生物产卵洄游所需的流量过程。

4.2国内发展历程我国目前使用最为广泛的是Tennant法的改进，2006年原国家环境保护总局环

境影响评价管理司发布《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）》（下称“指南”），明确提出生态基流下限不得低于多年平均天然径流量的10%。国内学者通过对7Q10法进行改进开发了一些适用于我国河流生态基流计算的方法，如根据10年最枯月平均流量、90%保证率河流最枯月平均流量或最枯月平均流量多年平均值等计算结果作为河流生态基流，通常使用的是最枯月平均流量多年平均值进行计算，90%保证率河流最枯月平均流量法也比较适合国内河流的生态基流计算。另外，研究者依据控制断面历年最小瞬时流量进行频率分析，取保证率为90%的最小瞬时流量作为河段生态基流；也有以河流最小月平均实测径流量的多年平均值作为生态

基流的河流基本生态环境需水量法。国内通过实例研究及Tennant法验证，将月（年）保证率设定法作为计算生态基流的一种新方法，能够计算不同状况下的河流需水要求，比较适用于黄淮海平原等以季节性河流为主的地区。针对我国比较严重水环境污染现状，研究者提出了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环境功能设定法。也有研究者结合我国南方季节性缺水河流的水资源特征和污染情况，提出了一种BOD-DO水质数学模型法，计算结果是针对枯水季节得到的，对季节性缺水河流是合适的。随着研究资料的累计、监测调查资料逐渐丰富，水力学方法也得到发展，如生态水力学耦合模型、生态水力模拟法等，也有学者结合生物参数与河道参数提出了生态水力半径法。在长江等资料相对丰富的地区，研究者提出了以水文-生态响应关系法，从整体分析了大坝上下游河段的生态保护需求。

总体来看，国内河流生态基流计算方法研究相对较少，开始阶段大多是对国外水文学和水力学方法的应用和改进，大多数研究是从水文、水质角度出发进行研究，生态基流计算主要是通过水文历史资料分析河流流量；后来逐渐提出了一些新的计算方法，但仍以水文学方法为主，水力学法也有一定程度的应用。

4.3计算方法分类河流生态基流计算方法的发展是随着研究的深入不断改善的过程，目前有记载的计算方法达200多种。自20世纪70年代以来，按照时间阶段和方法特点基本可以分为4大类，即水文学法、水力学法、栖息地法和整体法。70年代，基于水文历史资料分析原理，国外学者提出了水文学方法；80年代，研究学者开始引入河流水力学参数计算生态基流；90年代，为维持河流生态系统完整性，各国学者侧重于从生态系统整体角度研究生态需水，将生物信息纳入计算方法中建立了河流水文水动力学参数与生物生长繁殖状况关系的栖息地法。随着河流连续体理论、洪水脉冲理

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我国河流生态基流理论研究回顾陈昂隋欣廖文根陈凯麒

论等理论的发展，进入21世纪以来，逐渐诞生了强调生态系统整体流量需求的整体法。

（1）水文学法。水文学法是是利用简单的水文指标设定流量的传统的基流计算方法，又称标准设定法或快速评价法，代表方法如Tennant法、90%保证率法、7Q10法、基本流量法等（表3）。总体而言，水文学法以历史流量为基础确定河流生态基流，能反映出年平均流量相同的季节性河流和非季节性河流在生态环境需水量上的差别。

表3

方法Tennant法90%保证率法近十年最枯月流量法流量历时曲线法

7Q10法Texas法RVA法NGPRP法基本流量法

河流生态基流计算的水文学方法

特点

适用于流量较大河流；拥有长序列水文资料。适合水资源量小，且开发利用程度已经较高的河流；要求拥有长序列水文资料。

与90%保证率法相同，均用于纳污能力计算。简单快速，同时考虑了各个月份流量的差异。需分析至少20年的日均流量资料。

适用于水资源量小，且开发利用程度已经较高的河流；计算需要长序列水文资料。

考虑水文季节变化因素，特定百分率的设定以研究区典型植物以及鱼类的水量需求为依据。确定RVA阈值是计算生态需水的基础。考虑了枯水年、平水年和丰水年的差别。能反映出年平均流量相同的季节性河流和非季节性河流在生态环境需水量上的差别。

指标表达

将多年平均流量的10%~30%作为生态基流90%保证率最枯月平均流量近十年最枯月平均流量

利用历史流量资料构建各月流量历时曲线，以90%保证率对应流量作为生态基流90%保证率最枯连续7天的平均流量50%保证率下月平均流量的特定百分率指标发生机率的75%和25%作为RVA阈值，阈值差值的25%作为生态基流

平水年90%保证率的流量

选取平均年的1，2，3，…，100d的最小流量系列，计算流量变化情况，将相对流量变化最大处点的流量设定为河流所需基本流量。

将年内过程非汛期和汛期，主张非汛期少用水，汛期多用水。

以河流最小月平均实测径流量的多年平均值作为河流的基流量。

月（年）保证率法最小月平均流量法

适用于水资源利用程度大的河流。

由于采用实测径流量，因此要求选用人类影响较

小时的实测资料。

（2）水力学法。水力学法的基本原理是建立流量与河道水力学参数之间的相关关系，河道水力学参数可以通过实测或采用曼宁公式计算获得，我国使用较多的水力学方法是是湿周法和R2Cross法（表4）。

表4

方法湿周法

河流生态基流计算的水力学方法

特点

适合于宽浅矩形渠道和抛物线型断面，且河

床形状稳定的河道，直接体现河流湿地及河谷林草需水。

R2Cross法的基础是曼宁公式，根据一个河流断面的实测资料，确定相关参数并将其代表整条河流。

指标表达

湿周流量关系图中的拐点确定生态流量；当拐点不明显时，以某个湿周率相应的流量，作为生态流量。湿周率为50%时对应的流量可作为生态基流。

采用河流宽度、平均水深与流速、湿周率等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。

R2Cross法

（3）栖息地法。栖息地法较为复杂，应用比较广泛的是美国鱼类和野生动物保护部门开发的河道内流量增量法（InstreamFlowIncrementalMethodology，IFIM），目的是建立鱼类和流量关系。其它方法如物理栖息地模拟法（ThePhysicalHabitatSimulationModel，PHABSIM），中尺度栖息地适宜度模型（MesohabitatSimulationModel，MesoHABSIM）等方法也有所应用（表5）。

（4）整体法。整体法包括BBM法、整体研究法、水文-生态响应关系法等（表6），整体法强调河流是一个综合生态系统，从生态系统整体出发，根据专家意见综合研究流量、泥沙运输、河床形状—406—

我国河流生态基流理论研究回顾表5

方法IFIM法

陈昂隋欣廖文根陈凯麒

河流生态基流计算的栖息地法

指标表达

特点

能将生物资料与河流流量研究相结合，同时还可以和水资源规划过程相结合。

利用水力模型预测水深、流速等水力参数，把特定水生生物不同生长阶段的生物学信息与其生存的水文水化学环境相结合，考虑流量、最小水深、水温、溶解氧、总碱度、浊度、透光度等指标。

PHABSIM法

该模型要求将河道断面按照一定距离分割，确定各部分的地质、

统筹考虑每个断面、每个指示物种

水文、基质和河面覆盖类型等，调查分析指示物种对这些参数的

的生境适宜性。

适宜要求

包含水文形态模型、生物模型和栖息地模型3个部分。水文形态参数常涉及水深、流速、基质等，以物理化学属性作为自变量，以生物数据作为因变量，建立栖息地环境与生物丰度的逻辑回归模型。

该方法即能整体反映河段水文生态关系，又能对水系流域河流管理和生态修复提供科学参考。

MesoHABSIM法

表6河流生态基流计算的整体法

方法

指标表达

生态学家和地理学家对河流流速、水深和宽度提出要求，水文学家根据水文数据尽可能进行分析，以保证河流推荐流量可以得到满足，并且符合河流实际情况。

包括干旱年基本流量、正常年基本流量、干旱年高流量、正常年高流量等。

该法认为较小的洪水可以保证所需营养物质的供应，以及颗粒物和泥沙的输运，中等的洪水可以造成生物群落重新分布，较大的洪水则能造成河流结构损坏，低流量可以保证营养物质循环、群落动态性和动物迁移、繁殖,影响湿地物种种子存活，避免鱼类死亡和在季节性河流中产生有害物种。

调研河流的生态状况；

认识自然水文情势的生态功能、水文改变的生态响应，构建水文-生态响应的概念模型；

确定环境水流评估的生态保护目标及其关键期；

针对不同生态目标，采用一定的数学模型和方法建立水文指标与生态指标的量化关系；

估算生态需水，并与人类需水相协调，确定可操作的环境水流；基于适应性管理方法开展多次环境水流试验，不断修正水文-生态响应关系和环境水流估算结果。

特点

该法主要是根据专家意见，定义河流流量状态的组成成分，利用这些

成分确定河流的基本特性。

BBM法

整体研究法

基本原则就是保持河流流量的完整性、天然季节性和变化性。洪水和低流量都是河流生态系统保护所需要的，其规模和持续时间根据保护

要求确定。

水文-生态响应关系法步骤②—⑤包含了该方法的核心技

术和创新之处。

与河岸带群落之间的关系，使推荐的河道流量能够同时满足生物保护、栖息地维持、泥沙沉积、污染控制和景观维护等功能。

5相关规定回顾

国外发达国家如美国、加拿大、法国、澳大利亚等均以法律法规、导则等多种形式制订了河流

生态基流标准，如美国联邦制定的《自然和景观河流法》，法国的《水法》和《渔业法》，澳大利亚的《水资源法案》《环境流导则（1999）》《环境流导则（2006）》和《环境流导则草案（2011）》。国际组织如世界银行、联合国等，也通过了一些生态基流相关的规定，如《国际水域非航海使用法条款》。这些规定对于河流生态基流的实践起到了指导作用，在极大程度上保障了河流水体中的最小流量，对于维持河流生态系统健康具有重要作用。与国外相比，为保障河流生态基流，我国也颁布了一系列河流生态基流相关法律、规范、导则和指南。

5.1法律我国河流生态基流相关的法律并不多，未形成专门对河流生态基流的规定条款，仅在一些相关法律中体现了对生态需水量的考虑。如《中华人民共和国水法》第四十五条规定，调蓄径流和

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我国河流生态基流理论研究回顾陈昂隋欣廖文根陈凯麒

表7我国河流生态基流相关规定

类型法律

时间2002年2015年2006年

规范

2008年2009年2011年2014年2003年2005年

导则

2010年2011年2015年2015年

指南

2005年2010年名称

《中华人民共和国水法》《中国人民共和国环境保》

《江河流域规划环境影响评价规范》（SL45-2006）《水资源供需预测分析技术规范》（SL429-2008）

《建设项目竣工环境保护验收技术规范水利水电》（HJ4-2009）

《水利水电工程环境保护设计规范》（SL492-2011）《河湖生态环境需水量计算规范》（SL/Z712-2014）《环境影响评价技术导则——水利水电工程》（HJ/T88-2003）

《建设项目水资源论证导则（试行）》（SL/Z322-2005）《河湖生态需水评估导则（试行）》（SL/Z479-2010）《水利水电建设项目水资源论证导则》（SL525-2011）《水利建设项目环境影响后评价导则》（SL/Z705-2015）《河湖生态修复与保护规划编制导则》（SL709-2015）

《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）》

《水工程规划设计生态指标体系与应用指导意见》

分配水量，应当依据流域规划和水中长期供求规划，以流域为单元制定水量分配方案。《中华人民共

和国水资源法》第二十一条规定，在干旱和半干旱地区开发、利用水资源，应当充分考虑生态环境用水需要。2005年新的《中国人民共和国环境保》第二十九条规定，国家在重点生态功能区、生态环境敏感区和脆弱区等区域划定生态保护红线，实行严格保护。

已发布的相关法律虽然未明确提出河流生态基流的概念内涵，但从河流生态系统保护的角度对生态需水提出了要求，即要求在河流生态环境保护时，应划定河流生态基流红线。

5.2规范2006年《江河流域规划环境影响评价规范》对环境用水的范围做出了限定，内容包括维护和改善江河、湖泊等水域环境的用水；河道输沙和河口冲淤、压咸用水；改善盐渍地和保护草原、荒漠植被的用水；保护珍稀、濒危动植物和维持鱼类产卵、繁殖的用水；美化环境及旅游用水等。2008年《水资源供需预测分析技术规范》规定：“生态基流一般取控制节点的90%频率最小月平均流量；河道内最小生态环境需水量，北方一般采用控制节点多年平均年径流量的10%~20%，南方采

用20%~30%；满足特殊要求生态环境需水量是在河道最小生态环境需水量分析的基础上，一般也采用占多年平均年径流量的百分数进行估算。”2011年《水利水电工程环境保护设计规范》规定了应设计生态与环境需水保障措施。2014年《河湖生态环境需水量计算规范》规定了河流、湖泊等生态需水量的计算方法，并规定生态基流是指年内生态环境需水过程中的下限值，该值是维持河流控制断面生态环境用水需求，河道中必须予以保留的最小水量。

根据相关规范的要求和规定，河流生态基流为生态环境需水过程的下限值，从2006—2014年发布的规范可以看出，对河流生态基流的概念内涵界定逐渐清晰，逐渐将生态基流从生态环境需水的概念中剥离，明确了河道中的最小水量。

指出应提出生态用水补偿措施。5.3导则2003年的《环境影响评价技术导则——水利水电工程》

2005年的《建设项目水资源论证导则（试行）》明确说明，北方河流生态基流指标原则上应不小于多年

平均流量的10%，枯水时段不应低于同期流量均值的20%。2010年《河湖生态需水评估导则（试行）》总结出较为成熟的生态基流计算方法。2011年《水利水电建设项目水资源论证导则》规定，原则上按多年平均流量的10%～20%确定，水网区、湖泊、水库、闸坝等蓄水工程，可按最小水深控制；季节性河流或干旱区，需在保持现状生态用水量的基础上适度增加。2015年《河湖生态修复与保护规划编制导则》规范了生态需水的类型和概念。2015年《水利建设项目环境影响后评价导则》对生态环境用水的要求是评价生态环境用水量、过程及生态环境需水目标满足程度，评价生态环境水量下—408—

我国河流生态基流理论研究回顾陈昂隋欣廖文根陈凯麒

泄保障和管理措施的执行情况及实施效果。

已发布的相关导则提出了河流生态基流保障的概念和保障措施，在实施过程中不仅要求维持河流最基本结构和功能的最小流量，同时要求水利水电工程在建设时修建下泄生态基流保障措施，保障工程运行时的生态基流下泄。5.4指南2005年《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）》中的重点是确定了河流生态基流推荐标准，“指南”规定了生态基流推荐值为多年平均天然径流量的10%。2010年《水工程规划设计生态指标体系与应用指导意见》指出，水工程规划与设计时生态水文要素应考虑流域尺度、河流廊道尺度与河段尺度的生态基流与敏感生态需水，并进一步规范了河流生态基流的内涵，即为防止河道断流、避免河流水生生物群落遭受到无法恢复的破坏所需的最小流量；在生态基流计算时应考虑汛期和非汛期的不同水量需求，由于汛期生态基流多能得到满足，通常生态基流指非汛期生态基流，对于我国北方缺水地区则要关注汛期生态基流是否满足。

已发布的相关指南主要从河流生态基流的概念内涵和计算方面做出了规定和建议，目前我国生态基流确定时主要采用“指南”的推荐方法，尚存在一定不足，除年内不同时期或不同水期生态基流标准的差异外，还应根据不同区域的生态环境特点开展分区域差异化的生态基流区划研究，以满足水利水电工程建设项目环境影响评价的要求。

6结论与展望

通过对多种概念内涵的辨析，本文认为河流生态基流是指为维持河流基本形态和基本生态功能的河道内最小流量，是为维持河道不断流，避免水生生物群落遭受到无法恢复破坏的河道内最小流量。我国河流生态基流研究方法研究已逐渐从国外水文学方法的引进应用，到多种计算方法的改进和创新，从水文学方法逐渐发展至多种计算方法比较使用，对整体法也有所应用并针对我国河流的实际情况有所创新，建立了适用于我国大型河流的水文-生态响应关系法。尽管从研究方面建立了多种河流生态基流计算方法，但从宏观战略管理层面，尤其是水利水电建设项目的环境影响评价时，如何确定最小下泄流量标准是仍未解决的问题，当前河流生态基流计算方法采用改进后的Tennant法，以多年平均天然径流量的10%结合其它环境保护目标和敏感保护对象的用水需求作为生态基流，统一管理存在一定难度。

我国河流生态基流研究与实践还面临诸多问题，生态基流区域性特征显著，研究成果不易移植，给我国水利水电工程建设项目环境影响评价带来许多困难；目前法律法规体系尚不健全，未形成有效的生态基流管理指南，在一定层面上制约了水利水电工程的规划、设计时对河流生态系统的保护。由于我国河流生态系统的特殊性，未来河流生态基流研究有待深入开展。未来亟需深入开展河流生态基流的理论研究，在凝练生态基流概念内涵的基础上开展生态基流实践研究，同时开展生态基流适用性方法研究及生态基流标准研究，完善河流生态基流理论体系。未来亟需开展河流生态基流法律法规研究和生态基流红线约束区划研究，以现有规范、导则和指南为基础，开展生态基流理论方法研究，以法律法规的形式切实保障生态基流，同时积极开展水利水电工程的环境影响后评价研究与实践。根据国内外典型生态基流调研资料建立河流生态基流指标体系，结合水文分区、水资源分区、生态水文分区等分区方法，建立河流生态基流分级标准和方法，构建生态基流区划系统。参

考

文

献：

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ReviewstudyoninstreamecologicalbaseflowinChina

2，3

CHENAng1，，SUIXin2，LIAOWengen4，CHENKaiqi5

（1.ChinaThreeGorgesCorporation，InstituteofHydropowerandEnvironmentResearch，Beijing

2.ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch，Beijing

100012，China；

5.AppraisalCenterforEnvironmentandEngineeringMinistryofEnvironmentalProtection，Beijing

4.WaterResourcesandHydropowerPlanningandDesignGeneralInstitute，MWR，Beijing

3.TsinghuaUniversity，SchoolofCivilEngineering，Beijing100084，China；

10038，China；

100120，China；

100012，China）

Abstract：ThispaperreviewsthedevelopmentofresearchesandpracticesonecologicalbaseflowinChina

andrelevantprovisions.Firstlywesummarizedthecommonlyusedconceptsaroundtheworld，anddiscrimi⁃natedbetweentheconnotationsoftheconceptsfromriverecosystemservicefunctionswhichecologicalflowsatisfies，ecologicalwaterdemandprocessesandthresholdvalueofecologicalbaseflow.Thenwedivided

fromfouraspectssuchastheconceptsandconnotation，thedevelopmentprocess，thecalculationmethods

theprocessintofourphasesandanalyzedthecharacteristicsaccordingto40-yeardevelopmentprocessof

ecologicalbaseflowinChina.Thefourphasesareexploratoryperiod，theinitialperiod，developmentperi⁃odandimprovementperiod.Thenwesummarizedthecalculationmethodsandclassifiedthemintofourlogicalbaseflowandanalyzedthedeficiencyandfutureresearchdirections.Theresultsprovidedthebasisfortheoreticalstudiesanddecisionmakinginriverecosystemconservationpolicies.talflow

types.Intheend，wesortedoutthepromulgatedrelevantlaws，regulations，guidelinesandguidanceofeco⁃

Keywords：ecologicalbaseflow；environmentalimpactassessment；ecologicalwaterdemand；environmen⁃

（责任编辑：韩昆）

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