一个水科学工作者的沉思
人所共知
渭河流域、关中平原曾几何时是中华民族文明的摇篮
古代的渭水“秦地有吴舟，千樯渭曲头”“万户楼台临渭水，五陵花柳满秦川”
近代亦“沽舟泛泛，渔艇悠悠，黑鳗赤鲤，浮沉于绿水之中”
新中国成立后，“60年代可以淘米洗菜，70年代可以洗衣灌溉，到如今已是鱼虾不在”。20世纪60年代，林家村、华县的年平均流量分别为104m³/s和302m³/s，80年代减少为77m³/s和271m³/s
而今天，为了林家村以下河段不再干涸、为了华县还能看到渭水，希望两地能保障4~8m³/s和16~20m³/s的最低生态基流似乎都很困难
作为一位水科学工作者，心情异常沉重。
诚然，人口急剧增加，气候变化的影响“雪上加霜”，但除此之外——
我们人类自身就没有责任？
我们取水用水的方式就没有问题？
工业革命、改革开放，我们的生活发生了天翻地覆的变化，但我们发展的目的是什么？
山河破碎，昔日滚滚东流水，而今是泛着白沫的污水和时不时裸露着基岩干涸的河床，汽车和高楼大厦对我们又有何意？
希望借此生态基流的研究，能唤醒人们对大自然的爱护和敬畏，为经济社会健康和可持续发展贡献作为一个水科学工作者一点微薄的责任和义务。
对于一条常年性河流，具有流动的足够的水量是维持河流生态环境功能的最基本条件，如果发生河道断流，原有的水生态环境遭受到严重破坏，即使再次恢复过流，河流系统也很难恢复到原来的水生生态系统，甚至一些本地特有的物种将从此灭绝。河流断流，还将引起周边生态系统的恶化。因此，为了防止河道萎缩或断流，维持河流、湖泊基本的生态环境功能，河道中常年都应保持一定比例的基本流量。河道生态基流的概念正是基于此而提出。
健康的河流需要维持良好的自然功能，主要包括水文功能、环境功能、景观娱乐功能和生态功能，其中最基本的是水文功能，同时还需要能够满足社会、经济、生活对水资源的基本需求。而这些功能的实现主要依靠水的流动来完成。流量是河流水文要素中最活跃的要素，是河道水生态系统中起决定性作用的因素。河流生态系统以流量作为基本环境，一定的流量是河流生态系统健康的首要条件和必要因素。从流量对流域生态系统功能的作用机制与影响效应来看，研究和确定河流生态基流的目的在于遏止河道断流或流量减少而造成的生态系统恶化，最终实现河流生态系统的健康发展。因此，河流生态基流具有显著的时空特性。在时间上，应强调枯水期流量的保障，在空间上，应重视生态脆弱性较大或者是生态系统服务功能受流量变化影响较大的河段。
近年来，随着我国经济社会的快速发展，河流生态系统受到了严重影响，城市化、工业化、土地利用变化以及水利工程建设等，改变了水文情势，影响了河流自然流态、水沙关系和河道形态，使上下游生境发生变化，打破了原有生态平衡，造成生态系统退化、水体富营养化和物种多样性减少等，使得河流生态系统健康受到严重挑战。因此，河流生态水文问题成为生态水文学研究的核心内容之一。河流生态基流研究是近年来生态水文学研究的热点与难点问题，涉及水利、气象、环境、生态、农业等多个研究领域。
存在问题与发展趋势
从国内外研究的现状及进展来看，生态基流的研究对社会经济的可持续发展具有重要的战略意义。但目前这方面的研究还很不成熟：
其一，表现在生态基流的概念模糊不清，如生态流量、环境流量、生态需水、环境需水和生态环境需水等概念的混淆，特别是没有界定出科学合理整合性的生态基流概念；
其二，没有揭示出河道生态基流与水循环，河道生态基流与河道形态以及河道生态基流与水生态等的相互关系；
其三，在时间尺度上，多以年为单位，与水资源配置的时间单元尚不协调；
其四，未从整体角度出发，缺乏各类系统之间的内在联系，明确且公认的生态基流计算方法和评价指标体系尚未形成，尤其是对于我国北方具有缺水型重污染等特点的河流生态基流的确定方法仍较缺乏。
河道生态基流理论基础与计算方法
鉴于上述原因，作者在国家水体污染控制与治理科技重大专项“渭河水污染防治专项技术研究与示范”课题的支持下，以我国西部经济欠发达地区，水资源缺乏、水污染严重、多泥沙河流的典型代表——渭河流域关中段作为研究区，深入开展河道生态基流研究。提出西部缺水重污染河流生态基流的概念和内涵，厘清其确定原则。基于水生态现状调查与分析，提出基于水生态系统健康的生态水力学方法。通过分析渭河生态系统不同健康条件下的保护目标，确定渭河关中段各河段的纳污水平和水质目标，采用数值模拟等技术，估计并确定渭河关中段不同断面的生态基流控制值。为渭河关中段生态基流保障与水质改善提供理论基础，并为保证枯水期水质达标的渭河关中段水量水质联合调控提供科学依据。对于促进和丰富我国河流生态基流研究，具有现实的应用价值及较为广泛的推广应用前景。
在渭河水专项研究报告的基础上提炼完成的专著《河道生态基流理论基础与计算方法——以渭河关中段为例》，系统阐述了河道生态基流的基本理论与计算方法。专著分为12章：第1章主要介绍了生态基流问题国内外研究的现状和进展；第2章界定了河道生态基流的概念、内涵与基本原则；第3章介绍了渭河流域尤其是关中段的基本情况；第4章分析了渭河关中段陆地生态系统演变规律和特征；第5章结合野外采样，对渭河流域的水生态系统健康状况进行了分析；第6章对渭河关中段河流生态健康状况进行了评价；第7章分析了河流生态保护目标及其对生态基流的需求；第8~10章分别基于水力学方法、水文学方法和综合分析法估算了渭河关中段生态基流，评价并确定了渭河关中段的最小河道生态基流量；第11章介绍了自主开发的渭河关中段生态基流数据管理信息系统和渭河关中段生态基流模型集成计算平台；第12章为结论与建议。
河流生态系统健康概念示意图
本文由刘四旦摘编自徐宗学等著《河道生态基流理论基础与计算方法——以渭河关中段为例》（河流生态基流理论方法与保障技术丛书，2006.1）一书，有删减改动，标题为编者所加。
ISBN 978-7-03-046367-8
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