水工程规划设计标准中关键生态指标体系研究与应用

1GeneralInstituteofWaterResourcesandHydropowerPlanningandDesign,MinistryofWaterResources,China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水利部公益性行业科研专项课题2GeneralInstituteofWaterResourcesandHydropowerPlanningandDesign,MinistryofWaterResources,China汇报提纲I.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3GeneralInstituteofWaterResourcesandHydropowerPlanningandDesign,MinistryofWaterResources,China汇报提纲I.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4GeneralInstituteofWaterResourcesandHydropowerPlanningandDesign,MinistryofWaterResources,China•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。※研究背景※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5GeneralInstituteofWaterResourcesandHydropowerPlanningandDesign,MinistryofWaterResources,China•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•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概述※研究目标※技术路线6GeneralInstituteofWaterResourcesandHydropowerPlanningandDesign,MinistryofWaterResources,China指标优化调整水工程生态保护技术标准体系研究水工程生态保护专项规范准则水工程规划设计生态保护准则国内外有关资料和成果调研典型流域与水工程案例调查水工程建设基于河流开发与保护的流域生态安全流域生态安全评价生态指标特性分析指标阈值区域分析典型阈值研究理论修订阈值研究技术标体系与相关准则研究现状和问题辨析研究目标水工程建设生态安全理论建议草案及研究报告生态指标体系构建水文水资源水环境河流地貌生物及栖息地社会环境生态指标筛选与识别指标体系现场调研与参数测试指标阈值原则与方法水工程生态效应流域生态系统生态安全流域生态安全总体研究技术路线7GeneralInstituteofWaterResourcesandHydropowerPlanningandDesign,MinistryofWaterResources,China汇报提纲I.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8GeneralInstituteofWaterResourcesandHydropowerPlanningandDesign,MinistryofWaterResources,China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※水工程与流域生态安全主要内容水工程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环境相互作用的统一体，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。9GeneralInstituteofWaterResourcesandHydropowerPlanningandDesign,MinistryofWaterResources,China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。※水工程与流域生态安全主要内容生态安全水工程对流域生态系统的效应水质初级生产力无脊椎动物第一级响应：拦河筑坝引起径流时空分布发生变化，进而导致相应的物理、化学、地形地貌诸要素的改变第二级响应：引起流域生态系统及其子系统(近岸植物、库区、下游及河口栖息地和湿地)初级生产力的变化第三级响应：引起流域生物多样性减少、生物群落结构变化；对于跨流域调水工程，输水运河和水系受外来种群的入侵，其物质和能量流通途径将产生变化鸟类哺乳鱼类地形水文泥沙径流拦截、调蓄10GeneralInstituteofWaterResourcesandHydropowerPlanningandDesign,MinistryofWaterResources,China※流域生态安全评价主要内容11GeneralInstituteofWaterResourcesandHydropowerPlanningandDesign,MinistryofWaterResources,China※生态指标体系构建主要内容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】科学性层次性尺度性综合性代表性和独立性连续性和动态性传统性和创新性可比性和实用性【指标体系构建方法】频度分析法专家咨询法理论分析法12GeneralInstituteofWaterResourcesandHydropowerPlanningandDesign,MinistryofWaterResources,China※生态指标体系构建主要内容文献检索水工程规划设计生态安全指标体系水工程生态环境指标频度分析法水工程生态安全属性水工程生态安全要素水工程生态安全指标生态安全理论河流生态理论体系构架理论水工程生态影响指标体系框架理论分析法专家咨询法水工程规划设计生态安全指标体系构建图13GeneralInstituteofWaterResourcesandHydropowerPlanningandDesign,MinistryofWaterResources,China※生态指标体系结构主要内容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14GeneralInstituteofWaterResourcesandHydropowerPlanningandDesign,MinistryofWaterResources,China※生态指标体系构建主要内容属性层要素层关键生态指标指标层规划工程设计流域综合规划水资源配置与节约防洪规划水电开发规划枢纽工程灌排工程航道及河道整治工程护岸及堤防工程供水、调水工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水文水资源地表水地表水资源量变化率Cwr-1BBSSSB年径流变差系数变化率Cwr-2CCSSS径流年内分配偏差Cwr-3CCSSSB地下水地下水埋深Cwr-4BBBCBB地下水开采系数Cwr-5BBBBB生态水文生态基流Cwr-6CCCSSSS敏感生态需水Cwr-7BBCCCCC水环境水质水功能区水质达标率Ce-1BBBCSSSSBSS湖库富营养化指数Ce-2BSSS纳污能力变化率Ce-3BBBBCSSSSSS水温下泄水温Ce-4SSS水温恢复距离Ce-5SSS15GeneralInstituteofWaterResourcesandHydropowerPlanningandDesign,MinistryofWaterResources,China※生态指标体系构建主要内容属性层要素层关键生态指标指标层规划工程设计流域综合规划水资源配置与节约防洪规划水电开发规划枢纽工程灌排工程航道及河道整治工程护岸及堤防工程供水、调水工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河流地貌河流特征蜿蜒度Cl-1CCCC连通性纵向连续性Cl-2BBBCC横向连通性Cl-3BCSSSS垂向透水性Cl-4BBCSSS稳定性岸坡稳定性Cl-5CSSS河床稳定性Cl-6CCSSS生物及栖息地生物多样性鱼类物种多样性Cb-1BBCBCCCSSS植物物种多样性Cb-2BaBaCbCbCbSbCbCbSb珍稀水生生物存活状况Cb-3BBCBCCSCSSS外来物种威胁程度Cb-4BSS植被特征天然植被覆盖度Cb-5SbSbSbBaSb净第一性生产力Cb-6BSSBS16GeneralInstituteofWaterResourcesandHydropowerPlanningandDesign,MinistryofWaterResources,China※生态指标体系构建主要内容属性层要素层关键生态指标指标层规划工程设计流域综合规划水资源配置与节约防洪规划水电开发规划枢纽工程灌排工程航道及河道整治工程护岸及堤防工程供水、调水工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水土流失土壤侵蚀强度Cb-7SSSSBS自然保护区保护区影响程度Cb-8BCSSSSCS生态需水满足程度Cb-9BBCSCSS鱼类栖息地鱼类生境保护状况Cb-10BBCBCCSSSS社会环境移民（居民）生活状况移民(居民)人均年纯收入Cs-1BBCBCaSaSaSaCbCb人群健康传播阻断率Cs-2CCSSSC流域开发强度水资源生态安全可利用率Cs-3BB水能生态安全可开发率Cs-4BBBC节水水平灌溉水利用系数Cs-5BBSS单位工业增加值用水量Cs-6BB景观景观舒适度Cs-7SSCS17GeneralInstituteofWaterResourcesandHydropowerPlanningandDesign,MinistryofWaterResources,China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