摘要：基于重庆市第三次水资源调查评价成果，根据重庆市小江等8个主要控制断面的径流分配及基本生态环境需水量、目标生态环境需水量调查情况，分析了重庆市各站基本生态环境需水量成果的合理性和目标生态需水量的满足程度。结果表明：自2000年以来，虽然随着重庆市大量水电工程的兴建及经济的高速增长，局部地区流域下垫面发生改变，在一定程度上改变了河流的自然状况，年径流量发生系统性偏小，但由于枯季径流量有一定增加，流域内生态基流和目标生态需水量基本得到满足，整体情况良好。
关键词：生态环境水量；径流；Qp法；Tennant法；满足程度；重庆市
中图法分类号：X826
文献标志码：A
文章编号：1006-0081（2020）12-0068-06
1概述
近年来我国水资源情势变化，新老水问题相互交织，水安全上升为国家战略，迫切需要开展水资源调查评价工作。水资源调查评价是国家重大资源环境和国情国力调查评价的重要领域，是制订水资源规划和实行最严格水资源管理制度的基础，是水资源开发利用管理工作的前提，也是制定流域和区域经济社会发展的依据。
2017年，根据中央关于实施全国水资源调查评价的指示，重庆市启动了水资源调查评价工作，以全面摸清60余年来全市水资源状况变化情况。统计了近期主要河流水生态状况，重点把握近年来水资源及其开发利用的新情势、新变化，梳理水资源短缺、水环境污染及水生态损害等新老水问题，系统分析水资源演变规律，提出全面、真实、准确、系统的评价成果。利用国家水资源调查评价基础信息平台，初步形成了较为完善的技术体系和规范化的滚动评价机制，为满足新时期水资源管理、健全水安全保障体系、促进经济社会可持续发展和生态文明建设奠定了基础。
2河流生态环境需水计算方法
河湖生态环境需水主要包括基本生态环境和目标生态环境需水量。其中，基本生态环境需水是指为维系河流生态环境保护目标所需保留在河道内的最小水量（下限值），目标生态环境需水量指河道外经济社会消耗水量的控制值。其计算方法主要有Qp法和Tennant法。
2.1Qp法
Qp法又称不同频率最枯月平均值法，以节点长系列（n≥30a）天然月平均流量、月平均水位或径流量为基础，用每年的最枯月排频，选择不同频率下的最枯月平均流量、月平均水位或径流量作为节点基本生态环境需水量的最小值。根据河湖水资源开发利用程度、规模、来水等实际情况确定频率P，宜取90%或95%。实测水文资料应进行还原和修正，不同工作对系列资料的时间步长要求不同，各流域水文特性不同，因此最枯月也可以是最枯旬、最枯日或瞬时最小流量。
2.2Tennant法
Tennant法是依据观测资料建立的流量和河流生态环境状况之间的经验关系，用历史流量资料就可以确定年内不同时段的生态环境需水量，使用简单、方便。不同河道内生态环境状况对应的流量百分比见表1。
3水资源总体情况分析
3.1历年水资源情况
重庆地区水系发达，河流纵横，除长江干流外，主要河流还有嘉陵江、乌江、綦江、渠溪河、龙河、小江、汤溪河、磨刀溪和大宁河等。2017年重庆市组织第3次水资源调查评价，收集了龙溪河高硐、小江河小江产、大宁河巫溪、龙河石柱、磨刀溪龙角、綦江五岔、阿蓬江濯河坝及大溪河鸣玉等8个主要河流代表站点的径流资料。1956～2016年各代表站径流统计见表2。
从表2中可以看出：各代表站径流量年内分配呈现汛期占比大，枯季占比小的特点。汛期占比主要在43.7%～94.3%之间，其中，龙溪河高硐站1975年汛期占比仅为43.7%，主要原因为10～11月来水偏多，其余各站均在50%以上。枯季占比在5.7%～56.3%之间，其中龙溪河高硐站1975年枯季占比略大，达56.3%，其余各站最大占比均小于50%。1956～2016年各代表站多年平均径流量的年内丰枯变化较大，多年平均汛期占比在71.39%～87.61%之间，平均為78.27%；多年平均非汛期占比在12.39%～28.61%之间，平均为21.73%。
3.2近年水资源情况
表3统计了2001～2016年各代表站径流量与多年均值对比情况，各站全年、汛期径流量均呈现系统性偏小状态，非汛期无系统性偏离。年平均径流量偏小范围为4.89%～16.47%，其中石柱、濯河坝、龙角、五岔站分别偏小10%以上；汛期径流量偏小3.77%～23.43%，除小江、巫溪站偏小小于10%以外，其余站均偏小在12%以上；非汛期径流量偏离大小范围在-13.07%～12.85%。从各代表站情况看，除高硐、巫溪、龙角站非汛期径流量比多年均值分别偏大12.85%，2.86%，10.95%，其余各站汛期、非汛期、全年径流量均呈偏小状态，整体表现为枯水年份。
从上述分析可知：重庆市主要河流各代表站年内分配无较大改变，整体符合汛多枯少的规律，径流主要集中在5～9月，径流年内相对集中。由于部分站点受电站蓄放水影响和年内降水量不均影响，年内分配发生了一定程度改变，枯季径流有一定增加，汛期的径流有一定程度减少，但影响都较小。
各代表站径流量年际变化无明显趋势性变化，人类活动对径流年际变化影响较小，径流量仍主要受降雨量影响，整体呈正常的丰枯交替波动。与多年均值相比（1956～2016年），2001～2016年各站全年、汛期径流量均呈系统性偏小状态，非汛期无系统性偏离。
4生态环境需水量分析
4.1基本生态环境需水量
4.1.1生态基流分析
基本生态环境需水是指河流水系及其主要控制节点和断面的基本生态环境需水量，主要包括生态基流，逐月、敏感期、汛期、非汛期4种时段基本生态环境需水量和全年基本生态环境需水量。生态基流计算主要采用Qp法计算，以修正和还原的1956～2016年长系列资料天然月平均流量为基础，挑选出每年的最枯月平均流量，用每年最枯月均流量进行排频，选择频率为90%或95%的最枯月均流量作为生态基流值，各站Qp法计算生态基流成果见表4。
从表4可以看出，重庆市主要控制断面生态基流在0.98～8.40m3/s之间，占各控制断面多年平均径流量比值在3.7%～11.7%之间。除小江主要控制断面生态基流占多年平均天然径流量比值为3.7%（小于5%）外，其余主要在5.1%～11.7%区间。主要原因是小江站多年受电站蓄放水影响，个别年份枯水期推算天然径流量值只占多年平均枯水期径流量的1%，推算生态基流值相对较小。
4.1.2时段基本生态环境需水量分析
（1）汛期、非汛期基本生态环境需水量。汛期、非汛期基本生态环境需水量分别采用Qp法或Tennant法进行计算。Qp法以修正和还原的1956～2016年长系列资料天然月平均流量为基础，分别按汛期（5～10月）天然最枯月平均径流量和非汛期（11月至次年4月）天然最枯月平均径流量排频，选择频率为90%或95%的汛期最枯月均径流量和非汛期最枯月均径流量推算汛期、非汛期基本生态环境需水量。
Tennant法依据观测资料建立了流量和河流生态环境状况之间的经验关系，根据重庆市流域情况，分析计算基本生态环境需水量时，按照SLZ712-2014《河湖生态环境需水计算规范》（以下简称“《规范》”）中不同流量百分比对应河道内生态环境状况“中”等至“好”状况进行取值，非汛期按同时期多年平均非汛期径流量的10%～20%，汛期按同时期多年平均汛期径流量的30%～40%取值。两种计算方法成果分别见表5～6。
由Qp法计算成果可知：汛期基本生态环境需水量占多年平均值的3.26%～21.08%，总体比例偏小，其中小江站、高硐站、石柱、龙角站占比均在10%以下，小江站只占3.26%。Tennant法计算成果表明：全年基本生态环境需水量占多年平均径流量的25.71%～28.14%，区间整体较为合理。
综合考虑，小江、高酮、濯河坝、石柱、龙角、鸣玉站汛期、非汛期基本生态环境需水量采用Tennant法计算成果。巫溪、五岔站由于本身基流相对较大，非汛期采用Qp法计算成果，计算结果非汛期占同时期多年平均径流量的28.65%和27.01%；汛期采用Tennant法计算成果，汛期占同时期多年平均径流量的30%。时段基本生态环境需水量取值成果见表7。
（2）各月基本生态环境需水量。根据确定的汛期、非汛期基本生态需水量反推计算各月基本生态需水量。以汛期为例，首先对汛期（5～10月）各月径流量进行排频，选定保证率（P取90%）的汛期各月径流量，计算出汛期各月相对于汛期总量的占比。然后以汛期各月占比作为权重，將汛期基本生态需水量减去生态基流水量的值分配到各月，再加上生态基流水量即得到各月基本生态水量。非汛期同理，各月基本生态环境需水量取值成果见表8。
4.1.3全年基本生态环境需水量分析
根据确定的年内汛期、非汛期基本生态环境需水量，计算全年基本生态环境需水量，成果见表7，各站全年基本生态环境需水量占比为25.71%～29.72%。
4.1.4合理性分析
（1）生态基流。重庆市主要控制断面生态基流主要在0.98～8.4m3/s之间，占各控制断面多年平均径流量比值在3.7%～11.7%区间，生态基流均小于各月生态环境需水量的最小值，整体成果较合理。
（2）基本生态环境需水量。汛期基本生态需水量等于汛期各月份基本生态环境需水量之和，非汛期基本生态需水量等于非汛期各月份基本生态环境需水量之和，全年基本生态需水量等于汛期与非汛期基本生态需水量之和。
非汛期基本生态环境需水占同时段多年平均天然径流量的15%～30%，不超过50%；汛期各主要控制断面基本生态环境需水占比都按30%取值，不低于10%，成果基本合理。
全年基本生态环境需水量占全年多年平均径流量的25%～30%，满足《规范》中小河流南方地区开发利用程度中等等级的要求，符合重庆市现状。
4.2目标生态环境需水量分析
目标生态环境需水量可按时段（汛期、非汛期全年）进行分析，本次目标生态环境需水量主要采用Tennant法进行计算。由于本次调查评价范围河流流域面积均小于10000km2，属于中小河流范围，采用《规范》“好”至“非常好”状况进行，具体为：枯季按多年枯季平均径流量20%～30%，汛期按多年汛期平均径流量40%～50%分别进行分析计算，1956～2016年时段目标生态环境需水量取值成果见表9。
经分析计算，年内汛期、非汛期目标生态环境需水量之和为全年目标生态环境需水量，汛期、非汛期目标生态环境需水占同时段多年平均天然径流量比例的20%～40%，高于同时段基本生态环境需水占比，各站全年目标生态环境需水量占多年平均径流量的30%～40%，满足《规范》开发利用程度高等等级以上要求。
5生态环境用水满足程度评价
在调查的水文系列中，根据各评价时段（全年、汛期、非汛期）实际径流量超过相应的生态环境需水量的年份数与水文系列时长总年份数的比值，来评价生态环境需水过程满足程度。调查具体成果见表10。
各控制断面生态基流保障程度在91.9%～99.8%区间，除小江站低于95%外，其他都在95%以上。不同时段基本生态需水量保障程度，除綦江汛期达97.3%和小江非汛期达89.2%外，其他河流控制断面保障程度均为100%，全年基本生态环境需水量保障程度均达100%，全部满足基本生态需水要求。目标生态需水量中，除小江非汛期满足程度为89.2%，阿蓬江汛期满足程度为94.6%，綦江汛期、全年满足程度为97.3%外，其余河流控制断面满足程度均达到100%。
6结论
（1）重庆市主要河流各代表站年内分配无较大改变，整体符合汛多枯少的规律，径流主要集中在5～9月，径流年内相对集中。部分站点受电站蓄放水和人类耗用水影响，年内分配发生了一定程度改变，但影响较小。与多年均值相比（1956～2016年），近年（2001～2016年）各站全年、汛期径流量均呈系统性偏小状态，非汛期无系统性偏离，整体表现为枯水。
（2）重庆市主要河流控制断面计算的生态基流为0.98～8.40m3/s；基本生态环境需水量占全年多年平均径流量的比值为25%～30%，满足《规范》开发利用程度“中等”等级要求；目标环境需水量占全年多年平均径流量比值为30%～40%，满足《规范》中“高等”等级以上要求。通过对各控制断面历年径流量分析，能基本满足各断面生态环境需水量。
（3）小江站部分年份枯水期天然径流量值很小，不能满足生态环境需水。应加强河道环境治理，减少污水排放，提倡节约用水，此外应修建水利工程，科学调度，有计划加大枯水期河流下泄水量。
