Page 7 - 2022年第53卷第2期

湖泊形态分析法：湖泊生态系统功能与湖泊水面面积密切相关，用湖泊水位作为湖泊地形特征
指标，湖泊面积作为湖泊功能指标，根据实测湖泊水位（Z）和湖泊面积（F）资料，建立湖泊水位（Z）
和湖泊面积变化率（dF/dZ）关系线，在此关系线上，湖泊面积变化率一般有极大值，极大值对应水位
每增加或降低一个单位，湖泊面积将发生显著变化，即湖泊功能将发生显著改变，若极大值对应水
位与湖泊天然最低水位相近，则表明极大值对应水位以下湖泊生态系统功能将发生严重退化，此极
大值对应水位即为最低生态水位 ［18-20］ ，如式（1）所示：
ìF = f ( )
Z
ï
í∂ F = 0 （1）
2
î∂ Z
ï 2
(Z - a ) ≤Z ≤(Z + ) b
min min
式中：F 为湖泊面积，m ；Z 为湖泊水位，m；Z 为湖泊天然最低水位，m；a 和 b 分别为和湖泊水
2
min
位变幅相比较小的一个正数。
生物空间法：对湖泊水位最为敏感生物生存和繁殖需要的最小空间 ［18-20］ ，湖泊最低生态水位计算
如式（2）所示：
Z = Z + ΔZ （2）
emin 0 最敏感生物
式中：Z 为湖底平均高程对应的基准水位；ΔZ 为最敏感生物所需的最小空间（基准水位增
0 最敏感生物
幅），一般选择鱼类；Z 为湖泊最低生态水位。
emin
最低水位法：天然情况下的低水位对生态系统的干扰在生态系统的弹性范围内，天然最低水位
是生态系统水位阈值的下限，不同统计方法确定的天然最低水位（如瞬时最低水位、日均最低水位、
月均最低水位等）不同 ［18-20］ ，本文取最枯月平均水位作为最低生态水位。
从湖泊生态用水偏安全角度考虑，选取上述 4 种生态水位计算结果外包最大值作为生态水位。湖
泊旱警水位和旱保水位计算确定的生态水位分别如式（3）—（4）所示：
Z e，旱警，t = max(Z 1，P = 75%，t ，Z 2 ，Z 3 ，Z 4 ) （3）
Z e，旱保，t = max(Z 1，P = 95%，t ，Z 2 ，Z 3 ，Z 4 ) （4）
式中：Z e，旱警，t 和 Z e，旱保，t 分别为第 t月旱警水位和旱保水位计算确定的生态水位；Z 1，P=75%，t 和 Z 1，P=95%，t
分别为第 t 月 P=75%和 P=95%频率下水文频率分析法计算的最低生态水位；Z 、Z 、Z 分别为湖泊形
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态分析法、生物空间法、最枯月平均水位法计算的最低生态水位。
（2）湖泊外用水需求计算。湖泊外用水需求计算一般采用定额预测法，根据基准年经济社会指标
及其用水定额，预测规划水平年经济社会指标及其用水定额，定额预测法需水预测总体思路如图 2所示。

图 2 定额预测法需水预测总体思路

①经济社会指标预测。
P = P (1 + a ) i （5）
i
0
式中：P 、P 分别为规划水平年和基准水平年经济社会指标；a 为经济指标 i年内的年平均增长率。
i
0
②经济社会指标用水定额预测。
用水定额预测既要考虑经济社会的发展，人民生活水平的提高，又要考虑节约用水的管理目
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