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淮河流域水質-水量-水生態聯合調度 版權信息
- ISBN：9787030722355
- 條形碼：9787030722355 ; 978-7-03-072235-5
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
淮河流域水質-水量-水生態聯合調度 內容簡介
本書以準河*大的支流沙潁河為研究示范區, 系統介紹了淮河流域水質-水量-水生態聯合調度的基本理論、模型方法與應用研究成果, 主要包括四方面內容 ; (1) 準河-沙潁河流域生態水文與生態需水量 ; (2) 淮河-沙潁河流域多閘壩河流水文-水動力-水質耦合模擬模型 ; (3) 淮河-沙潁河流域閘壩群調控能力評價指標體系和評估方法 ; (4) 淮河-沙潁河流域閘壩群水質-水量-水生態聯合調度模型與閘壩群水質-水量-水生態聯合調度系統。本書提出的閘壩群水質-水量-水生態聯合調度理論與方法, 以及提高河流生態用水保證率的對策, 對解決國內外其他流域的生態環境保護問題有重要的參考價值。
淮河流域水質-水量-水生態聯合調度 目錄
目錄
第1章 緒論 1
1.1 研究現狀及發展趨勢 3
1.1.1 河流生態流量 3
1.1.2 河流生態流量計算方法 6
1.1.3 流域水質-水量-水生態耦合模擬 9
1.1.4 閘壩調度 11
1.1.5 水環境監測預報預警與應急響應 13
1.1.6 流域水質-水量-水生態聯合調度 14
1.2 研究目標與研究內容 16
1.2.1 研究目標 16
1.2.2 研究內容 17
1.3 研究總體思路 22
第2章 淮河流域概況 24
2.1 淮河流域簡介 24
2.1.1 自然地理概況 24
2.1.2 社會經濟概況 25
2.2 淮河流域水資源概況 26
2.3 淮河流域水污染概況 27
2.4 淮河流域水生態概況 29
第3章 淮河流域典型水域水生態調查及指示生物識別 30
3.1 淮河流域水生態現狀調查 30
3.1.1 樣點概況 30
3.1.2 采樣方法 31
3.2 數據分析方法 33
3.3 淮河流域水生態調查結果與分析 35
3.3.1 水質理化的時空分布特征 35
3.3.2 水生態調查結果 35
3.4 本章小結 44
第4章 淮河流域水生態系統對閘壩群調度的響應 46
4.1 水生態系統健康評價方法 46
4.1.1 水質評價方法 46
4.1.2 生物健康評價 48
4.2 淮河流域典型水體水質評價結果 49
4.2.1 淮河流域典型水體單因子水質污染評價 49
4.2.2 淮河流域典型水體水質綜合污染指數評價 50
4.3 淮河流域典型水體生物健康評價結果 50
4.3.1 單一生物指數評價 50
4.3.2 底棲動物生物完整性指數評價 51
4.4 生物指數與環境因子的關系 53
4.5 水質綜合污染指數和生物指數的相關性 55
4.6 本章小結 57
第5章 多閘壩平原河流生態流量過程推求及調控閾值確定 58
5.1 多閘壩平原河流生態流量過程推求方法 58
5.1.1 多閘壩平原河流生態流量過程推求步驟 58
5.1.2 魚類不同生命階段生態流量確定 59
5.2 淮河流域典型水體目標魚類篩選 61
5.3 目標魚類對關鍵生境因子響應曲線 63
5.3.1 目標魚類的生物學特性 63
5.3.2 目標魚類不同生命階段的響應曲線 63
5.4 淮河流域面向魚類生境的棲息地模型 65
5.4.1 淮河流域典型水體水環境模型 65
5.4.2 淮河流域典型水體棲息地模型 65
5.4.3 目標魚類棲息地空間特性分析 67
5.5 淮河流域典型水體生態流量過程確定 77
5.5.1 淮河流域典型水體生態流量過程計算 77
5.5.2 淮河流域典型水體生態流量過程比較與分析 80
5.6 本章小結 84
第6章 水質-水量-水生態耦合模擬技術 86
6.1 實地調查與室內外實驗 86
6.1.1 現場實驗 86
6.1.2 淮河水工實體模型污染物擴散試驗 95
6.2 資料收集與整理 103
6.3 水文-水動力-水質-水生態模型的構建 107
6.4 流域分布式時變增益模型（DTVGM）的構建 108
6.4.1 分布式時變增益模型原理 108
6.4.2 研究區域數字化 114
6.4.3 分布式時變增益模型構建 116
6.5 臨洪預警模塊的研發 118
6.6 中長期水資源規劃模型的構建 119
6.6.1 研究區典型斷面以上流域面雨量頻率分析 121
6.6.2 中長期水資源規劃模型耦合生態流量邊界 124
6.7 河網一維水動力-水質模型的構建 126
6.7.1 模型框架 126
6.7.2 水動力子模型 126
6.7.3 堰閘泵調度子模型 132
6.7.4 行蓄洪區子模型 133
6.7.5 水質子模型 134
6.7.6 模型的率定和驗證 136
6.7.7 典型年（2003年）防污調度模擬 152
6.7.8 典型年（2013年）防污調度模擬 160
6.7.9 采樣試驗方案設計和模擬結果 164
6.8 二維水動力-水質模型構建 165
6.8.1 Godunov型有限體積框架下的二維水動力-水質模型 165
6.8.2 模型邊界的處理及模型耦合 171
6.8.3 模型的模擬與驗證 172
6.9 本章小結 176
第7章 生態需水保障關鍵指標及閘壩調控能力研究 178
7.1 閘壩功能與水資源時空分布 178
7.1.1 研究區閘壩工程情況 178
7.1.2 閘壩可調控水資源時空分布 192
7.2 基于閘壩調度的生態需水調控目標研究 199
7.2.1 水生態調控區段劃分 199
7.2.2 水生態需水保障關鍵指標與生態用水調控目標 205
7.3 閘壩水質-水量-水生態多目標調控能力識別研究 209
7.3.1 閘壩調控能力評價指標體系 209
7.3.2 指標權重的確定 212
7.3.3 閘壩調控能力評價方法 213
7.4 閘壩水質-水量-水生態多目標調控能力評估 220
7.4.1 重點閘壩選取 220
7.4.2 評估河段 220
7.4.3 閘壩調控能力評估 221
第8章 淮河流域水質-水量-水生態多維調控研究 227
8.1 淮河流域水質-水量-水生態聯合調度 227
8.1.1 模型與分區概化 227
8.1.2 模型構建 230
8.2 基于DTVGM的中長期預報預警生態調度研究 243
8.2.1 基于DTVGM的來水預報 243
8.2.2 需水預測 244
8.2.3 基于DTVGM的生態用水預警與模擬調度 245
8.2.4 沙潁河流域生態用水預警與常規調度 247
8.3 沙潁河流域閘壩群聯合調度 258
8.3.1 聯合調度概述 258
8.3.2 調度區域基本情況 261
8.3.3 典型調度年選擇 261
8.3.4 水量平衡計算 265
8.3.5 界首斷面生態用水短期聯合調度 265
第9章 淮河流域水質-水量-水生態聯合調度系統 269
9.1 系統總體方案 269
9.1.1 總體方案架構 269
9.1.2 系統功能 269
9.1.3 系統運行環境 270
9.1.4 工作體制和管理模式 270
9.2 監測信息 271
9.2.1 水雨情測站基本信息 271
9.2.2 水質監測站點基本信息 273
9.2.3 水生態監測斷面基本信息 274
9.3 系統功能 277
9.3.1 實時綜合信息處理子系統 277
9.3.2 水文預報子系統 278
9.3.3 水質模擬子系統 279
9.3.4 水質-水量-水生態聯合調度子系統 281
9.3.5 調度運行仿真與會商子系統 282
9.3.6 系統集成 284
9.4 數據庫結構 284
9.4.1 系統數據分類 284
9.4.2 數據庫設計 284
9.4.3 設計原則 288
9.4.4 數據庫備份與恢復 289
9.4.5 數據庫建設 289
9.5 系統展示 290
9.5.1 基本信息 291
9.5.2 實時監控 291
9.5.3 預測預警 292
9.5.4 聯合調度 295
9.5.5 系統管理 297
參考文獻 299
后記 304
第1章 緒論 1
1.1 研究現狀及發展趨勢 3
1.1.1 河流生態流量 3
1.1.2 河流生態流量計算方法 6
1.1.3 流域水質-水量-水生態耦合模擬 9
1.1.4 閘壩調度 11
1.1.5 水環境監測預報預警與應急響應 13
1.1.6 流域水質-水量-水生態聯合調度 14
1.2 研究目標與研究內容 16
1.2.1 研究目標 16
1.2.2 研究內容 17
1.3 研究總體思路 22
第2章 淮河流域概況 24
2.1 淮河流域簡介 24
2.1.1 自然地理概況 24
2.1.2 社會經濟概況 25
2.2 淮河流域水資源概況 26
2.3 淮河流域水污染概況 27
2.4 淮河流域水生態概況 29
第3章 淮河流域典型水域水生態調查及指示生物識別 30
3.1 淮河流域水生態現狀調查 30
3.1.1 樣點概況 30
3.1.2 采樣方法 31
3.2 數據分析方法 33
3.3 淮河流域水生態調查結果與分析 35
3.3.1 水質理化的時空分布特征 35
3.3.2 水生態調查結果 35
3.4 本章小結 44
第4章 淮河流域水生態系統對閘壩群調度的響應 46
4.1 水生態系統健康評價方法 46
4.1.1 水質評價方法 46
4.1.2 生物健康評價 48
4.2 淮河流域典型水體水質評價結果 49
4.2.1 淮河流域典型水體單因子水質污染評價 49
4.2.2 淮河流域典型水體水質綜合污染指數評價 50
4.3 淮河流域典型水體生物健康評價結果 50
4.3.1 單一生物指數評價 50
4.3.2 底棲動物生物完整性指數評價 51
4.4 生物指數與環境因子的關系 53
4.5 水質綜合污染指數和生物指數的相關性 55
4.6 本章小結 57
第5章 多閘壩平原河流生態流量過程推求及調控閾值確定 58
5.1 多閘壩平原河流生態流量過程推求方法 58
5.1.1 多閘壩平原河流生態流量過程推求步驟 58
5.1.2 魚類不同生命階段生態流量確定 59
5.2 淮河流域典型水體目標魚類篩選 61
5.3 目標魚類對關鍵生境因子響應曲線 63
5.3.1 目標魚類的生物學特性 63
5.3.2 目標魚類不同生命階段的響應曲線 63
5.4 淮河流域面向魚類生境的棲息地模型 65
5.4.1 淮河流域典型水體水環境模型 65
5.4.2 淮河流域典型水體棲息地模型 65
5.4.3 目標魚類棲息地空間特性分析 67
5.5 淮河流域典型水體生態流量過程確定 77
5.5.1 淮河流域典型水體生態流量過程計算 77
5.5.2 淮河流域典型水體生態流量過程比較與分析 80
5.6 本章小結 84
第6章 水質-水量-水生態耦合模擬技術 86
6.1 實地調查與室內外實驗 86
6.1.1 現場實驗 86
6.1.2 淮河水工實體模型污染物擴散試驗 95
6.2 資料收集與整理 103
6.3 水文-水動力-水質-水生態模型的構建 107
6.4 流域分布式時變增益模型（DTVGM）的構建 108
6.4.1 分布式時變增益模型原理 108
6.4.2 研究區域數字化 114
6.4.3 分布式時變增益模型構建 116
6.5 臨洪預警模塊的研發 118
6.6 中長期水資源規劃模型的構建 119
6.6.1 研究區典型斷面以上流域面雨量頻率分析 121
6.6.2 中長期水資源規劃模型耦合生態流量邊界 124
6.7 河網一維水動力-水質模型的構建 126
6.7.1 模型框架 126
6.7.2 水動力子模型 126
6.7.3 堰閘泵調度子模型 132
6.7.4 行蓄洪區子模型 133
6.7.5 水質子模型 134
6.7.6 模型的率定和驗證 136
6.7.7 典型年（2003年）防污調度模擬 152
6.7.8 典型年（2013年）防污調度模擬 160
6.7.9 采樣試驗方案設計和模擬結果 164
6.8 二維水動力-水質模型構建 165
6.8.1 Godunov型有限體積框架下的二維水動力-水質模型 165
6.8.2 模型邊界的處理及模型耦合 171
6.8.3 模型的模擬與驗證 172
6.9 本章小結 176
第7章 生態需水保障關鍵指標及閘壩調控能力研究 178
7.1 閘壩功能與水資源時空分布 178
7.1.1 研究區閘壩工程情況 178
7.1.2 閘壩可調控水資源時空分布 192
7.2 基于閘壩調度的生態需水調控目標研究 199
7.2.1 水生態調控區段劃分 199
7.2.2 水生態需水保障關鍵指標與生態用水調控目標 205
7.3 閘壩水質-水量-水生態多目標調控能力識別研究 209
7.3.1 閘壩調控能力評價指標體系 209
7.3.2 指標權重的確定 212
7.3.3 閘壩調控能力評價方法 213
7.4 閘壩水質-水量-水生態多目標調控能力評估 220
7.4.1 重點閘壩選取 220
7.4.2 評估河段 220
7.4.3 閘壩調控能力評估 221
第8章 淮河流域水質-水量-水生態多維調控研究 227
8.1 淮河流域水質-水量-水生態聯合調度 227
8.1.1 模型與分區概化 227
8.1.2 模型構建 230
8.2 基于DTVGM的中長期預報預警生態調度研究 243
8.2.1 基于DTVGM的來水預報 243
8.2.2 需水預測 244
8.2.3 基于DTVGM的生態用水預警與模擬調度 245
8.2.4 沙潁河流域生態用水預警與常規調度 247
8.3 沙潁河流域閘壩群聯合調度 258
8.3.1 聯合調度概述 258
8.3.2 調度區域基本情況 261
8.3.3 典型調度年選擇 261
8.3.4 水量平衡計算 265
8.3.5 界首斷面生態用水短期聯合調度 265
第9章 淮河流域水質-水量-水生態聯合調度系統 269
9.1 系統總體方案 269
9.1.1 總體方案架構 269
9.1.2 系統功能 269
9.1.3 系統運行環境 270
9.1.4 工作體制和管理模式 270
9.2 監測信息 271
9.2.1 水雨情測站基本信息 271
9.2.2 水質監測站點基本信息 273
9.2.3 水生態監測斷面基本信息 274
9.3 系統功能 277
9.3.1 實時綜合信息處理子系統 277
9.3.2 水文預報子系統 278
9.3.3 水質模擬子系統 279
9.3.4 水質-水量-水生態聯合調度子系統 281
9.3.5 調度運行仿真與會商子系統 282
9.3.6 系統集成 284
9.4 數據庫結構 284
9.4.1 系統數據分類 284
9.4.2 數據庫設計 284
9.4.3 設計原則 288
9.4.4 數據庫備份與恢復 289
9.4.5 數據庫建設 289
9.5 系統展示 290
9.5.1 基本信息 291
9.5.2 實時監控 291
9.5.3 預測預警 292
9.5.4 聯合調度 295
9.5.5 系統管理 297
參考文獻 299
后記 304
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淮河流域水質-水量-水生態聯合調度 節選
第1章 緒論 20世紀中期，隨著全球經濟發展和人口增長需求，人們開始在河流上大規模修建大型水利工程以抵御洪水威脅及滿足日益增長的水資源、水能資源需求。閘壩運行改變了河流原有的物質場、能量場、化學場和生物場，直接影響生源要素在河流中的生物地球化學行為（生源要素輸送通量、賦存形態、組成比例等），進而改變河流生態系統的物種組成、棲息地分布以及相應的生態功能。 淮河流域地跨河南、安徽、江蘇、山東及湖北5省，流域面積27.466萬km2，耕地面積約為1.9億畝1畝≈666.67m2。，人口2.03億人（2008年），人口密度每平方千米約615人，是全國平均人口密度的4.8倍，居各大流域人口密度之首。淮河流域干流總長度為1000km，地處我國南北氣候過渡帶，降水時空分布嚴重不均，自古以來是我國水患災害高發區。近年來，極端暴雨、極端干旱事件更是頻繁發生。經過60多年的治理，淮河水系修建大中小水庫5700余座，其中大型水庫36座，流域內還修建了各類水閘5000多座，其中大中型水閘約600座，成為我國水利設施密度*大的流域之一。同時，淮河流域是我國水污染比較嚴重的地區之一，流域內污染物入河量遠遠超出水域納污能力，雖然經過水污染綜合治理，水污染惡化的勢頭得到有效控制，但水污染形勢仍然十分嚴峻，且成為制約流域經濟社會持續發展的重要因素。 從監測的情況分析，2017年淮河流域203個城鎮1965個入河排污口廢污水入河排放量為79.56億t，主要污染物化學需氧量（COD）和氨氮（NH3-N）入河排放量分別為33.34萬t和2.71萬t。2017年5月，水利部印發了《全國水資源保護規劃（2016—2030年）》，明確淮河流域2030年化學需氧量和氨氮入河限制排污總量分別為26.6萬t和1.9萬t。2017年淮河流域化學需氧量和氨氮入河排污量分別超標25%和43%。2017年全年評價河長20 874.3km，其中Ⅰ類水河長108.0km，占0.5%，Ⅱ類水河長3473.2km，占16.6%，Ⅲ類水河長8213.7km，占39.3%，Ⅳ類水河長5354.7km，占25.7%，Ⅴ類水河長1618.9km，占7.8%，劣Ⅴ類水河長2105.8km，占10.1%。2017年對全流域47條跨省河流51個省界斷面開展了水質監測，全年無Ⅰ類水，水質達到Ⅱ類水的省界斷面2個，達到Ⅲ類水的省界斷面13個，Ⅳ類水的省界斷面21個，Ⅴ類水的省界斷面9個，劣Ⅴ類水的省界斷面6個，2017年水質達標測次比例僅為43.8%。 總體來看，淮河流域水環境污染狀況依然很嚴峻，多個斷面的水質仍不能達標，廣大農村地區的飲用水安全還未完全得到有效保障，導致沿岸地區的地方病發病率上升；農作物有毒有害成分部分超標，部分地區農業生產受到影響。 另外，淮河流域上水庫和閘壩等水利設施眾多，這些水利設施在防洪、灌溉、供水、排澇、環保、水產、航運和水力發電等方面發揮了十分重要的作用，保證了國民經濟快速發展和社會穩定。然而，水利設施的修建也對水環境及水生態系統造成了一定影響，如閘壩在汛后蓄水，隨著城鎮工業廢水和生活污水不斷排入，水質不斷惡化，河道內積聚的污染水體隨洪水下泄，造成水污染事件。 淮河流域河湖徑流季節性變化大，水資源開發利用程度高，河道內生態用水常被擠占，有水無流或河湖干涸萎縮的現象時有發生，流域內中小河流水生態系統破壞嚴重，河湖生態用水難以保障。2017年，對7條河流13個控制斷面進行生態流量監測評價，淮河干流王家壩、蚌埠、小柳巷、洪汝河班臺、沙潁河周口和界首、史河蔣家集-沂河臨沂及沂河蘇魯省界（港上）9個斷面生態流量日滿足程度達標；渦河亳州、渦河蒙城斷面生態流量日滿足程度只有26.3%和43.8%，沭河大官莊、沭河蘇魯省界斷面生態流量日滿足程度不到20%。 高密度的人口分布與高污染產業結構不僅造成淮河流域水資源污染，同時由于對水資源需求的不斷增長，已危害流域水生態系統，出現河道干涸、斷流，湖泊濕地萎縮，生物多樣性降低，水生生物數量和種類減少，流域水生態功能下降等。根據2008年對淮河干支流、南水北調輸水線和重要湖泊水庫進行的水生態狀況調查評價專題研究結果顯示，淮河干支流水生態狀況在空間分布上有比較大的差異。在71個監測斷面中，水生生物多樣性*好的斷面是汝河汝南，多樣性*差的斷面是南四湖獨山島；豐度*高的斷面是淠河馬頭，豐度*低的斷面是南四湖獨山島；均勻度指數*大的斷面是運河臺兒莊，均勻度指數*小的斷面是南四湖獨山島;71個監測斷面中，水生態系統穩定、脆弱和不穩定分別占9%、73%和18%。總體上講，淮河流域水生態系統脆弱，河湖生態系統大多遭受到了不同程度的破壞，僅部分河段生態系統較好。 總之，淮河流域水環境和水生態已有較大的改善，但仍存在迫切需要提高的地方。例如，如何通過科學合理地調度閘壩，實現流域水系的連通，提高水體自凈能力；如何科學合理地確定生態需水量，通過科學的調度，提高生態用水保證率等，均是當前國家新的治水方略和生態文明建設迫切需要研究的問題。 1.1 研究現狀及發展趨勢 1.1.1 河流生態流量 河流生態流量概念*先于20世紀40年代由美國魚類及野生動植物管理局（United States Fish and Wildlife Service，USFWS）提出，認為河流生態流量是避免河流生態系統退化的河道*小流量。河流生態流量屬于生態需水的范疇，雖然國內外學者對生態需水的概念做了大量的研究，但是由于其涉及內容的復雜性，概念尚不統一，現在還處于初步研究階段。國外比較有代表性的生態需水的概念有：Covich（1989）提出的“需要提供一定質量和數量的水資源維持生態系統健康，并且所需提供的水資源量應同時考慮環境、生態、氣候變化及人類活動”；Gleick（1998）提出的“為了*大程度保護生態系統的多樣性和完整性，需要提供一定質量和數量的水資源給生態環境”。 歸納70多年來國內外的相關研究，生態需水研究大致經歷了三個階段：相關概念提出、生態流量定量分析、生態系統整體分析。 1.相關概念提出 20世紀40年代，隨著水庫的建設和水資源開發利用程度的提高，美國資源管理部門開始注意和關心漁場減少的問題。美國魚類及野生動植物管理局對魚類生長繁殖與河流流量關系進行了研究，并提出了Instream Flow Requirement的概念——避免河流生態系統退化的河道*小流量。之后，隨著人們對景觀旅游業和生物多樣性保護的重視，又提出了景觀河流流量和濕地環境用水以及海灣-三角洲出流的概念。這一時期，還沒有明確形成河流生態需水的概念，但一些關于流量補償的規定開始制定并實施（楊志峰等，2003）。 2.生態流量定量分析 20世紀50～60年代，出現了關于河流生態流量的定量研究和基于過程的研究。一些早期工作建立了流量和流速、大型無脊椎動物、大型水生植物的聯系（Whelan and Wood，1962）。在此期間，河流生態學家將注意力集中在能量流、碳通量和大型無脊椎動物生活史方面。之后，國外學者對印度和孟加拉國的布拉馬普特拉河流域（1960年）、巴基斯坦的印度河流域（1968年）和埃及的尼羅河流域（1972年）進行了重新評價與規劃（崔瑛等，2010）。70～80年代，美國、澳大利亞、南非、法國和加拿大等國家針對河流生態系統，比較系統地開展了關于魚類生長繁殖、產量與河流流量關系的研究，提出了一些計算和評價方法，取得了初步性研究成果。1976年，Tennant在完成美國西部地區河流流量與生物的關系研究后，提出了基于水文學的Tennant法，奠定了河流生態需水的理論基礎。1982年，美國魚類及野生動植物管理局提出河道內流量增加法，使得河道內流量分配方法逐漸與實踐相結合（Bovee，1982）。此后，基于水力學與生境評價相結合的R2Cross法（Mosley，1982）、PHABSIM法（Bovee et al.，1998）等相繼被提出。 3.生態系統整體分析 20世紀90年代以后，基于水資源和生態環境的相關性研究，生態需水量研究正式成為全球關注的焦點問題之一，河流生態需水概念被明確提出。研究對象也由過去僅關心物種（如魚類和無脊椎動物等）及河道物理形態的研究，擴展到維持河道流量的研究，包括*小流量和*適宜流量，且考慮了河流生態系統的整體性，其研究方向也不再局限于河流生態系統，已擴展到河流外生態系統，但對其他生態系統的需水研究成果較少，僅僅是概念上的描述（豐華麗等，2003）。此時，陸續出現了一些新的研究方法，如BBM（building block methodology）、整體分析法以及基于河道流量與水生生物生境關系的模型模擬法等（Arthington et al.，1992；King and Louw，1998；Merz，2008）。 國內也有大量學者對生態需水進行了定義，比較有代表性的有：楊志峰等（2003）提出的“生態需水是指維持生態系統中具有生命的生物物體水分平衡所需要的水量，主要包括維護天然植被所需水量、水土保持及水土保持范圍之外的林草植被建設所需水量以及保護水生生物所需水量”；夏軍等（2003）認為“生態需水是指維系一定環境功能狀況或目標（現狀、恢復或發展）下客觀需求的水資源量”。此外，嚴登華等（2007）、崔保山和楊志峰（2002）、王芳等（2002）也對生態需水的概念進行了定義與闡述。 20世紀80年代，針對河流斷流、水污染嚴重等問題，國務院環境保護委員會在《關于防治水污染技術政策的規定》中指出，要保證在枯水期為改善水質所需要的環境用水。但是，當時的研究主要集中在宏觀戰略方面，對如何實施、管理仍處于探索階段。這一時期，針對中國北方流域出現的水資源短缺現象，研究者在探討生態需水概念的同時，對河流、植被、濕地、湖泊等生態系統的生態需水量展開了大量研究，并相繼提出一些理論。20世紀80年代末期，在分析新疆塔里木盆地水資源與綠洲建設問題時，有學者提出了生態用水問題；在進行全國水資源利用前景分析時，應考慮干旱區綠洲的生態用水，估算的外流河河道內生態需水量為水資源總量的40%；根據流域水資源開發利用與生態需水的關系，提出了生態水利的“四大平衡”（水熱平衡、水鹽平衡、水沙平衡、水量平衡）原理，并探討了“三生”（生活、生產與生態）用水之間的共享性（劉昌明，1999）。 20世紀90年代，西北內陸地區生態環境惡化，生態問題突出，因此開始了對西北干旱、半干旱區生態需水的研究。“九五”期間，國家科技攻關計劃項目“西北地區水資源合理開發利用與生態環境保護研究”對干旱區生態需水進行了系統研究，提出了針對干旱區特點的生態需水計算方法，并于2003年出版了該項目的系列專著，由此揭開了我國生態需水研究的序幕。之后，黃淮海平原區河道斷流、河道淤積、地下水大面積超采、河流入海口淤積、海水入侵、河流污染等問題引起了人們的關注，開始了黃淮海平原地區河流湖泊生態需水的研究（錢正英和張興斗，2000）。 進入21世紀以來，國內河流生態需水研究不斷成熟，“十五”國家科技攻關計劃課題“中國分區域生態用水標準研究”構建了生態用水標準基數分析體系，提出了北方半濕潤半干旱地區四大流域生態需水特征值以及不同發展階段的生態用水控制指標。基于遙感（remote sensing，RS）和地理信息系統（geographic information system，GIS）技術，結合水資源計算理論和植被生態理論研究了區域生態需水量。楊志峰等（2003）對生態需水進行了較為系統的分析，從概念界定等理論出發，探討了各種生態系統的生態需水計算和等級劃分方法。同時，一些學者在生態需水量模型方面進行了深入研究（劉靜玲等，2005;李鳳清等，2008），構建了河流生態流量計算模型，以及我國**個基于長序列野外現場實測數據的水生生物棲息地適合度模型。
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