下游河道對流量變化響應法的研究理論及進展

侯 俊，張 越，敖燕輝，苗令占，吳 軍

(河海大學環境學院，江蘇 南京 210098)

環境流量維持了河流自身結構和功能的完整性，自20世紀70年代開始成為水資源領域的研究熱點[1]。圍繞其理論體系建設，專家學者提出環境流量、河道內流量、生態流量等眾多概念[2-3]。2018年最新發布的布里斯班宣言中更新了對環境流量定義，即維持水生生態系統基本功能并用于支撐人類文化、經濟、可持續發展與社會福祉所需的水量、時間和水質[4]。當前圍繞環境流量的研究在水文情勢評估、指標體系開發及水生生物保護方面都有可觀的成果，但相關方法的應用仍依賴于方便快捷的水文學法或針對特定物種的物理棲息地法，對整體法的研究及應用鮮有報道。

整體法起源于20世紀90年代并在北美、澳大利亞、南非等地區得到廣泛應用與發展[5]。該類方法將河流視作一個綜合的環境，從生態系統整體出發研究河道流量與河岸帶群落、水質、泥沙、河床之間的關系，能夠全面評估流量變化對河流生態系統的影響。作為整體法中代表性方法，下游河道對流量變化響應法(Downstream Response to Imposed Flow Transformation，DRIFT)可通過創建不同場景有效評估河流環境流量變化及其對生態環境的影響。該方法憑借對河流生態系統全面評估的優勢及場景創建模塊的創新在國外受到廣泛應用[6-7]，對其相關理論體系及應用方法的解析有助于推進其在中國環境流量評估和管理中的應用。

1 環境流量研究進展

1.1 環境流量研究方法演變

目前環境流量評估方法可分為水文學法、水力學法、生境模擬法以及整體法。水文學法最早提出，憑借其計算簡單、成本較低等優勢得到廣泛應用。最初各國家因地制宜選擇年平均流量的不同比例作為環境流量[8-9]，在此基礎上專家學者耦合流量歷時曲線開發了Q95、Q90、7Q10等新一類水文學法[10]。然而，水文學法過于依賴水文站監測數據，對于山區缺乏長期監測的河段并不適用，在此背景下，專家學者提出水力學法將河道參數與流量變化相結合，有效解決水文數據不足的問題。常見的濕周法及R2Cross法在國內外中小河流得到廣泛應用，美國科羅拉多州水資源保護委員會應用R2Cross法確定河流管理權限以保護當地自然環境[11]，王煌等[12]應用濕周法計算廣東省山區小水電站河段環境流量，為當地小水電站運行調度提供科學方案。水文學及水力學法主要依照經驗定性評估環境流量變化對生態系統的影響，由于缺乏生態數據支撐，其評估結果的可靠性受到質疑[13]。生境模擬法將流量變化與物種棲息地需求相聯系，有效提高了環境流量評估的精確性。侯俊等[14]結合MIKE水動力模型及HSI棲息地模型分析魚類棲息地與河段水流特性變化關系，確定淮河干流上游河段目標魚類適宜環境流量。

魚類作為水生態系統中的頂級群落，是大部分棲息地模擬法優先考慮的監測物種，這也一定程度上造成生境模擬法的局限性。為有效分析各類環境因子與生物群落對河道流量變化的響應關系，整體法開始在環境流量評估研究中得到開發與應用。郝春灃[15]針對半干旱半濕潤地區河流水文-生態-社會耦合特性提出一種生態環境流量整體法，設定河道基流、生態需水、輸沙需水及景觀需水等目標并結合分布式水文模型共同確定渭河干流環境流量。整體法將生態系統視作一個整體對象，從水文、環境、物種、經濟等多方面分析環境流量變化對生態系統的影響。各類方法如BBM(Building block methodology)[16]、FSR(Flow stress or response method)[17]、DRIFT[18]在國外環境流量評估研究中起到重要作用。國內學者對部分整體法的應用方式及步驟做了細致講解及分析，丁偉等[19]詳細介紹了結構單元法的框架步驟及應用案例，彌補內國內環境流量評估方法的不足，但由于該類方法較復雜，同時需要多個領域專家合作，目前在中國應用較少。

1.2 環境流量年度研究熱點及其躍遷

參考已有研究[20]，以中國知網(CNIK)數據庫提供的論文數據為檢索來源，以“環境流量”或“生態流量”為主題，選擇2000年至今的“北大核心”論文，對檢索結果逐條檢查并去除非專業性文獻后得到500篇環境流量相關的研究文獻。利用CiteSpace軟件進行數據處理得到2000年至今有關環境流量的年度研究熱點及關鍵詞突發性情況見圖1。2000年至今的環境流量研究以“生態流量”“環境流量”“生態調度”及“生態需水”為4項關鍵節點，圍繞4項熱點在水庫調度、生態基流、水電站及氣候變化等方面都有著深入研究。通過關鍵詞圖譜可得國內環境流量研究仍以水文學法為主，圍繞該方法專家學者開發出各項指標體系用于建立流量與水生態系統之間的關系[21]，其中變化范圍法 (range of variability approach,RVA)可用于量化樞紐建設前后河道水文情勢變化情況，被廣泛應用于評估河流水文改變度[22]。隨著國家水資源開發利用總體方針向保護生態環境方向發展[23]，各類環境流量計算方法從研究單一的水力參數或水文數據逐漸過渡到與生態監測及物種調研結合，四大家魚作為重要的經濟魚類，成為環境流量研究中出現頻率最高的物種[24]。

圖1 環境流量年度研究熱點及關鍵詞突發性情況

關鍵詞突發性監測可以有效探索相關領域的階段性研究情況。參考夏軍院士對中國水資源利用與保護的時間階段劃分情況[25]，2010年前環境流量處于起步研究階段，專家學者廣泛應用水文學及水力學等相關方法研究河流環境流量[26]，為中國相關領域研究積累了理論基礎。郭文獻等[27]采用曲率最大法對濕周法進行改進，有效提高了該方法在河道最小生態流量估算中的精度問題。2013年中國水資源開發與利用進入保護為主階段，在水生態文明建設的背景下，水電開發帶來的經濟效益與損失的生態效益矛盾問題得到重視，各類環境流量研究方法被應用于計算水庫下游生態需水并作為反映生態效益保障程度的標準。高超[28]建立魚類棲息地適宜度模型計算瀾滄江下游生態需水并作為生態效益指標，應用改進遺傳算法設計瀾滄江下游梯級水庫生態調度方案，將環境流量計算方法與多目標及優化調度模型相結合，為實現梯級水庫多目標調度提供科學參考。隨著生態文明建設進程加快，為有效平衡不同地區環境與經濟的差異性，社會經濟因素開始被融入到流域周邊城市生態環境保護實踐中。管新建等[29]應用Tennant法計算白河流域生態流量，綜合考慮水資源、水生態及社會經濟等多種因素計算該流域水資源價值并保障該地區河流基本生態需水。近年來，氣候變暖對水循環影響程度不斷加劇，賴敬明等[30]采用SWAT模型對傳統水文學法進行改進，細化環境流量評估標準，定量分析了氣候變化對環境流量的影響。整體持續年份上，水庫調度作為水電開發及河道內補充環境流量的主要方式，其調度方式的研究跨越了水資源綜合利用(2000—2012年)及保護(2013年至今)階段，持續時間最長。

以Web of Science核心合集為數據來源，以“environmental flow” 與“ecological flow”為主題搜索2000年至今相關論文共471篇并繪制聚類模塊時間線分析圖。由圖2可得國外較早開始研究氣候變化對環境流量計算的影響。Gül等[31]應用MIKE模型分析氣候變化對丹麥地區河流環境流量研究的影響，結合模型動態模擬提高了環境流量計算結果的適用性。#1 reservoir operation、#2 environmental flow、#3 aquatic ecology、#4 ecological flow、#5 economic values、#7 environmental flow requirements等分類表明各類環境流量的計算方法將不再單純用于河道環境需水量計算，而是作為生態效益的保障方式因地制宜融入到各類水庫調度及各類水環境保護研究中，這一階段由水文學法衍生的水文指標評價體系[32]，整體法涉及的多目標分析及耦合模型算法衍生的適應性管理[33]及不確定性分析[34]受到廣泛應用，其中墨累-達令流域作為澳大利亞規模最大的、唯一發育完整的水系，其河流生態系統健康變化受到學術界廣泛關注[35]。隨著水生態系統理論的融入，各類環境流量的研究開始注重工程建設對水生生物的影響，棲息地模擬法應用物理模型計算水生生物棲息地適宜度曲線，可因地制宜選擇不同指示物種計算當地河流適宜環境流量，其中魚類憑借獨特的流量過程響應機制被廣泛用作棲息地模擬法的目標物種，例如大西洋鮭魚作為北美、歐洲主要的經濟魚類，是國外環境流量研究中主要的物種監測對象[36]。在計算機技術支撐下，水力模型實現了對流域棲息地及水生態系統變化過程的動態模擬，考慮生態系統多項因素共同作用的環境流量整體法逐漸被開發應用，提高了水利工程調度決策的科學性[37]。Shafroth等[38]應用物理模型動態模擬水庫運行下美國西部比爾威廉姆斯河流量變化過程及對種群分布的動態影響，通過耦合模型計算當地適宜環境流量，為當地水資源管理部門設計流量管理方案提供科學指導。

圖2 環境流量英文文獻聚類模塊的時間線圖分析

1.3 環境流量研究存在的主要問題

國外針對環境流量研究已從單一的水文學法過渡到多學科融合的整體法并逐步形成完整的環境流量評估方法體系。相比國外，中國在環境流量概念、計算方法以及規范指南等方面積累了一定的成果，但仍存在以下問題。

a)研究方法缺乏創新，監測指標選擇單一。目前水文學法在中國的環境流量研究中仍占據主導位置[39]。盡管多項實踐研究對該方法進行完善與改進，但該類方法的應用仍依賴于氣候穩定假說[40]，由圖1可得21世紀以來人類活動對全球氣候的影響不斷加強，氣溫與降水成為河流水文情勢分析中不可忽略的要素，為環境流量的研究造成新的困難，依靠傳統水文學法對河道水文過程的評估與計算將難以適用于當前背景下環境流量的研究[41]。另一方面，環境流量的評估與計算應注重生態系統的整體性。盡管環境流量在工程調度及生態保護工作中逐漸受到重視，但在研究過程中仍存在物種選擇單一，水文因子考慮不全等問題。物種選擇方面大部分研究主要針對當地經濟魚類或保護物種，忽略了不同物種的繁殖習性以及不同生命周期對環境流量需求不同等因素。水文因子評估方面，目前中國的相關研究往往注重單因子對水環境質量的影響程度，流量、水質、水文、水位等各因子間的相互作用以及與生態系統的響應關系有待進一步識別與量化。

b)生態因子耦合度低，社會效益考慮不周。傳統的環境流量評估方法應用水文指標間接反映生態變化[42]，而后發展的生境模擬法也主要從單個物種或群落角度研究環境流量帶來的生態影響，忽略了生態系統的整體性。在原始數據、成本、技術的制約下，許多方法無法將河道地質形態、水質條件、生物關系等多方面外部因素作為環境流量計算的影響因素并分析各因子間的疊加效應[43]。社會效益方面，新發布的布里斯班宣言將人類可持續發展與社會福祉融入到環境流量中，而當前生態調度研究中對社會效益的考量主要集中在防洪與灌溉中[44]，對飲用水消耗及公共衛生安全等涉及水資源開發利用的社會效益問題考慮不周。對比中外環境流量研究熱點情況可得當前中國在環境流量評估理論體系建設及生態系統尺度應用方面還存在一定差距。社會、物種、生態等各層次間的相互制約關系有待進一步關注與探討。

c)經濟評估未考慮生態補償機制。環境流量的研究結果能用于統籌協調水利工程運行調度過程中產生的經濟、社會及生態環境效益的關系[45]。然而當前水利工程運行調度對經濟效益的評估主要停留在水力發電的量化，缺乏對生態資源直接消耗以及受影響區域補償成本的考量。為解決生態變化帶來的經濟損失，專家學者提出生態補償的概念，以經濟手段調節地區間的利益關系，促進補償活動以實現生態系統的保護及可持續利用。生態補償機制目前在國內外都有相關應用[46-47]，但大部分研究相對獨立且主要發生在環境惡化以后的階段。水生生態系統的保護應當堅持預防為主、防治結合、綜合治理的原則，然而目前環境流量的計算缺乏對于經濟效益的全面評估及生態補償機制的耦合研究。如何在環境流量評估階段綜合量化各計算方案下的河流資源的使用價值，平衡各地區的經濟發展條件是當前中國環境流量研究領域的主要問題。

2 DRIFT法理論體系

2.1 DRIFT開發背景

1998年南非共和國議會頒布的《南非共和國水法》提出從生態系統角度對水資源進行管理與保護，推動了環境流量評估中整體法的開發與應用[48]。整體法在澳大利亞及南非等國家應用較為廣泛，常見的整體法中BBM最早被開發并用于河流生態系統健康評估中[49]，該方法全面評估了河流生態系統中各項組成部分的健康狀況，但在應用中無法分配各生態階段所需流量。FSR將流量變化情況作為反映水生生物受壓力的程度，將低流量變化情況分為0至10等級對應各類物種承擔的生態壓力，以此計算區域內適宜環境流量。然而該方法僅關注低流量水文過程，無法解析洪水、流量脈沖等高流量事件對水生生物的影響。董哲仁等[50]提出一種基于豐富生態資料的河流水環境評估整體法——水文-生態響應關系法，結合生態保護目標及人類需水綜合分析三峽水庫下游河段環境流量。各類整體法相比傳統水文學法能系統全面評估環境流量，但大部分研究關注流量變化對環境因子與生物群落的影響，不適用于經濟評價。

為彌補以上缺陷，下游河道對流量變化響應法DRIFT逐漸得到發展與應用，該方法主要基于場景開發，將所有生物與非生物組成部分構成整體的生態系統，從水文學、河流地貌學、沉積學、生物學、社會學、經濟資源學等多方面進行環境流量評估及水生態系統健康評價。DRIFT法可處理河流生態系統中的年內及年際流量、生物群落及非生物因子變化情況，同時評估各類環境流量變化情景對河流資源及周邊居民的社會經濟影響。各類設置場景的數據及資料都存儲在數據庫中并可用于創建多類場景滿足不同水資源開發利用方案的需求。DRIFT在南非、東南亞等發展中國家得到廣泛應用[51-52]，同時其獨特的對流量變化場景開發功能可有效應用于季節性河流的環境流量評估中[53]。

2.2 DRIFT模型模塊

DRIFT法包含4個模塊，分別為生物物理模塊、社會學模塊、場景開發模塊以及經濟模塊(圖3)。生物物理模塊用于描述當前生態系統的性質與功能，分析各類生物物理指標隨流量變化的情況；社會學模塊用于識別研究范圍內受流量變化影響的居民情況；場景開發模塊結合了一、二模塊內容，開發了各類場景預測流量變化對生態環境及河岸居民的影響；經濟模塊用于分析補償受影響居民所需要的成本。

圖3 DRIFT模塊組成

a)生物物理模塊。該模塊包含水文學、水力學、水化學、河流地貌、河岸植被、魚類等多學科因素，通過水動力模型提供河流水文過程，結合各項生物物理指標變化情況開發相應的流量預測功能。該模塊下決策者需根據研究區域各斷面間生境因子與物種的差異性選擇代表性河段，按照低流量(枯水期低流量與雨季低流量)與高流量(小洪水與大洪水)劃定水文情勢，之后應用水力模型模擬典型河道斷面在不同水文過程下的淹沒范圍、水位、流速等情況，以此為基礎開發生境預測功能并預測和量化流量變化對生境因子的影響。

b)社會學模塊。該模塊涉及社會學、人類學、公共衛生學、動物學等多方面學科，建立河流與受流量變化影響的居民之間的關系，開發預測流量變化對當地居民影響的功能。建立該模塊首先需要劃定受目標河流影響的居民范圍，描述居民與河流間的關系，包括水資源開發利用程度、居民與河道的相對位置等信息。之后通過現場調查量化河流資源利用情況(如捕食魚類、飲用水消耗)并轉化為經濟價值。其次，該模塊從公共衛生學角度分析研究區域潛在的衛生安全問題并作為預測社會影響的必要參考。

c)場景開發模塊。該模塊包含生物物理成分與社會學成分，在生物物理成分方面根據決策者擬定的不同水資源開發利用方案在數據庫中編譯相應場景，對每項場景模擬研究區域未來的流量變化過程，對比流量指標差異并用于評估流量變化對生境及物種的影響。在社會學成分方面，決策者可通過社會學模塊預測不同流量場景下居民可使用河流資源的增減以及當地衛生狀況的變化情況。健康風險評估是對各場景下社會影響的描述，該類數據將作為經濟模塊中生態補償計算的重要依據。

d)經濟模塊。該模塊總經濟價值包括使用價值與非使用價值，使用價值包含了可直接開發利用的環境資源以及潛在的生態系統功能。非使用價值包含為后代保留的價值以及環境信息價值。應用DRIFT評估環境流量變化下的經濟效益主要考慮對河流資源直接消耗且易于量化的使用價值，生態環境非使用價值需依靠公眾決策參與保護。決策者可利用經濟模塊分析流量變化后對于受影響居民及生態環境的恢復及補償成本。

2.3 DRIFT應用步驟

DRIFT應用過程包含基礎設置、信息獲取及結果分析3個主要步驟。在基礎設置階段首先會根據實際工作需要挑選各學科專家組建研究團隊，按照流域范圍劃定工作邊界，根據現場調研及實測數據資料沿縱向河岸帶劃分不同水文、地形、生物特征區域，選擇具有代表性的生物物理研究點及社會調查采樣點，確定不同研究點所代表的區域、生態條件及社會經濟情況。在此基礎上結合當地水資源開發利用需求，綜合考慮社會、生態及經濟效益開發不同場景來模擬未來可能發生的水文過程。

信息獲取階段主要是從生物物理及社會學兩方面對各項場景進行模擬預測，環境流量的評估首先需要結合水文站實測資料與水文模型模擬數據確定流量過程，根據研究時段建立時間序列，按照一定閾值劃分流量指標用于反映年際與年內水循環變化情況。生物物理預測方面，由各學科專家選取對水文變化敏感的生態系統屬性(如棲息地面積、物種豐富度)作為指標，結合指標變化情況(如棲息地面積增減、物種豐富度升降)與水循環變化情況繪制生物物理響應曲線見圖4。社會變化預測同生物物理預測類似，由相關領域團隊成員選擇社會性指標(如影響人類健康的水質指標、影響漁民收入的魚類指標等)繪制社會響應曲線用于評估河流水文變化對社會效益造成的影響。

圖4 生物物理響應曲線

結果分析階段應用DRIFT軟件匯總信息獲取階段各項數據，從不同學科、不同研究點、不同情景以及不同時間段4個角度對不同模擬結果進行對比分析，以魚類分析為例，魚類以藻類及底棲動物為食，同時各物種受到不同類型流量及環境因子影響，魚類豐富度會對河流周邊居民生存及經濟發展產生影響，根據各學科專家意見及現場調研情況，總結各項與魚類相關的物種、流量及生態系統成分并繪制鏈接圖(圖5)，各條連接線均通過DRIFT軟件繪制類似圖4的響應曲線，通過軟件分析可獲得各條響應曲線的最優解，多項指標的響應曲線進一步綜合即可結合評級表(表1)對生態系統整體狀態進行評價，進而總結不同情景下適宜環境流量以及對生態系統造成的影響。在此階段，經濟學專家會對各方案下的經濟成本進行對比，用于補充各場景下的經濟效益信息。研究團隊匯總生態、社會、經濟效益分析結果，最終形成報告。

圖5 社會-物種-環境因子關系鏈接

表1 生態系統狀態評級

3 DRIFT法應用案例

3.1 奧卡萬戈河流域水資源規劃

奧卡萬戈河是非洲南部第四長河流，起源于安哥拉，由西北向東南流進博茨瓦納北部喀拉哈里沙漠，形成巨大的內陸三角洲，為當地帶來寶貴的生態環境資源。該河流開發程度較低，生態系統處于天然狀態，具有全球標志性的濕地及野生動物棲息地[54]。然而流域周邊城市經濟落后，開發利用該流域水資源成為社會發展的重要途徑。在此背景下，流域周邊國家政府同全球環境基金會在2010年啟動了流域跨界診斷分析項目用于解決奧卡萬戈流域環境保護及可持續管理問題。該項目的核心是應用下游河道對流量變化響應法DRIFT完成流域內環境流量評估工作。傳統環境流量評估工作在工程建設產生環境問題后進行，而該項目在目標河流處于天然狀態前提下，應用DRIFT場景開發功能預測不同水資源開發利用程度對奧卡萬戈河產生的各類影響并設置相應戰略發展方案解決預測問題，達到在保護河流生境前提下發展經濟的目的。

奧卡萬戈河環境流量評估工作主要分為設定研究基礎、開發模擬場景、模擬場景流動機制、繪制指標響應曲線、考慮氣候變化影響以及形成結果分析報告等6條主線任務。設定研究基礎階段包括成員國家派遣水文、社會、經濟等多方面學科專家組成研究團隊，按照生物物理單元與社會單元將流域劃分為不同研究區域，按照當地物種特性、社會屬性及水文過程選擇相應指標。場景開發方面該項目選擇了四類場景，包含三類開發方案及現狀場景。各場景下流域上游集水區水文過程應用降雨-徑流模型模擬，水文情勢通過年均徑流量，旱季開始時間、持續時長、最小5日流量，汛期類型、開始時間、持續時長、5日峰值流量、徑流量等9類指標評估；三角洲部分的水文過程應用MIKE11水動力模型模擬，選擇各場景下形成的沼澤、淹沒區、干旱區等棲息地情況作為評價指標。

在生物物理變化預測上，DRIFT場景開發分析得出河流健康狀況隨水資源開發程度的提高而下降。流域下游三角洲區域主要依靠上游旱季流量維持結構與功能，在高開發程度下旱季流量嚴重下降，影響三角洲區域河流健康狀況。河流生態評價等級受多因素影響，但整體隨年均流量占比的下降而下降，當年徑流量下降至天然情況的70%時，生態系統將從C級到E級的大幅度惡化，該項指標也將作為制定水資源規劃方案的重要參考(圖6)。在社會經濟變化預測方面，流域周邊居民生活收入以及河流對國民收入的直接經濟貢獻隨著河流開發程度的降低出現明顯下降，該項結果為工程建設后對受影響居民的補償提供標準。

a)河流生態等級預測

3.2 贊比西河下游河流修復工作

贊比西河是非洲南部第一大河，河流發源于安哥拉東部高原，下游流經莫桑比克并注入印度洋。贊比西河在未開發利用前養育了12 000 km2植被群落，是非洲南部最大的濕地系統，為眾多食草性動物提供棲息地。其次，贊比西河下游三角洲區域為當地居民提供豐富的魚類資源，推動發展漁業、糖業及農業生產，對莫桑比克的國民經濟發展起到重要作用[56]。1959年卡里巴壩以及1974年卡奧拉巴薩大壩水電站在贊比西河中游及下游建設運行破壞了河流下游天然水文節律，加之下游防洪堤壩建設及多年國家內戰消耗，當地生態系統遭到嚴重破壞[57]。2003年，贊比西河三角洲南岸被《拉姆薩爾公約》確定為國際重要濕地，政府開始規劃恢復當地生態環境，權衡各方用水關系，確定恢復河流健康的環境流量是改善贊比西河三角洲生態系統的重點工作。

該項目根據歷史數據判斷不同流量類別受卡奧拉巴薩大壩建設的影響程度，選取旱季低流量、年均洪水以及5年一遇極端洪水作為三項重點水文過程類別用于環境流量評估。應用已有專家學者開發的模型模擬贊比河下游不同水文過程情況[58]。根據政府機構、環境保護組織及利益相關者意見選取15項指標作為環境流量評估標準(圖7)，各項指標將用于定量描述研究區域河流修復前的狀況、河流當前狀況以及預期治理目標。各項指標評估信息匯總至DRIFT數據庫形成結果矩陣用于權衡各方用水者利益以及評估各流量調度方案對研究區域的影響。

圖7 環境流量評估指標

以年內洪水為例，從環境流量大小、工程調度時間及流量釋放持續時間三方面設置18項場景(表2)，應用DRIFT模擬各項場景并根據環境流量評估指標情況變化情況完成生態系統完整性評價，結果見圖8。研究表明，相比于恢復旱季低流量及5年一遇極端洪水，通過卡奧拉巴薩大壩調度恢復年內洪水更有助于贊比西河下游生態系統修復。年內小洪水強度對河道內航運影響較小，能為魚類提供遷徙場所與刺激性產卵信號，為水棲動物創造新的覓食機會，調控洪泛區水位，提高河流生態系統自凈能力。研究結果為贊比西河下游生態系統恢復提供有效途徑，為中上游水利工程生態補償調度方案的設計提供科學依據。

表2 恢復年度洪水情景[59]

圖8 恢復年度洪水情景下生態系統完整性評價[59]

4 結論與展望

應用下游河道對流量變化響應法可以從社會、經濟、生態效益三方面對不同環境流量場景下區域發展與生態系統健康狀況進行有效評估。目前中國對環境流量整體法有一定的嘗試應用，但對于經濟效益及生態補償研究的融合仍缺少實踐經驗，因此DRIFT在中國具有較好的應用前景。目前中國對于DRIFT法的應用研究還存在以下問題：①對整體法理論分析及實踐應用經驗不足；②國內河流眾多，部分河流缺少長時間序列水文數據及生態監測數據資料；③缺少公眾參與度及多學科專家學者合作基礎。未來可從以下方面對該方法進行深入學習及改進：①根據不同研究區域及研究目的因地制宜選擇相應評估指標，逐步積累經驗形成適合中國各地區河流環境流量研究指南；②嘗試多類水文模型與DRIFT法進行耦合聯用，將降雨、氣候變化等多類環境因子融入環境流量評估中；③設置成果數據歸檔流程，及時更新檢測數據，提升流量評估準確性，共享各區域場景開發信息，逐步提高研究效率，降低成本。