Экологический поток - Environmental flow

"Waterflow" перенаправляется сюда. Для города в США см. Waterflow, Нью-Мексико.

Экологические потоки описать количество, время и качество вода течет требуется для поддержания пресная вода и эстуарий экосистемы а также средства к существованию и благополучие людей, которые зависят от этих экосистем. в Индийский контекст река потоки, необходимые для культурный и духовный потребности приобретают значение.[1][2] Посредством реализации экологических потоков специалисты по управлению водными ресурсами стремятся достичь режима или схемы потока, которые обеспечивают использование человеком и поддерживают основные процессы, необходимые для поддержания здоровья. речные экосистемы. Экологические потоки не обязательно требуют восстановления естественных, нетронутых моделей стока, которые могли бы возникнуть без человеческого развития, использования и отвода, но вместо этого предназначены для создания более широкого набора ценностей и выгод от рек, чем от управления, ориентированного исключительно на водоснабжение. энергия, отдых или борьба с наводнениями.

Реки являются частями интегрированных систем, в которые входят поймы и прибрежные коридоры. В совокупности эти системы предоставляют большой набор преимуществ. Однако реки мира все чаще изменяются за счет строительства плотин, водозаборов и дамбы. Более половины крупных рек мира перекрыты дамбами,[3] цифра, которая продолжает расти. Почти 1000 плотин запланированы или строятся в Южной Америке, и 50 новых плотин запланированы только на реке Янцзы в Китае.[4] Плотины и другие речные сооружения изменяют структуру стока в нижнем течении и, как следствие, влияют на качество воды, температуру, движение и осаждение наносов, рыбу и диких животных, а также средства к существованию людей, которые зависят от здоровых речных экосистем.[5] Экологические потоки стремятся поддерживать эти функции реки, в то же время обеспечивая традиционные выгоды за пределами реки.

Эволюция концепций экологического потока и признание

На рубеже 20-го века и до 1960-х гг. управление водными ресурсами в развитые страны сосредоточены в основном на максимизации защита от наводнений, запасы воды, и гидроэнергетика поколение. В 1970-е годы экологические и экономические последствия этих проектов побудили ученых искать способы изменения плотина операции по содержанию определенных видов рыб. Первоначально основное внимание уделялось определению минимального стока, необходимого для сохранения отдельных видов, таких как форель, в реке. Экологические потоки произошли от концепции «минимальных потоков», а затем и «потоков в ручье», в которой подчеркивалась необходимость удерживать воду в пределах водных путей.

К 1990-м годам ученые пришли к пониманию того, что биологические и социальные системы, поддерживаемые реками, слишком сложны, чтобы их можно было суммировать с помощью одного требования к минимальному потоку.[6][7] Начиная с 1990-х годов, восстановление и поддержание более всеобъемлющих экологических потоков пользуется все большей поддержкой, как и способность ученых и инженеров определять эти потоки для поддержания полного спектра речных видов, процессов и услуг. Кроме того, реализация произошла из повторной эксплуатации плотины.[8] к интеграции всех аспектов управления водными ресурсами,[9] включая грунтовые воды и Поверхность воды отводы и возвратные потоки, а также землепользование и управление ливневыми водами. Аналогичным образом продвинулась наука в поддержку определения и управления экологическими стоками в региональном масштабе.[10]

В ходе глобального опроса специалистов по водным ресурсам, проведенного в 2003 году для оценки восприятия экологического стока, 88% из 272 респондентов согласились с тем, что эта концепция имеет важное значение для устойчивого управления. водные ресурсы и удовлетворение долгосрочных потребностей людей.[11] В 2007 году Брисбенскую декларацию по экологическим потокам одобрили более 750 практиков из более чем 50 стран.[12] В декларации было объявлено об официальном обязательстве работать вместе для защиты и восстановления рек и озер мира. К 2010 году многие страны мира приняли политику экологических потоков, хотя ее реализация остается сложной задачей.[13]

Примеры

Смотрите также: Восстановление потока

В настоящее время предпринимаются усилия по восстановлению экологических потоков. Проект устойчивых рек, сотрудничество между Охрана природы (TNC) и Инженерный корпус армии США (USACE), который является крупнейшим управляющим водным хозяйством в Соединенных Штатах. С 2002 года TNC и USACE работают над определением и реализацией экологических потоков путем изменения работы плотин USACE в 8 рек в 12 штатах. Повторная эксплуатация плотины для сброса экологических стоков в сочетании с восстановлением поймы в некоторых случаях увеличила доступность воды для гидроэнергетика производство при снижении риска наводнений.

Аризона с Река Билла Вильямса, течет вниз по потоку Плотина Аламо, является одной из рек, включенных в проект «Устойчивые реки». Обсудив изменение операций плотины с начала 1990-х, местные заинтересованные стороны начали работать с TNC и USACE в 2005 году, чтобы определить конкретные стратегии улучшения экологического здоровья и биоразнообразия в бассейне реки вниз по течению от плотины. Ученые собрали наилучшую доступную информацию и вместе работали над определением экологические потоки реки Билла Вильямса.[14] Хотя не все рекомендуемые компоненты экологического стока могут быть реализованы немедленно, USACE изменил свою деятельность на плотине Аламо, чтобы включить больше естественных малых потоков и контролируемых наводнений. Постоянный мониторинг фиксирует результирующие экологические реакции, такие как омоложение естественных ивово-топольных лесов, подавление инвазивных и неместных тамарисков, восстановление большей естественной плотности бобровых плотин и связанных с ними лотико-лентичных сред обитания, изменения в популяциях водных насекомых и усиление подпитка подземных вод. Инженеры USACE продолжают регулярно консультироваться с учеными и использовать результаты мониторинга для дальнейшего совершенствования работы плотины.[15]

Другой случай, когда заинтересованные стороны разработали рекомендации по экологическим потокам, - Гондурас ' Проект гидроэлектростанции Патука III. Река Патука, вторая по длине река в Центральной Америке, на протяжении сотен лет поддерживала популяции рыб, питала урожай и обеспечивала навигацию для многих коренных общин, включая индейцев тавака, печ и мискито. Чтобы защитить экологическое здоровье самого большого нетронутого тропического леса к северу от Амазонки и его жителей, TNC и Empresa Nacional de Energía Eléctrica (ENEE, агентство, ответственное за проект) согласился учиться и определить потоки, необходимые для поддержания здоровья людей и природных сообществ вдоль реки. Из-за очень ограниченных доступных данных были разработаны новаторские подходы для оценки потребностей в стоках, основанные на опыте и наблюдениях местного населения, которое зависит от этого почти нетронутого участка реки.[16]

Методы, инструменты и модели

Во всем мире используется более 200 методов для определения речного стока, необходимого для поддержания здоровья рек. Однако очень немногие из них являются всеобъемлющими и целостными, учитывая сезонные и межгодовые колебания стока, необходимые для поддержки всего диапазона экосистемные услуги что дают здоровые реки.[17] К таким комплексным подходам относятся DRIFT (реакция нисходящего потока на навязанное преобразование потока),[18] BBM (Методология строительных блоков),[19] и «процесс саванны»[20] для оценки экологического стока для конкретных участков и ELOHA (экологические пределы гидрологических изменений) для планирования и управления водными ресурсами в региональном масштабе.[21] «Лучший» метод или, что более вероятно, методы, для данной ситуации зависит от количества доступных ресурсов и данных, наиболее важных вопросов и требуемого уровня уверенности. Для облегчения выработки рецептов экологического потока такими группами, как USACE, был разработан ряд компьютерных моделей и инструментов. Гидрологический инженерный центр для сбора требований к потоку, определенных в условиях мастерской (например, HEC-RPT ) или для оценки последствий реализации экологического потока (например, HEC-ResSim, HEC-RAS, и HEC-EFM Кроме того, 2D модель разработана на основе 3D модель турбулентности, основанная на замыкании большого вихря Смагоринского для более точного моделирования крупномасштабных потоков в окружающей среде.[22] Эта модель основана на медленный коллектор турбулентного замыкания большого вихря Смагоринского вместо обычных уравнений потока, усредняющих глубину.

Другие испытанные методы оценки экологического стока включают DRIFT (King et al. 2003), который недавно был использован в споре о ГЭС Кишенганга между Пакистаном и Индией в Международном арбитражном суде.

В Индии

В Индия, потребность в экологических потоках возникла из сотен крупных плотины планируется в Гималайский реки для гидроэнергетики. Планируемые каскады дамб через Lohit, Река Дибанг в Река Брахмапутра , то Алакнанда и Река Бхагиратхи в Ганга бассейн и Teesta в Сикким например, в конечном итоге реки будут протекать больше через туннели и загоны, чем по руслам. Различные органы власти (суды, трибуналы, экспертный комитет по оценке Министерство окружающей среды и лесов (Индия) ) по высвобождению электронных потоков из плотин. Однако эти рекомендации никогда не подкреплялись четкими целями в отношении того, зачем нужны определенные выпуски электронного потока.[23]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ http://awsassets.wwfindia.org/downloads/exec_summary_mail_1_28.pdf
  2. ^ http://www.eflownet.org/viewinfo.cfm?linkcategoryid=4&linkid=64&siteid=1&FuseAction=display
  3. ^ Нильссон, К., Рейди, К. А., Динезиус, М., и Ревенга, К. 2005. Фрагментация и регулирование стока крупных речных систем мира. Наука 308: 405-408.
  4. ^ Реки и озера: снижение экологического воздействия плотин
  5. ^ Постел С. и Рихтер Б. 2003. Реки для жизни: управление водой для людей и природы. Island Press, Вашингтон, округ Колумбия
  6. ^ Банн, С. Э., и Артингтон, А. Х. 2002. Основные принципы и экологические последствия изменения режимов течения для водных организмов. биоразнообразие. Экологический менеджмент 30: 492-507.
  7. ^ Рихтер Б. и Томас Г. А. 2008. «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2013-02-09. Получено 2011-07-06.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь) Плотины хорошие операции. International Water Power and Dam Construction Июль 2008: 14-17.
  8. ^ Рихтер Б. и Томас Г. А. 2008. «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2013-02-09. Получено 2011-07-06.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь) Плотины хорошие операции. International Water Power and Dam Construction Июль 2008: 14-17.
  9. ^ Дайсон, М., Бергкамп, Дж. Дж. Дж. И Скэнлон, Дж., Ред. 2003. Поток: Суть экологических потоков. Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП), Гланд, Швейцария, и Кембридж, Великобритания.
  10. ^ Артингтон, А. Х., Банн, С. Е., Пофф, Н. Л., и Найман, Р. Дж. 2006. Задача обеспечения правил экологического стока для поддержания речных экосистем. Экологические приложения 16 (4): 1311-1318.
  11. ^ Мур, М. 2004. Восприятие и интерпретация экологических потоков и последствий для будущего управления водными ресурсами: обзорное исследование. Магистерская работа, Департамент водных и экологических исследований, Университет Линчёпинга, Швеция
  12. ^ Брисбенская декларация
  13. ^ Ле Кен, Т., Кенди, Э. и Уэстон, Д. 2010. Задача реализации: оценка государственной политики по защите и восстановлению экологических стоков. WWF и Охрана природы.
  14. ^ Геологическая служба США, 2006 г. Определение требований к стокам экосистемы реки Билла Вильямса, Аризона. Открытый отчет за 2006-13 14. Под редакцией Шафрот, П. и В. Бошан.
  15. ^ Шафрот, П., Уилкокс, А., Литл, Д., Хики, Дж., Андерсен, Д., Бошамп, В., Хаутцингер, А., Макмаллен, Л., и Уорнер, А., 2010. Экосистемные эффекты экологические потоки: моделирование и экспериментальные наводнения в реке засушливых земель. Пресноводная биология 55: 68-85.
  16. ^ Эссельман, П. К., и Опперман, Дж. Дж. 2010. Преодоление информационных ограничений для предписания экологического режима стока для реки Центральной Америки. Экология и общество 15 (1): 6 (онлайн).
  17. ^ Тарм, Р. Э. 2003. Глобальный взгляд на оценку экологического стока: новые тенденции в разработке и применении методологий экологического стока для рек. Речные исследования и приложения 19: 397-441.
  18. ^ Кинг, Дж., Браун, С., и Сабет, Х. 2003. Целостный подход на основе сценариев к оценке экологического стока рек. Речные исследования и приложения 19 (5-6): 619-639.
  19. ^ Кинг Дж. И Лоу Д. 1998. Оценка стока регулируемых рек в Южной Африке с использованием методологии строительных блоков. Здоровье и управление водной экосистемой 1: 109-124.
  20. ^ Рихтер, Б. Д., Уорнер, А. Т., Мейер, Дж. Л., и Лутц, К. 2006. Совместный и адаптивный процесс разработки рекомендаций по экологическим стокам. Речные исследования и приложения 22: 297-318.
  21. ^ Пофф, Н.Л., Рихтер, Б.Д., Артингтон, А.Х., Банн, С.Е., Найман, Р.Дж., Кенди, Э., Акреман, М., Апсида, К., Бледсо, Б.П., Фриман, М.К., Хенриксен, Дж., Якобсон, РБ, Кеннен, Дж. Г., Мерритт, Д. М., О'Киф, Дж. Х., Олден, Дж. Д., Роджерс, К., Тарм, Р. Э. и Уорнер, A. 2010. Экологические пределы гидрологических изменений (ELOHA): новая основа для разработка региональных стандартов экологического стока. Пресноводная биология 55: 147-170.
  22. ^ Цао, М. и Робертс, А. Дж. 2012. Моделирование турбулентных наводнений в 3D на основе закрытия большого водоворота Смагоринского. Материалы 18-й Австралазийской конференции по механике жидкости, опубликованные Австралийским обществом механики жидкости.
  23. ^ «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2012-07-10. Получено 2016-03-07.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)