我国河流的健康修复

高永胜

河南省淅川县丹江湿地。这里是南水北调中线工程的源头，国家级湿地自然保护区，属典型的次生内陆河口湿地生态系统。摄影/张克森/CFP

人类对河流生态系统的胁迫

自然与人类活动对于生态系统造成的压力，生态学中称为胁迫（stress）。人类活动对河流的胁迫原因很多，但从本质上讲主要可分为三类：一是为了使自然水流的季节性符合人类不同时间的需求，人类通过各种措施改变自然河流的水流条件，导致水流平坦化，河道流量减少，水流流速增加等变化；二是改变土壤覆盖层，影响了土壤的渗透性和雨水的分割，从而影响了径流的产生，例如人类对植被的砍伐，导致河流径流量的改变和洪水威胁性的增加；三是人类取水后，将使用后的污水排入河流，引起河流水体污染。人类对河流的胁迫如图3-1所示。

人类活动对河流的胁迫，导致河流水文条件和地貌条件改变，这些改变又引起河流水力条件、生物栖息地条件的改变，并最终引起河流生物群落组成、河流营养状况等一系列不良影响，使河流服务功能大大降低，影响过程如图3-2所示。

图3-1 人类对河流的胁迫

河流恢复目标和可恢复度

在“河流生态恢复”的目标方面，学术界存在着不同的表述，这些表述也反映了不同的学术观点，从过程、目标到相关措施都有很大的差别。根据河流恢复目标不同和程度的差异，通常河流恢复状况主要可分为三类：一是完全可以回复到退化生态系统原始状态的过程，通常称为复原(Restoration)；二是恢复到与原始状态有差异、并具有一定结构和生态功能的过程，通常称为修复(Rehabilitation)；三是以人类生存和发展需求为目标的恢复过程，则称为复垦(Reclamation)。不同河流恢复目标可概化为如图3-3所示。

河流的复原在当今科学技术水平下是很难实现的，因此，通常所讲的河流恢复实际上是一种选择性恢复或有限恢复，也就是部分恢复河流的结构和功能，这就存在可恢复度问题。可恢复度反映理论上可恢复的状态(包括组成、结构和功能)与实际能恢复状态之间的差异程度。一般情况下，河流退化度越大，可恢复度越小，反之，则可恢复度越大。

河流可恢复度和退化度两者关系可概化为图3-4。在A点之前，河流退化度在一定范围内，其可恢复度较大，这个阶段河流退化较轻，是容易被恢复，一般可通过加强河流保护与管理，利用河流自我设计、自我修复和自我组织功能，可实现河流的自我恢复。当河流退化到一定程度A点，如果不采取一定措施给予保护，河流退化快速加剧，可恢复度急剧减小，恢复难度急剧增大，这时仅依靠河流自我设计、修复和组织功能很难实现河流修复，需采用与人工恢复相结合方式，实现河流修复，部分恢复河流的结构和功能。如果河流继续退化，达到B点后，这个阶段恢复河流初始状态的自然结构和功能的可能性很小，这时可以根据某种特定目标和要求对其进行修复。因此，在对河流进行恢复时，首先应分析河流的退化状况，掌握其发展动态，根据实际情况确定河流的可恢复度，判定河流的可恢复状况，确定相应的河流恢复模式。

图3-2 人类活动对河流影响的连锁效应

图3-3 河流恢复、修复和复垦概念形象图

图3-4 河流可恢复度与退化度的关系

2011年10月20日，在湖南省株洲市一桥桥下，大片的河床干涸见底，甚至连吸水管都暴露在外，给城市的供水带来压力。摄影/泊伟/CFP

我国河流恢复尺度

河流恢复尺度的确定是进行河流恢复工作的前提和基础，正确选择河流恢复尺度，便于河流恢复的研究范围及相应措施的确定。因此，在河流恢复中正确对河流尺度进行分类是河流恢复的重要内容。

目前，许多专家将河流尺度划分为空间尺度和时间尺度。1989年，Ward将空间尺度分为横向、纵向和垂向三个方向尺度，提出了用四维尺度模型来描述河流生态系统，即横向、纵向、垂向和时间尺度，如图3-5所示。

1992年，Boon建议在对河流进行保护时，需要考虑五个尺度，它们分别是：三个空间尺度，即认识河流与其直接有关的周围环境在纵向、横向和垂向上的联通性；一个时间尺度，指河流随时间的推移而发生变化；一个概念尺度，确定河流保护的原理基础。

上述两类河流的尺度划分均没有考虑社会及公众的意识，针对我国国情，在参考国外河流尺度划分研究的基础上，提出我国河流恢复尺度划分概念，强调河流的恢复需要考虑社会、技术及公众参与因素的重要性，并将其纳入尺度内涵范围中。

图3-5 河流四维尺度模型

1、概念性尺度

概念性尺度包括河流保护、管理和恢复的基本原理、河流恢复模式和河流恢复动机。

(1)河流的保护、管理和恢复

我国河流数目较多，由于河流所处的地理位置及开发利用程度不同，其退化状况差异很大。对退化的河流能否完全恢复到以前状态，恢复度有多大，目前研究的较少，通常情况下，较理想状态是重建与原始河流相似的一些特征或群落，部分恢复河流功能。因此，政府和社会必须事先根据可投入资金的多少，来确定退化河流的可恢复度，明确河流恢复目标，以及怎样对那些没有受损、仍保持相对完整的河流采取管理和保护措施。

河流保护、管理和恢复是紧密联系、又存在差异的概念。河流恢复是针对退化河流而言的，指恢复河流的结构和功能；河流保护和管理是保证河流顺利进行的日常工作。在对河流进行恢复时须加强河流的保护和管理，因此河流保护和管理是河流恢复的一个前提。河流保护和管理的实施措施，一般也是河流恢复时所采取的主要措施，例如在对河流进行保护和管理时，常采用收割河流野草，保留河流中残留树根等，而这些方法可作为河流恢复的主要措施。

目前我国河流保护与管理大多还停留在水污染控制和水利工程方面，范围也只局限于河道，很少将流域作为一个整体来考虑，对真正意义上的河流保护与管理还缺乏认识。我们在对河流恢复时，应该从流域的尺度进行，不应该只局限于河道或部分河段。同时在研究河流恢复方式时，应考虑水质、水量、大气环境、土壤、噪声、动植物种类及分布等多种因素，并进行科学分析。

在对某一河流进行分段恢复时，对恢复河段应加强保护，避免二次退化；对退化的河流进行恢复时，不要影响其它河流，注意保护那些相对完整的河流。河流恢复工作应建立在合理的保护和管理基础之上，只恢复而不进行保护和管理，这样的工作只能徒劳无益。

(2)河流恢复模式

对受损或退化的河流系统，是让其自然恢复，还是采取积极的恢复活动？对此，1989年Odum提出湿地具有自我恢复的功能，种植植物只是加快了恢复过程；1996年Mistch进行试验，其试验得出的结论与Odum的观点相似；Friberg等人在对丹麦一条河流不同渠化河段分别进行自然恢复和人工干预恢复，发现河流生态物理特征的修复，自然恢复同干预恢复相比要慢得多；Tent对德国河流进行修复也得出相似观点。由此，自然恢复和人工干预恢复基本可达到相同效果，但人工干预加快了恢复过程，缩短了恢复期。

根据人类对恢复干预程度的不同，人工干预恢复又可分为如下几种模式：低人工干预恢复，适度人工干预恢复和高度人工干预恢复。不同的恢复模式所需的恢复时间、达到的恢复目标是不同的，见表3-1。

表3-1 自然恢复、不同干预恢复比较

研究河流的恢复，首先要掌握河流的发展状况，确定河流的可恢复度，再决定对河流应采取什么样的恢复模式。

(3)河流恢复的动机

河流恢复的目标是提高生态系统多样性，通常可通过测量生物组成多样性来评估生态系统多样性，而生境多样性是流域生物群落多样性的基础。因此，可以提高生境的多样性作为河流恢复的动机。

2012年1月31日，广西省柳州市柳城县糯米滩水电站，消防官兵将聚合氯化铝投入水池拌匀，以便引入龙江稀释镉污染水体。摄影/邓克轶/CFP

由于黄河上游来水量减少，黄河兰州段水位下降，大片河床裸露。摄影/曹志政/CFP

目前，河流恢复工程多以恢复某个目标物种的生境作为恢复的动机，其中尤以恢复鱼类栖息地作为河流恢复的动机为主。例如，1987年，为恢复莱茵河生态系统，提出以鲑鱼作为恢复目标的“鲑鱼2000年计划”。除此之外，还有把其它物种或群落作为河流恢复目标，如德国Kozerski等人在恢复低地河流时，提出了以底栖动物生境的恢复作为恢复的动机。

选择何种物种作为恢复动机，对此还未有统一的观点，针对不同河流恢复者、不同区域河流以及不同恢复目标，所选择的目标物种也有所差别。主要可考虑选择如下几种：河流着生藻类；河流底栖无脊椎动物；鱼类以及浮游动物等。

河流恢复以单个物种作为恢复动机时，首先该物种在该河流系统中应具有一定的代表性，从某一定程度上可体现整个生态系统的概况。例如我们常说鲑鱼返回先前退化的河流，表明该河流生态系统已得到恢复，属于健康的河流，因为我们认为鲑鱼需要良好的水质和一定的物理生境才能生存，这可能只是一般的合理性，但并不能保证其它生态系统组成部分的健康性。因此，以单个物种作为恢复目标可以说是保证了河流某局部生境的提高，但并没有充分考虑在流域尺度上的生境改善，为了更合理评价河流恢复状况，我们在选择目标物种时，不仅要考虑所选择物种的代表性，还要考虑选择物种的多样性。

目前，我国河流应以保护和管理为主，将来河流的保护和管理不能只注重调整河流系统来满足人类需要，还要根据自然河流系统的健康性和可持续性来调整人类的使用。河流恢复应建立在保护和管理基础之上，根据河流退化程度的状况，分别采取适当的恢复措施，可采取人工干预恢复和自然恢复相结合的分段恢复法。

河流恢复动机是衡量河流恢复是否成功的标准之一，因此如何选择河流恢复动机就显得至关重要，我国目前河流恢复目标多以满足某种特定水生物种为主，其中主要以特定鱼类作为恢复动机，这样更容易被接受。

2、空间尺度

河流的空间尺度是指与河流直接有关的周围环境，包括河流纵向、横向和垂向三个方向。

河流的纵向是指从河流的河源到河口，是一个线性连续系统，这不仅指地理空间上的连续，更重要的是指生态系统中生物学过程及其物理环境的连续，地理空间上的连续性是其它连续性的前提，尽可能恢复河流地理空间的连续性是恢复河流其它连续性的关键，应成为河流恢复的一个重点。

河流的横向主要包括水域、洪泛区和过渡高地边缘三部分，季节性洪水给洪泛区带来了丰富的营养物质，形成独特的洪泛平原生态系统，丰富了生物多样性，提高了河流的自净能力。恢复洪泛区脉冲式水流也是河流恢复的关键，这就要求恢复河流同洪泛区的联通性。

河流的垂向是指河床下与河流有联系的部分，其范围不仅包括地下水对河流水文要素和化学成分的影响，而且还包括生活在下层土壤中的有机体与河流的相互作用。Stanford和Ward(1988)对河流系统的垂向领域进行了观测，他们认为这个区域的生物量远远超过河流的底栖生物量。

因此，水利工程对河流非连续性的影响，除了纵向和横向方向外，还应包括垂向上的非连续性。堤防的修建、河道的衬砌，隔断了地表水同地下水的通道，降低了地下水位，严重影响了河下生物群落。

目前我国河流恢复工程主要考虑维持和恢复河流横向上（河流—河边区域—洪泛区）的联通性和纵向上（上游—下游）的连续性，董哲仁详细分析了水利工程对河流生态系统的胁迫，并提出生态水利工程设计的基本原则，为我国河流恢复工作指明了一定方向。

3、时间尺度

河流恢复的时间尺度是指河流随时间的变化过程，应包括历史的河流、现在的河流和未来的河流。

河流系统的演进是一个动态的过程，每一条河流都有它自己的历史，河流恢复须对历史资料进行收集、整理，了解过去不同阶段河流的状况。我国治水历史悠久，从大禹治水到现在已有4000余年历史，人类对河流的干涉已使我国河流面貌发生了巨大变化。由于缺乏河流干扰前的必要资料，所以完全恢复到河流干扰前的状况是无法度量的,也是不现实的。但是，尽可能了解河流的历史，对河流的恢复工作有一定的指导意义，它有助于理解河流演进过程的动态变化和预测河流可能的演进方向。

了解河流历史的重要性不只局限于过去景观的恢复，更重要的是根据河流的历史状况，预测河流可能恢复的程度和河流可能演进的趋势。许多地貌学家指出，掌握河流地貌历史，对分析河流演变的过程和对未来河流恢复工作的预测也是至关重要的。河流的现状是人类活动和自然过程综合作用的结果，对河流恢复必须确定河流目前退化状况，详细描述河流所存在的问题，并深入调查引起这些问题的原因，有针对性地采取相应措施。

2011年4月9日，治水改造成功后的东濠涌。东濠涌是珠江广州段的主要河涌之一，在广州市越秀区境内。摄影/windy/FOTOE

河流恢复后的实时监测在河流恢复工作中至关重要，它是对河流系统的生物、物理、化学和地貌对河流恢复工作所作出反映的唯一评估方法，给河流恢复者的工作提供了保障和更好的恢复科学基础。为确保对恢复进行评估，恢复目标不仅需要明确的阐明，而且至少一些目标应充分特别说明，以便能成功监测。

我国治水历史悠久，河流退化差异较大，不同的河流在修复时其修复目标也会有一定差异。为保障河流恢复的成功，应该建立适合我国国情的生态恢复的评估标准，并对河流恢复后实施必要的监测和评价工作。

4、技术尺度

技术是河流恢复的基础，不同的技术在不同层次（生物个体、种群、群落、河段、流域等）起作用，可按不同方法进行分类。按恢复技术可分为物理技术（如河流地形、地质、基质等）、化学技术（如河流污染、富营养化等）、生物技术（如生物物种的选择）和生态技术（如生态系统结构和功能的组装，种群调节或群落配置）。按河流恢复实施途径来看，可分为勘查与诊断技术（可结合GPS、GIS和RS的3S技术）、规划与设计技术、管理技术（恢复过程及恢复前后管理）。在对河流进行恢复时，可根据河流退化程度和拟定恢复目标以及时空范围从不同角度对河流恢复技术进行划分和综合使用。

河流恢复技术在有关河流恢复会议上多次被重视，并在河流恢复实践中得以应用，如重建河流蜿蜒性、用浅滩取代堰坝、移除障碍便于鱼类迁移、开放封闭式涵洞、创建产卵床、种植河边植被、重建河流同洪泛区的联系、创建缓冲带等。为更好地发展河流恢复技术，需要地貌学、植物学、动物学、渔业学、水文学、经济学、景观建筑学和社会学等专家一起努力。

图3-6 河流修复的综合性框架

我们国家的一些环境监测、工程环境监理以及信息技术为河流恢复的顺利实施提供了必要的技术支持和保障，但是仍存在一些不足，还应进一步发展河流恢复各阶段的生态监测技术，完善生态监测制度和监理制度。发展3S技术在河流恢复中的应用，实现河流恢复的实时监测。

5、公众意识尺度

公众是河流退化的直接受害者，他们对河流恢复前和恢复后的评价可能更为客观，对河流健康恢复工作的实施有重要意义。因此河流恢复应面向公众，让公众直接参与整个恢复过程，而不仅是让公众作为旁观者。没有社会公众的参与，河流恢复工作不可能取得成功，而对此，目前还没有引起足够重视，很少有会议专门进行讨论。

社会的积极参与是河流恢复成功的前提，在一些发达国家已有实施，例如，Scruton等人在对加拿大河流恢复时，强调当地保护组织、私人企业和加拿大政府部门的合作，还有其他一些河流恢复者也提出当地社会在河流恢复中所扮演的关键角色。将河流恢复纳入正式教育的国家还很少，在德国一些当地学校已提出鼓励学生通过在岸边植树等行动，加强河流保护教育。

为更有效实施河流恢复，公众的参与必须落实在制度上，同时应该为公众参与创造环境。我国《环境保护法》规定：“一切单位和个人都有保护环境的义务，并有责任对污染和破坏环境的单位和个人进行检举和控告。”这是我国公众参与环境保护在立法上的体现，也是公众参与环境的保障。

我国目前尚处于河流恢复的初始阶段，许多相应公众参与措施没有被提上日程，公众的参与应从以下几方面加强：首先，要改变那种认为河流恢复只是自然保护者的工作的错误概念，加大宣传河流恢复的社会经济利益；第二，让更多不同的人群参与河流恢复工程，包括中小学生、大学生、政治家、研究者、计划制订者和自愿保护工作者等，对不同层次的公众采用不同的方法和恰当的目标教育。第三，要注意河流恢复的宣传方法，河流恢复计划的发布是否得当，将存在一定风险，不得当的方法会使人们产生一种错误的观点，即认为河流的破坏不是很严重、可以完全恢复等认知。

河流修复内容的层次框架

河流是流域生态系统的动脉，人类的任何活动，包括土地利用、城市化和地下水开采等，都会改变河流水体的质和量，从而改变河流的生物群落。随着人们对河流生态重要性的认识，河流修复近期开始受到重视，并且成为解决河流生态问题的重要措施。

至少40年，人们更多关注的是作为系列连结区或纵向连续性的河流纵向组成。近几年，随着人们对河流生态系统的认识，河流的横向组成、河流、河边区域和洪泛区相互关系受到越来越多的重视。我们在对河流进行恢复时，除应考虑上述因素外，还应考虑河流垂向和时间尺度。垂向组成包括地下水水流和地下水层群落，而时间组成包括有机生命历史的长度，也包括河流形态的改变。因此，为了选择恰当的河流恢复措施，我们必须理解河流空间、时间的物理、化学、生物等组成之间的复杂关系，综合考虑不同空间尺度（流域、河流、河段、生境）和时间（长时间和短时间）及各层次控制因素，理解不同控制因子的功能和相互作用（控制和反馈）。河流修复内容各层次因素框架如图3-6所示。

1、流域系统条件

流域系统条件包括流域气候（温度、降雨）和流域地质（坡度、土壤组成）及与其有关的过程，它界定了河流的边界条件，由最终控制因素组成。流域系统条件最终控制因子在高层次空间（流域）和时间（+/-100年）尺度上同河流互相作用，并决定了河流生态系统功能的可能性。人类通过土地开垦、城市化等活动改变了流域大气沉降、环境条件变化等过程，从而对流域的系统条件产生影响，改变了流域降雨、蒸发以及下垫面条件等。但一般情况下，系统条件不能通过管理或某一措施而改变。因此，系统条件的因素并不是河流恢复的关键，但我们在对河流修复时必须考虑系统的边界条件及其变化的长期影响。

2、河流水文条件

在流域尺度上，河流水文包括地下水流、渗流、径流和流量等水文过程；在河流(河段)和生境尺度上，河流水文包括水流的流速和流态等水力过程。河流水文的特点由流域系统条件决定，河流水流流向反过来又影响了系统其它参数的发展趋势，河流水流流向主要有两种，一种是从流域边界流向河流（横向），另外一种是从水源流向河口（纵向）。人类通过修建堤防、大坝等活动，改变了河流水流条件，从而引起河流生态条件的变化，通过加强管理或采取一定措施可补偿或修复人类对河流水文条件的改变，它是河流修复的一个主要内容。

3、河流结构条件

河流结构包括河流横向、纵向和垂向形态，也包括河流的泥沙沉积、造陆等内容。河流水文和水力过程决定了流域和河流纵向上的地形特征、河岸和河床的横向形态以及河流基质类型和底层模式；反过来，河流结构的变化也影响了河流的水文过程。人类对河流结构的改造，包括河流长度的缩短、浅滩和深潭消失以及沿河洪泛平原和湿地消失等，这些变化改变了河流的水力条件和生物条件，从而导致河流稳定性降低、自净能力下降、生物多样性减少等。修复河流结构，采取近自然生态工法治理退化河流，也是河流修复的一个重要内容。

4、河流物质条件

河流物质包括溶解的营养物质、有机质、氧、主要离子和污染物等，这些溶解质随着水流而流动。一般情况下，从流域边界到河流，从河源到河口，物质溶解量逐渐增加。污染物的不达标排放、河流流量的减小、河流自净时间缩短以及浅滩（曝气）消失导致河流水质下降，富营养化加剧，并成为影响河流健康的一个重要方面。因此，严格控制污染源、改善河流水文条件、修复河流结构是避免河流水质退化的重要措施。河流水文、结构和物质结合在一起组成控制因子组，直接决定了河流群落功能，这些控制因素位于高尺度和低尺度层次之间。

5、河流物种

河流物种类型和丰富度反映了上面所提到的控制因子组的功能，是一个河流健康状况的重要外在表现，因此，河流物种和群落常常成为河流管理和恢复的实际生态目标。

尽管河流控制层起决定作用，但反馈作用也总是存在的，河流控制因子和反映特点之间是相互联系、相互影响的，例如结构能够反映河流水文的作用，但也能降低河流流量波动；物种能适应河流水文变化，但也能影响河流水文和形态。因此，在对河流进行修复时，应正确理解不同层次尺度上因子的相互作用，采取恰当的措施对河流进行有效修复。

我国河流的修复

1、我国河流修复的任务

我国地域辽阔，河流众多，大小河川总长约达42万km，流域面积在1000km2以上的河流有1500多条。这些河流为繁荣我国经济，维护社会稳定团结提供了重要保障。但由于不合理的开发利用，尤其是某些水利工程建设不当，导致河流生态和环境状况恶化，影响河流的功能和永续利用。人们在享受水利工程带来的巨大效益时，也开始认识到水利工程给生态和环境造成的影响。如何结合我国国情、对受损河流进行修复成为当今重要课题。

河流修复工作在我国还处于初级阶段，有关的许多问题还处在尝试和探讨过程中，在实际工作中，既要借鉴西方国家的先进研究成果和经验，又要结合我国国情，针对不同河流健康存在的实际问题，有针对性地采取相应的修复措施。

考虑到我国目前经济发展阶段，在我国多数地区还难以按照西方国家的高标准进行河流修复建设。值得提倡的经济可行的技术路线是充分利用生态系统自设计、自组织的功能，实现生态系统的自我修复。减轻人为对河流生态系统的胁迫，包括强化治污和污水排放控制，保持最低生态需水量等基础上研究河流修复问题。

比较现实的方法是结合河流整治、防洪工程等，开展河流生态修复工程建设。在实际河流修复工作中，初期投入少量资金，主要是河流自然形态的修复和生物栖息地的构筑，最大限度地发挥生态系统自我修复功能。在具体进行河流修复时，应根据自然河流特点来进行修复，主要措施包括：重建河流的许多通道、深潭和浅滩，增加河流蜿蜒性，以增加河流生境的多样性和抗逆性；充分利用河岸或河滨水分和养分充分的特点，先在此区恢复植被，吸引各种动物在此栖息，进而以此为植物源，向周围传播和扩展；从流域尺度来对河流进行恢复。

针对我国目前河流健康存在的普遍问题，目前我国河流修复的重点任务有二个：一是通过创建多样性的河流形态，改善河道水力条件，创建适应生物生长的多样性的生境，并提高河道自净能力；二是改善河流水文条件，保证下游河道和河口生态和环境所需基本需水量，维持下游河道主河槽形态，尽力恢复下游河道自然水文模式，为水生生物正常生长、产卵和觅食提供适宜场所。

工人在南京秦淮河上放置用于吸收污染物、净化水质的水生植物。摄影/杨多多/CFP

2011年5月2日，由于降水减少，位于杭州九溪十八涧上游的龙井村出现溪水断流，裸露出干涸的河床。当地村民称，近百年来，村里的这条小溪从未断流过。摄影/董旭明/CFP

2、我国河流修复的内容和目标

我国人口众多，河流两岸往往分布有重要的城市和工业园区，是人类密集区域。因此，完全让洪水自由泛滥是不可能的也是不现实的，我国河流形态多样性的修复只能建立在河流安全行洪能力要求的前提下，尽可能创建、修复多样性的河流形态。河流形态多样性修复的内容和目标见表3-2：

表3-2 河流形态修复与重建的内容

河道断流后，原有的水生环境遭受到严重破坏，水生生物赖以生存的环境消失，水生生物也随之消亡。长时间断流后，即使再次复水，系统也难以恢复成类似的水生生态系统。因此，如果一条河流常年断流，河流生命也将终结。而如果它的流量不能满足河流基本的生态和环境功能要求，那么河流将出现萎缩、水体污染、水生态恶化等不良后果，那么也不能称之为健康的河流。由此，为了防止河道萎缩或功能性断流，维持河流基本生态和环境功能，河道应保持一定比例的基本流量，使之满足河流健康生命的最基本需要。

另外，河流生命是一个极具社会属性的概念，它的健康状况在很大程度上取决于人类对其社会和经济价值的取向，如河流水量过大，因洪水泛滥而影响人类的生存和发展时，这样的河流对人类社会来说也是不健康的。

因此，河流健康生命流量应涵盖河流生态系统和人类的不同需求，是一个阈值，其下限为生态基流量，上限为河道安全行洪流量，此外还有平滩流量、河流合理流量。河流水文条件改善的内容和目标见表3-3。

表3-3 河流水文条件修复的内容和目标

河流水文修复的特征流量有河流生态基流量、江河合理流量、平滩流量、河道安全行洪流量等。

河流生态基流量(River ecological basic flow)是基于河流生态保护角度而提出的，它是指为保证河流生态服务功能，用以维持或恢复河流生态系统基本结构与功能所需的最小流量。它是维持河流健康生命的最小流量，当河流流量小于此值时，河流健康生命将受到影响，如果长期小于该流量，河流的结构和功能可能会发生不可逆转的损害。其研究和确定的目的在于遏止由河道断流和流量减少造成的生态环境恶化，最终实现流域河流生态系统的可持续发展。

江河合理流量是保证水资源可持续发展的重要流量，是基于河流生态保护和人类可持续发展需求提出的。《中华人民共和国水法》第三十条规定：“县级以上人民政府水行政主管部门、流域管理机构以及其他有关部门在制定水资源开发、利用规划和调度水资源时，应当注意维持江河的合理流量和湖泊、水库以及地下水的合理水位，维护水体的自然净化能力。”由此可知，维护江河合理流量是我国水利工作者的重要任务，是保障我国江河水资源可持续利用规划的重要依据，同时又是维护河流健康生命的总体指标。

但对于一条被大量引水的河流，维持多大流量才比较合理，对此研究较少，没有准确的定义和计算方法。国际上公认水资源合理开发限度为40%，如果长时间开采量超过此值，河流健康生命将受到影响。董福平等通过计算认为江河合理流量大小相当于年平均流量的15%左右，约相当于270天保证流量。福建省选用河川年径流量设计保证率95%作为保护水的生态与环境及河道水动力的基本条件，求出全省河川径流量资源的合理开发限量为479亿m3，占全省水资源总量的41%。目前，我国华北平原、辽河平原、甘肃省的河西走廊和其他省、自治区的一些地方，水资源的开发已呈现过度，其中淮海中下游、海河中下游和黄河以及一些内陆河流中下游开发利用程度达70%以上，导致河流功能萎缩，生态环境恶化。

平滩流量是指河道达到平滩水位时所对应的流量，它是维持河道形态最有效的流量，其值是一个瞬时最大流量值，一般情况下，重现期大约是1.5年，可通过洪水频率曲线分析求得。作为粗略的近似，在无实测资料的情况下，可暂取此值作为平滩流量。

我国多泥沙河流，由于上游大坝拦截，加之人工超量取水，导致下游河道流量减少，甚至断流，引起大量泥沙淤于河道主河槽，致使主河槽萎缩，平滩流量下降，河流行洪能力降低，产生小水酿大灾的局面。因此，如何保证河流平滩流量，维持主河槽基本形态，保证河道行洪能力和完成输沙功能要求，在我国多泥沙河流显得特别重要。我国黄河由于上游水库的拦截和大量的引水导致下游河道断流，引起主槽严重萎缩，平滩流量减少，例如高村以上主槽较1985年前缩窄40%以上，断面面积减少50%左右，河槽平均淤高1.73m，2001年汛前，下游平滩流量由五六十年代的5000-8000m3/s下降到1800-3000m3/s，导致水沙输送能力下降、二级悬河加剧、洪水漫滩几率增加；宁蒙河段平滩流量由1986年以前的5000m3/s降低为目前500-800m3/s，成为该河段汛期堤防决口的重要因素。对此黄委已提出调水调沙措施，自2000年经三次调水调沙，下游主河槽普遍刷深，最小平滩流量已从1800m3/s恢复到3500m3/s左右，但距离人们所期望的4000-5000m3/s仍有相当距离。

自古以来河流两岸就是人类繁衍生息之地，随着社会经济发展，河流两岸已成为工业、生活密集区域。人们为了保障生命财产安全，在河流两岸修筑堤防，以限制洪水的自由泛滥。因此，从该意义上讲，河流健康的最大生命流量就是堤防最大设计标准所对应的流量，即河道的安全行洪流量，它的确定根据河流防洪标准确定，多发生在汛期。超过河道行洪能力的水量，一般不能为生产和生活直接使用，反而会对沿岸人民的生命财产造成威胁。但近几年研究表明，世界上许多河流80%以上的泥沙是被最高10%的水流输送的。洪水过后，洪泛区的农业和生态环境往往得到很大改善，如1998年松嫩大水过后，虽其后连续干旱，但松嫩平原洪泛区农业仍获得丰收，许多年不见的候鸟重新返回，日趋减少的鱼类种群又重新恢复；美国对1993年洪水过后鱼类的繁衍情况进行了调查，结果表明1993年大洪水与鱼类的天然繁殖期相吻合，使得水生资源奇迹般迅速增殖。这些案例表明大洪水在带来损失的同时也会带来部分经济、环境和社会效益，今后对其研究还需从灾害和效益两方面进行。

河流形态多样性修复与河流水文条件的修复紧密联系在一起，河流形态多样性修复为河流水文条件的修复创造了条件，河流水文条件的修复为维持河流形态多样性提供了保障。例如我们在对河流进行修复时，修复河流的主河槽和洪泛区结构，这为洪水期水流的自由扩张提供了一定出路，而主河槽形态的维持，需要一定的水流条件。

以上内容，根据我国国情和河流健康面临的主要问题，指出我国河流修复的重点任务是创建多样性的河流形态和改善河流水文条件。提出了我国河流形态多样性修复的主要内容和目标，构建了河流形态多样性修复的概念框架。分析了河流流量在维护河流健康的重要意义，提出河流水文条件修复的内容和目标，概述了维持河流健康生命的生态基流量、河流合理流量、平滩流量、河道安全行洪流量等特征流量的意义及主要计算方法。