Войти
Потоки среды описать количество, время и качество водных потоков, необходимых для поддержания пресноводных и эстуариевых экосистем а также средства к существованию и благополучие людей, которые зависят от этих экосистем. В индийском контексте река потоки, необходимые для культурных и духовных потребностей, приобретают значение. Посредством реализации экологических потоков специалисты по управлению водными ресурсами стремятся достичь режима или схемы стока, которые обеспечивают использование человеком и поддерживают основные процессы, необходимые для поддержания здоровья речных экосистем. Экологические потоки не обязательно требуют восстановления естественных, нетронутых моделей стока, которые могли бы возникнуть без человеческого развития, использования и отвода, но, вместо этого, они предназначены для получения 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, которые включают поймы и прибрежные коридоры. В совокупности эти системы предоставляют большой набор преимуществ. Однако реки мира все чаще изменяются за счет строительства плотин, водозаборов и дамб. Более половины крупных рек мира перекрыты дамбами, и эта цифра продолжает расти. Почти 1000 плотин запланированы или строятся в Южной Америке, и 50 новых плотин запланированы только на реке Янцзы в Китае. 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. Экологические потоки стремятся поддерживать эти функции реки, в то же время обеспечивая традиционные выгоды за пределами реки.
На рубеже 20-го века и до 1960-х гг. управление водными ресурсами в развитых странах в основном было сосредоточено на максимальной защите от наводнений, водоснабжение и гидроэнергетика выработка. В течение 1970-х годов экологические и экономические последствия этих проектов побудили ученых искать способы изменения плотины операций для сохранения определенных видов рыб. Первоначально основное внимание уделялось определению минимального стока, необходимого для сохранения в реке отдельного вида, такого как форель. 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 осознали, что биологические и социальные системы, поддерживаемые реками, слишком сложны, чтобы их можно было суммировать с помощью единого минимального требования к потоку. С 1990-х годов восстановление и поддержание более всеобъемлющих экологических потоков получает все большую поддержку, как и способность ученых и инженеров определять эти потоки для поддержания полного спектра речных видов, процессов и услуг. Кроме того, реализация развивалась от восстановления плотины до интеграции всех аспектов управления водными ресурсами, включая подземные воды и поверхностные воды отводы и возвратные потоки, а также землепользование и управление ливневыми водами. Аналогичным образом продвинулась наука в поддержку определения и управления экологическим стоком в региональном масштабе.
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 концепция необходим для устойчивого управления водными ресурсами и удовлетворения долгосрочных потребностей людей. В 2007 году Брисбенскую декларацию по экологическим потокам одобрили более 750 практиков из более чем 50 стран. В декларации было объявлено об официальном обязательстве работать вместе для защиты и восстановления рек и озер мира. К 2010 году многие страны во всем мире приняли политику экологического стока, хотя ее реализация остается проблемой.
Одной из предпринимаемых в настоящее время усилий по восстановлению экологических потоков является проект Устойчивых рек., результат сотрудничества The Nature Conservancy (TNC) и США Инженерный корпус армии (USACE), который является крупнейшим менеджером водных ресурсов в Соединенных Штатах. С 2002 года TNC и USACE работают над определением и реализацией экологических потоков, изменяя работу плотин USACE на 8 реках в 12 штатах. Повторная эксплуатация плотины для сброса экологических стоков в сочетании с восстановлением поймы в некоторых случаях увеличила объем воды, доступной для гидроэнергетики, при одновременном снижении риска наводнений.
Аризона Река Билла Вильямса, текущая вниз по течению от плотины Аламо, является одной из рек, включенных в проект «Устойчивые реки». Обсудив изменение работы плотин с начала 1990-х годов, местные заинтересованные стороны начали работать с TNC и USACE в 2005 году над определением конкретных стратегий улучшения экологического здоровья и биоразнообразия бассейна реки вниз по течению от плотины. Ученые собрали наилучшую доступную информацию и вместе работали над определением экологических потоков реки Билла Вильямса. 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.
Другой случай, когда заинтересованные стороны разработали рекомендации по экологическим стокам, - Гондурас 'Проект гидроэнергетики 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 крупнейшего нетронутого тропического леса к северу от Амазонки и его жителей, TNC и Empresa Nacional de Energía Eléctrica (ENEE, агентство, ответственное за проект) согласились изучить и определить потоки, необходимые для поддержания здоровья людей и естественных сообществ вдоль реки. Из-за очень ограниченного количества доступных данных были разработаны инновационные подходы для оценки потребностей в стоке, основанные на опыте и наблюдениях местного населения, которое зависит от этого почти нетронутого участка реки.
Более 200 методов используются во всем мире 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 экосистемных услуг, которые обеспечивают здоровые реки. К таким комплексным подходам относятся DRIFT (реакция нижнего бьефа на предполагаемое преобразование потока), BBM (методология строительных блоков) и «процесс саванны» для оценки экологического стока на конкретном участке и ELOHA (экологические пределы гидрологических изменений) для водных ресурсов регионального масштаба. планирование и управление. «Лучший» метод или, что более вероятно, методы для данной ситуации, зависит от количества доступных ресурсов и данных, наиболее важных проблем и требуемого уровня уверенности. Чтобы облегчить выработку предписаний по экологическим стокам, ряд компьютерных моделей и инструментов был разработан такими группами, как Гидрологический инженерный центр USACE, для определения требований к потоку, определенных в условиях мастерской (например, HEC-RPT ) или для оценки последствий реализации потока среды (например, HEC-ResSim, HEC-RAS и HEC-EFM ). Кроме того, модель 2D разработана на основе модели турбулентности 3D, основанной на закрытии большого вихря Смагоринского, для более подходящего моделирования крупномасштабных потоков окружающей среды. Эта модель основана на медленном коллекторе турбулентного смыкания 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 по ГЭС Кишенганга между Пакистаном и Индией в Международном арбитражном суде.
В Индии потребность в экологических потоках возникла из-за сотен больших плотин, планируемых в Гималаях. реки для гидроэнергетики. Каскады плотин, запланированные через реки Лохит, Дибанг в реке Брахмапутра, Алакнанда и река Бхагиратхи в бассейне Ганга и Тиста в Сикким, например, в конечном итоге окажутся в реках, протекающих больше через туннели и загоны, чем по руслам рек. Различные органы власти (суды, трибуналы, экспертная комиссия Министерства окружающей среды и лесов (Индия) ) дали несколько рекомендаций по высвобождению электронных потоков из плотин. Однако эти рекомендации никогда не подкреплялись четкими целями о том, почему необходимы определенные выпуски электронных потоков.
