【《湿地生态需水量计算方法综述》2200字】

第第页湿地生态需水量计算方法综述湿地生态需水量是确定湿地生态补水方案的理论根据和定量手段，能为湿地水资源的优化配置提供科学根据，并为湿地修复提供技术支持ADDINNE.Ref.{9EA92204-E2E7-4910-ABC5-5F3326523889}[26]。湿地生态需水量在概念内涵上可分为两个层次，有广义和狭义之分。广义上的湿地生态需水量是指在一定的生态恢复目标条件下，湿地维持和有效发展生态系统平衡、发挥湿地系统水文、环境等功能所需要总的水量，包含湿地水面蒸发、土壤、植被、生物栖息地、景观等需水量ADDINNE.Ref.{A4B6F5B2-2317-4134-8E1F-351368E591CA}[51]；而狭义上的湿地生态需水量是指在一定的恢复目标条件下，湿地为维持和发挥生态系统功能所需要补充的水量，如湿地水面、植被蒸发等生态消耗需要补充的径流性水资源量。其中在水资源规划配置中，只能对狭义上的湿地生态需水量进行调动和配置，因此径流性水资源的狭义生态需水量定义更具有实际意义，更有助于为湿地生态水利工程提供直接参考ADDINNE.Ref.{754F3EF0-ACB1-455E-A34F-D1B5A8376833}[26]。湿地生态需水量的计算涉及到典型水平年的选取，一般取来水频率分别为50%、75%、95%的平水年、偏枯水年、枯水年。当为丰水年及平水年时，降雨量相对较大，湿地保护区几乎不用大规模补水，不同典型年计算方法相同，考虑到补水工程的实际意义以及时间和计算机设备的限制因素，本研究采用狭义概念计算75%天然来水频率枯水年的湿地生态需水量，衔接后续湿地补水方案的分析确定，为其提供基础数据。本研究中湿地生态需水量计算类型主要分为维持湿地正常功能不退化需水量、恢复湿地功能目标需水量、流入或流出湿地动态变化水量。具体可由下式表示：(1.1)式中：—维持湿地功能不退化需水量，m3；—恢复湿地功能目标需水量，m3；—出入湿地动态变化水量，m3。1.1.1维持湿地功能不退化需水量受水循环影响，湿地生态系统不断地与大气、土壤进行水分交换，本研究区域多年来水分交换不平衡，整体蒸发大于降雨，此部分水量是湿地生态系统保持其正常结构和功能所必须消耗的水量。在湿地恢复中要使湿地不退化，维持湿地面积不发生萎缩，这部分也是必须补充的水量。此部分需水量包括：水面蒸发消耗需水量、湿地植物蒸散发需水、降雨量和渗漏消耗需水（经实地考察分析，潜育层、淀积层、母质层的土壤容重较大，土壤比较密实，通透性差，水难以下渗，加之存在3~17米厚的粘土层，研究区域地表水与地下水的联系微弱，因此本次忽略此项计算）。当湿地系统维持其生态环境功能时，需要湿地系统需水时段内的蓄水量维持不变。当蒸发量小于降雨量时，湿地系统的排水量为；当蒸发量等于降雨量时，系统水量满足生态需水；当蒸发量大于降雨量时，干旱年湿地系统不能满足生态需水，需要补水量，其中A为湿地系统面积ADDINNE.Ref.{73EF4510-120F-4093-AC5A-ED3E3059A7A6}[52]。计算公式如下：(1.2)式中：—维持湿地功能需水量，m3；A—各地物类型蒸发面积，m2；E—水面、植被蒸发能力，mm；P—降雨量，mm。1.1.2恢复湿地功能目标需水量恢复湿地到目标年份的生境状态，就要满足原有湿地土壤饱和湿地需水和沼泽植被良好生长和动物生存繁殖所需的基本水量，因此这部分需水量包含湿地土壤需水量和湿地生物栖息地需水量。二十世纪九十年代末期湿地接近自然状态水平，生态系统结构及功能状态良好，且其核心区保存的比较完整。此时期的湿地时空分布能够满足湿地动植物的生存需求，一定时期内可以恢复至此状态水平。结合湿地现状和恢复计划将湿地恢复目标确定为九十年代末期，挠力河、三环泡、七星河、东升、友谊湿地保护区的适宜恢复目标ADDINNE.Ref.{A6003490-15AD-4A64-A425-D4F4977CF968}[53]湿地面积分别为116865hm2、21810hm2、16965hm2、13320hm2、3436hm2，总计172396hm2。湿地水域和沼泽区域一般是有一定的积水，其土壤蓄水量应为饱和含水量ADDINNE.Ref.{38F8C6E0-BEB9-43F5-8F7E-4487264AD9B2}[54]，此部分土壤需水量无需重复计算。通过遥感解译得到的湿地保护区内不同土地利用面积相互转化情况，研究区域内有较多部分沼泽湿地逐渐被耕地、旱地草甸等取代，由于过度开荒和开垦湿地，破坏了原有地表积水的饱和状态，致使其在正常条件下基本上处于非饱和状态。在湿地生态补水修复时，需将应恢复的耕地等缺水区域逐渐恢复成土壤为饱和含水量的状态。生物栖息地需水量主要指满足正常年份湿地沼泽植被和湿地鱼类、鸟类等动植物在保护区栖息、繁殖所需要的基本水量，一般采取相同类区域类比估算法进行计算ADDINNE.Ref.{F7025C49-FB03-4A8B-9C00-A58953B9A398}[55]。湿地保护区内的水域面积及水深是影响区域内珍稀动植物生存的重要因素，根据湿地保护区主要的保护对象及类型，计算湿地生物栖息地需水量。恢复湿地功能目标需水量可由土壤饱和需水量和生物栖息地需水量相加得到，计算公式如下：(1.3)式中：Wr—恢复湿地功能需水量，m3；—饱和持水量百分比，%；—土壤容重，g/cm3；Ht—土壤厚度，m；At—待恢复的耕地土壤面积，m2；Ah—湿地水域面积，m2；Hh—区域平均水深，m;W0—湿地现状蓄水量，m。1.1.3出入湿地动态变化需水量研究区域内包含沼泽和沼泽化草甸湿地、湖泊湿地、河道型湿地等多个湿地类型，分布最为广泛的是沼泽和沼泽化草甸湿地和河流湿地两种湿地类型，而沼泽及沼泽化草甸湿地类型中又以草本沼泽为主。挠力河湿地保护区分别沿挠力河、梧桐河和嘟噜河两岸有部分河流湿地，主要为永久河流和洪泛平原湿地；其他自然保护区内部还有零星分布的湖泡湿地和沼泽化草甸；仅挠力河自然保护区内有森林沼泽。非封闭型湿地，如河道型湿地，挠力河自然保护区内有挠力河干流以及内七星河、外七星河、蛤蟆通河等大大小小的支流水系，且挠力河横穿整个挠力河自然保护区，河流影响范围较大。河流与湿地保持有水力联系，当有较大降雨时湿地内河道形成产汇流，水量会与外界发生动态交换，有径流流入或流出；除此之外，农业退水可以作