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《中国海洋大学》 2010年
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双台子河口湿地生态水文模拟与调控

张蕊  
【摘要】:双台子河口湿地位于辽宁省盘锦市境内,是我国最大的滨海芦苇沼泽区,在调节气候、涵养水源、净化水体、减轻污染以及维持区域生态系统水盐、水热和水沙平衡等方面具有重要作用。然而,在全球气候变化和人类活动的影响下,河口湿地生态水文过程发生深刻变革,湿地生态水文格局紊乱,导致湿地面积锐减,生态用水不足,水质恶化,土壤盐渍化加剧,海水倒灌等问题,从而制约整个流域人类社会可持续发展。为维持流域平稳发展,对湿地进行合理修复与保护,本文将双台子河口湿地纳入流域范围进行分析,研究了变化环境下基于生态水文模拟的河口湿地生态水文调控方案,主要研究成果如下: (1)在归纳总结国内外湿地生态水文耦合模拟的基础上,构建了流域尺度湿地生态水文模拟的技术框架和模拟策略,并以DGVM(动态全球植被模型)、WEP(分布式流域水文模型)和SiB2(简单生物圈模型)为基础,依据实际需求,选取相应的生态模块,水文模块以及能量模块,通过进行不同时空尺度耦合嵌套,构建了统一物理机制下的生态水文耦合模拟平台。 (2)以生态水文模拟平台为技术支撑,结合使用遥感和地理信息技术,将双台子河口湿地纳入流域范围进行分析,建立了流域基础信息数据库,进行了模型输入文件的格式化处理,模型运行及调试,模型校验等。模拟结果的相对误差均控制在10%以内,相关系数达到0.76以上,Nash系数除东白城子站验证期为0.57外,其余校验期均达到0.7以上,模拟精度基本满足要求。 (3)通过对长序列1981-2005年的生态水文过程进行历史还原模拟,分析了双台子河口湿地生态水文演变特征,结果表明:湿地生态用地面积在7.83~9.25万ha的范围内变化,其中1986~2000年为湿地退化期,面积减少了1.42万ha,2000-2005年为人为修复期,面积增加了0.04万ha;1981~2005年湿地集水区各生态水文要素(叶面积指数、降水、蒸散发、渗漏、径流深和天然补水量)年际变化均呈减少趋势,年内变化呈单峰曲线;湿地集水区多年平均天然补水量为6.35亿m3/a,其中丰水年为8.32亿m3/a、平水年为6.21亿m3/a、枯水年为4.70亿m3/a。 (4)依据湿地集水区生态水文演变特征,结合区域生态保护定位,确定湿地生态用地构成,考虑不同情况下的规模满足程度,提出适宜区、规划区以及最小区的生态用地面积分别为9.25万ha、9.33万ha和7.72万ha;生态需水量分别为3.46~18.77亿m3/a、3.89~21.13亿m3/a和3.92~21.34亿m3/a。湿地生态用水供需分析结果表明:丰水年水量充足,基本可以满足生态需水要求;平水年尚可满足最小区的最低生态需水要求;枯水年生态缺水严重,生态补给量为1.15~3.90亿m3/a。采取相应生态补水调控措施,可满足湿地生态需水要求。
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