湿地生态需水研究进展

生态需水是目前生态学和水科学研究的一个热门课题,近年来已经引起许多学者的关注。湿地生态需水量是一个新的提法,湿地生态需水量的估算是湿地生态与环境保护迫切需要解决的问题,也是水资源合理配置的要求。本文介绍了湿地生态需水量的概念、内涵及特征,分析了国内外湿地生态需水的发展历程及目前的研究动态,将国内湿地生态需水研究分为基础性研究和应用性研究两个方面,其中基础性研究主要从湿地生态需水量计算方法来论述。最后从学科发展的角度指出了国内研究中存在的问题,并提出了未来发展方向。

基于水文模型的乌裕尔河流域水资源评价

基于水文模型的流域水资源评价可以为解决流域水资源短缺问题和改善水资源管理利用模式提供科学依据。针对传统水资源评价存在的问题,以乌裕尔河流域为例,利用研究区已建立的SWAT模型进行流域水资源评价,并分析了流域蓝水绿水资源量的时空分布规律。研究结果表明,绿水资源量在乌裕尔河流域水资源量中占得较大比重,对维持区域水安全、粮食安全和生态系统稳定具有重要作用。把绿水资源量评估纳入到传统水资源评估体系中,并对传统的水资源管理进行革新是一项势在必行的举措。

湿地水文研究的若干热点问题

湿地水文研究是认识湿地生态系统的结构、过程与功能,进行湿地生态保护和恢复重建以及水资源合理配置的前提与基础。重点对湿地水文研究的几个热点问题进行了评述。这些问题包括,全球气候变化与人类活动影响下的湿地水文响应;湿地水文过程对湿地生态系统的影响机制;湿地水循环过程与水文模型。在此基础上,提出了基于水循环模拟的流域湿地水资源合理配置的基本思路,并对目前中国湿地水文亟待研究的重要议题进行了阐述。

近50年大凌河流域径流变化特征分析

以大凌河流域3个水文站的径流资料和15个雨量站的降水资料为基础,利用多指标、多方法分析了近50年大凌河流域径流的年内和年际变化特征。结果表明:大凌河流域径流年内分配不均匀,主要集中在7、8月份;径流年际变化大。近50年来,大凌河流域年径流量呈显著减少趋势,流域径流量在1981年出现明显的减少突变,自然因素和人类活动特别是大量水利工程的修建是造成径流变化的重要因素。

基于河流健康的浑河中下游河道生态需水量计算

河道生态需水量是河流生态系统健康的重要保障。随着社会经济的发展,浑河生态系统的健康受到威胁。以受流域水资源开发利用影响较大的浑河中下游河段作为河道生态需水量研究的重点区域,采用月保证率法和鱼类生境法计算中下游河道不同等级的生态需水量,通过Tennant法验证了计算成果的合理性。最终确定了浑河中下游河道最小、适宜和理想等级生态需水量,并分析了浑河河道生态需水量的特征。

基于改进的SWAT模型的湿地水文过程模拟

针对SWAT模型在湿地水循环模拟过程中存在的不足,以扎龙湿地为例,根据湿地的水文特征,在SWAT模型基础上重新构建了湿地模块来模拟扎龙湿地水文过程,并以1987～1989年月出口径流量对模型进行率定,2005～2006年月出口径流量对模型进行验证。结果表明,改进的模型能较好地模拟扎龙湿地水文过程和湿地水文特征,模拟结果具有较高的可信度。

基于小波分析的浑河流域径流量周期分析

利用浑河流域北口前、抚顺、邢家窝棚三个水文站1954―2011年径流量资料,采用Morlet小波分析法对径流序列进行周期分析。结果表明:流域径流演变过程存在明显的多时间尺度特征,存在5―10年、15―20年、35―40年时间尺度的周期变化,且16年尺度的周期变化最明显。

太子河流域降水时空变化特征分析

文章基于太子河流域28个雨量站1967—2016年的降水资料,采用Kendall秩次相关检验法和克里金空间插值法分析太子河流域降水时间和空间变化特征。结果表明:从长序列趋势变化看,近50年年降水量和四季降水量均未通过90%显著性水平下的Kendall趋势检验。从空间变化特征看,整个流域降水量呈现从西北向东南递增的空间变化特征。

塔里木河流域近50年气象要素变化研究

为了给研究及预测塔里木河流域的气候变化和径流演变提供基础,利用塔里木河流域25个气象站1965年~2015年的气象要素资料,采用传统的Mann-Kendall方法对气象要素进行趋势分析,首次将滑动平均差检验法应用于气象要素突变分析,方法通过了理想模型检验,结果准确可靠。近50年来,塔里木河流域气象要素数据分散,年均气温普遍上升,年均风速普遍下降,年均降水普遍上升但不显著;相对湿度、日照时数和蒸发存在地区性差异;各要素突变情况复杂,主要集中在20世纪80年代。

面向生态水权分配的大凌河生态需水量计算

河流生态需水量计算是流域生态水权配置和河流生态环境保护的重要依据。文章针对辽宁省大凌河水资源开发利用现状及存在的生态环境问题,采用月保证率法和最大月平均含沙量法计算河道基本生态需水量和汛期输沙需水量,确定大凌河各段最小和适宜等级的河道内生态需水量;采用基于历史流量的保证率法计算各控制断面不同保证率下的入海需水量。通过河道内生态需水量与入海需水量计算结果比较,可以看出:适宜等级的河道内生态需水量可以满足75%保证率下的入海水量,无法满足50%保证率下的入海水量要求;最小等级的河道内生态需水量根本无法满足入海水量的需求,需要协调流域内各行业用水来保证河流生态水权。

辽宁省中部平原区地下水开发利用现状分析

以2011年为现状年,分析了辽宁省中部平原区地下水资源开发利用现状,进一步说明现状开采条件下地下水开发利用存在的问题,在此基础上提出一系列的对策和建议。在地下水开发利用过程中应该坚持开发利用与保护并重的原则,科学合理地进行地下水资源的开发利用与保护,确保地下水资源的可持续利用。

近60年来大伙房水库降水特征分析

利用大伙房水库站1950-2016年降水量资料,采用多指标、多方法对水库降水量的年内和年际变化特征进行分析。结果表明:降水量年内分配不均匀、年际变化大且具有阶段性。从年降水量变化趋势看,近60年来水库年降水量呈不显著减少趋势。

基于生态保护目标的太子河下游河道生态需水量计算

河流生态需水量计算是进行生态水权分配的一项基础性工作,是生态环境保护和水资源配置的依据.随着社会经济的发展,流域水资源短缺和生态环境问题日益突出.针对太子河下游河段水资源开发利用现状及存在的生态环境问题,在确定生态保护目标的基础上,采用月保证率法和生态水力学法计算下游河道不同等级生态需水量,既可以从各月角度反映河道生态需水是一个与自然径流相适应的过程,又注重水生生物的关键期和生境需求.通过Tennant法验证月保证率法和生态水力学法计算结果可靠,最终确定太子河下游河道最小、适宜和理想等级年生态需水量分别为:5.31×108m3、8.52×108m3和12.17×108m3,而且现状流量可以满足最小生态需水量的要求.

基于SWAT模型的乌裕尔河流域气候变化的水文响应

乌裕尔河流域是气候变化的敏感区,其径流量是扎龙湿地的重要补给水源,探讨气候变化情景下乌裕尔河流域径流量的变化对区域社会经济发展和扎龙湿地生态环境保护具有重要的现实意义。本文利用SWAT模型对乌裕尔河流域进行径流模拟,并分析未来气候变化情景下河流径流量的变化。结果表明:SWAT模型可以较好地模拟乌裕尔河流域的径流量变化过程,尤其是产流量大的站点,模拟效率较高;气候变化对径流量影响较为显著,未来气候变化情景下,流域径流量随着时间的推移不断减少,而且不同水文站径流量减少幅度不同。

乌裕尔河流域径流特征分析

乌裕尔河流域上游山区形成的径流是供给中下游平原区和扎龙湿地的重要水源。论文利用乌裕尔河上游2个水文站和8个雨量站1956～2006年系列径流和降水资料,利用多种指标和小波分析法分析径流年内、年际变化特征。结果表明：乌裕尔河上游流域径流年内分配不均匀,主要集中在7、8月份;径流年际变化大,径流演变具有明显的阶段性,并伴随41年左右的主周期变化。近50年来,乌裕尔河径流量总体呈减少趋势,而且在1964年发生了一次显著的突变,降水量的减少和人类活动是造成径流变化的重要因素。

基于生态水权分配的太子河河道内生态需水量计算

生态水权是流域初始水权的重要组成部分,河流生态需水量计算是流域生态水权分配和生态环境保护的依据。在对太子河实地调查研究的基础上,采用月保证率法和鱼类生境法对太子河河道内生态需水量进行了估算,并选用Tennant法对计算结果进行验证。结果表明:2种方法计算结果是合理的;根据水资源与用水现状权衡,确定出各河段最小、适宜和理想等级的生态需水量;通过河段各等级生态需水量计算结果与现状流量比较,发现各水文站现状流量基本可以满足河流最小生态需水量的要求,而适宜或理想等级的生态需水量还需要采取多种措施在河道内预留这部分水量来保证生态水权。

基于水循环模拟的流域湿地水资源合理配置初探

水资源是基础性的自然资源和战略性的经济资源。维持流域水资源可持续利用和湿地健康,实现流域内"人-水-湿地"和谐是新时期流域水资源管理的目标。在流域水资源供需不平衡和湿地生态系统退化的背景下,提出了基于水循环模拟的流域湿地水资源合理配置的概念,并进行了全面阐述;剖析了流域湿地水资源合理配置的理论基础,着重探讨了流域湿地水资源合理配置的技术方法和研究内容,提出流域湿地水资源合理配置,以流域湿地水文模型为重要的技术手段,以流域整体可持续发展为总原则,重点考虑湿地生态需水变化过程,将湿地作为优先用水单元,其优先级仅次于生活用水,通过生态配水确保湿地生态需水量的研究思路,初步构建了基于水循环模拟的流域湿地水资源合理配置研究框架;对有关流域湿地水资源合理配置的未来重点研究领域进行了展望。

自然-人为双重作用下扎龙湿地水文情势分析

湿地水文情势制约着湿地环境的生物、物理和化学特征,从而影响到湿地类型分异、湿地生态系统的结构与功能。扎龙湿地是重要的国家级自然保护区,枯水年需要人为补水来维持水文情势。分析人为补水条件下扎龙湿地水文情势,为确定湿地生态补水机制和湿地生态系统的保护和恢复工作提供科学依据。本文选取1971年-1987年和2001年-2008年两个人为补水期,利用收集到的水文气象资料对扎龙湿地水循环要素特征和水量平衡进行计算分析。结果表明:在枯水年,人为补水量是扎龙湿地的重要水源。在自然和人为补水双重作用下,扎龙湿地蓄水量是增加的,有利于维持湿地生态系统平衡。此外,人为补水有利于湿地地下水位的回升和维持地表水位的相对稳定,对于植被的演替与恢复、鹤类种群的繁殖也有显著的作用。

嫩江流域径流量多时间尺度特征分析

目前在全球气候变化与人类活动的双重影响下,陆地水文循环发生了深刻的变化,近50年来,嫩江流域径流过程发生了巨大变化,加剧了水资源的短缺和时空变异性,并带来一系列突出的水与生态环境问题。本文根据嫩江、石灰窑、同盟、江桥、大赉水文站1956年～2006年51a的径流资料,采用Morlet小波对嫩江流域径流序列进行了多时间尺度研究,结果表明:流域径流演变过程存在明显的多时间尺度特征,具有8a、20a、45a多尺度的周期变化规律,且以45a尺度的年代周期信号最强,表明45a尺度的年代周期变化最为明显;嫩江、江桥气象站的降水周期与上述径流资料基本一致,说明降水的变化是流域径流演变过程的重要自然控制因素。关键词:嫩江流域;径流变化;Morlet小波;