雅礱江流域生態(tài)水文過程模擬及調(diào)水影響研究.pdf

1、在水資源管理中水文模型是一種有力的工具，水文模型一直是水文水資源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，其先后經(jīng)歷了經(jīng)驗(yàn)性、概念性、物理性模型的發(fā)展過程，現(xiàn)階段以具有物理機(jī)理過程的分布式水文模型為發(fā)展方向。隨著環(huán)保意識(shí)的提高和可持續(xù)發(fā)展的需要，越來越有必要考慮生態(tài)與水之間的相互作用和響應(yīng)。如何把生態(tài)過程融合到水文過程中，并建立一種生態(tài)水文模型用以解決面臨的與水相關(guān)的生態(tài)問題成為研究人員關(guān)注的重點(diǎn)。本次研究在相關(guān)研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，試圖在流域尺度上通過對(duì)流域生態(tài)水文

2、過程內(nèi)涵和驅(qū)動(dòng)機(jī)制的分析，提出流域生態(tài)水文模型建立的耦合模式，并以雅礱江流域?yàn)閷?shí)例，結(jié)合雅礱江調(diào)水工程，利用模型分析調(diào)水工程對(duì)調(diào)水區(qū)的影響。最后采用主因素分析方法和模糊優(yōu)選方法，結(jié)合模型探討了調(diào)水工程的方案選擇。主要結(jié)果和結(jié)論如下:
　　(1)采用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法對(duì)研究區(qū)的降雨、徑流和氣溫特征進(jìn)行了分析，并研究了調(diào)水后對(duì)相關(guān)下游河流的影響，利用空間分析技術(shù)對(duì)下游重點(diǎn)區(qū)域沼澤濕地受調(diào)水工程的影響進(jìn)行分析。研究區(qū)的降雨年際變化較小，年降雨

3、量范圍為500～750mm，多年平均降雨量為630.8mm，沒有明顯周期性特征;徑流年際變化不大，年內(nèi)徑流分布不均，道孚水文站流量有增加的趨勢(shì);區(qū)域氣溫有上升趨勢(shì)，年均氣溫范圍為-6.7℃～9.1℃，并且氣溫從北到南逐漸升高，北部氣象站的變異特性較南部大;調(diào)水后壩址下游水文情勢(shì)將發(fā)生變化，在不同水平年，甘孜、朱巴、道孚及雅江斷面流量將會(huì)減小。若各月調(diào)水比例一致，將會(huì)導(dǎo)致在非汛期出現(xiàn)斷流的情況，其中在枯水年表現(xiàn)嚴(yán)重，但在汛期調(diào)水后各斷面仍

4、保有較大的下泄流量;調(diào)水后下游沼澤濕地的影響將不大，研究區(qū)內(nèi)的沼澤濕地大都遠(yuǎn)離河道，河道內(nèi)的水量的減少對(duì)無水力聯(lián)系的沼澤濕地影響不大。
　　(2)通過分析流域生態(tài)水文過程的內(nèi)涵和驅(qū)動(dòng)機(jī)制，提出了流域生態(tài)水文模型的耦合方式，并根據(jù)相關(guān)的基礎(chǔ)理論，構(gòu)建了流域生態(tài)水文模型。以雅礱江流域?yàn)槔砸延杏^測(cè)系列年1976-1990年數(shù)據(jù)對(duì)模型的最大儲(chǔ)留深、曼寧糙率、土壤飽和導(dǎo)水系數(shù)、含水層導(dǎo)水系數(shù)、土壤導(dǎo)水率、河床材料透水系數(shù)、相對(duì)濕度和氣孔

5、開度等8個(gè)參數(shù)進(jìn)行了率定，率定后四個(gè)水文站斷面流量實(shí)測(cè)和模擬結(jié)果顯示相對(duì)誤差為1.37％～5.79％、相關(guān)系數(shù)為0.91～0.93、納什效率系數(shù)為0.82～0.88，滿足模型下一步驗(yàn)證的要求。采用1991-2000年的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果顯示四個(gè)水文站斷面流量經(jīng)過校驗(yàn)后相對(duì)誤差范圍2.97％7.83％，相關(guān)系數(shù)0.91～0.94，納什效率系數(shù)為0.89～0.93，模型經(jīng)過校驗(yàn)后符合應(yīng)用的基本要求。
　　(3)利用流域生態(tài)水文模

6、型分析雅礱江調(diào)水工程對(duì)調(diào)水區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響，以及對(duì)干旱河谷、卡莎湖以及河道內(nèi)典型魚種受調(diào)水工程的影響。甘孜、朱巴、道孚三個(gè)斷面的計(jì)算結(jié)果顯示，水深、河寬、流量、流速會(huì)受到不同程度的影響。但在不同時(shí)期表現(xiàn)不一致，在汛期要比非汛期影響大，對(duì)流量、流速的影響大于對(duì)河寬和水深的影響。調(diào)水對(duì)汛期的流量、流速的影響程度范圍為24.33％～55.6％，在非汛期的影響程度范圍為15.12％～34.78％。對(duì)河寬和水深的影響程度范圍為3.1％～28.16

7、％。基于對(duì)干旱河谷分布的分析，干旱河谷所需的生態(tài)水量在非汛期占多年徑流量的20.88％～52.19％，調(diào)水會(huì)對(duì)其產(chǎn)生較大的影響。調(diào)水區(qū)內(nèi)的卡莎湖在枯水年，月凈損失水量均為正值，其中在四月份損失最大達(dá)到19.35萬m3?？ㄉ険p失量占湖泊入流量的3％，故卡莎湖受到調(diào)水工程的影響不大。典型魚種裂鰒魚在調(diào)水后生境面積會(huì)由于流量和流速的變化會(huì)產(chǎn)生較大的影響，利用PHABSIM模塊計(jì)算其加權(quán)棲息地面積范圍降低了58.23％～71.94％，影響程

8、度較大，需要在調(diào)水運(yùn)行過程中考慮對(duì)生物生境的補(bǔ)償。
　　(4)針對(duì)不同的調(diào)水方案利用模糊優(yōu)選方法提出了不同條件下方案的選擇。采用主因素方法分析了流域生態(tài)環(huán)境影響的因子，從水文、水力和生態(tài)三個(gè)方面建立了反應(yīng)流域生態(tài)水文環(huán)境的指標(biāo)體系，并探討了指標(biāo)的敏感性。通過改變調(diào)水量和調(diào)水過程，共設(shè)計(jì)了五個(gè)調(diào)水方案供試驗(yàn)研究。從調(diào)水規(guī)模和調(diào)水過程上分析，選擇方案選擇應(yīng)以少調(diào)水為佳，目前調(diào)水規(guī)模為56.5億m3，可以考慮調(diào)水50億m3，調(diào)水過程中盡