雅礱江流域生態(tài)水文過程模擬及調水影響研究.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域的研究熱點，其先后經歷了經驗性、概念性、物理性模型的發(fā)展過程，現階段以具有物理機理過程的分布式水文模型為發(fā)展方向。隨著環(huán)保意識的提高和可持續(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。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的生態(tài)問題成為研究人員關注的重點。本次研究在相關研究現狀基礎上，試圖在流域尺度上通過對流域生態(tài)水文

2、過程內涵和驅動機制的分析，提出流域生態(tài)水文模型建立的耦合模式，并以雅礱江流域為實例，結合雅礱江調水工程，利用模型分析調水工程對調水區(qū)的影響。最后采用主因素分析方法和模糊優(yōu)選方法，結合模型探討了調水工程的方案選擇。主要結果和結論如下:
　　(1)采用統計學的方法對研究區(qū)的降雨、徑流和氣溫特征進行了分析，并研究了調水后對相關下游河流的影響，利用空間分析技術對下游重點區(qū)域沼澤濕地受調水工程的影響進行分析。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，年內徑流分布不均，道孚水文站流量有增加的趨勢;區(qū)域氣溫有上升趨勢，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;調水后壩址下游水文情勢將發(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減小。若各月調水比例一致，將會導致在非汛期出現斷流的情況，其中在枯水年表現嚴重，但在汛期調水后各斷面仍

4、保有較大的下泄流量;調水后下游沼澤濕地的影響將不大，研究區(qū)內的沼澤濕地大都遠離河道，河道內的水量的減少對無水力聯系的沼澤濕地影響不大。
　　(2)通過分析流域生態(tài)水文過程的內涵和驅動機制，提出了流域生態(tài)水文模型的耦合方式，并根據相關的基礎理論，構建了流域生態(tài)水文模型。以雅礱江流域為例，以已有觀測系列年1976-1990年數據對模型的最大儲留深、曼寧糙率、土壤飽和導水系數、含水層導水系數、土壤導水率、河床材料透水系數、相對濕度和氣孔

5、開度等8個參數進行了率定，率定后四個水文站斷面流量實測和模擬結果顯示相對誤差為1.37％～5.79％、相關系數為0.91～0.93、納什效率系數為0.82～0.88，滿足模型下一步驗證的要求。采用1991-2000年的觀測數據進行了驗證，結果顯示四個水文站斷面流量經過校驗后相對誤差范圍2.97％7.83％，相關系數0.91～0.94，納什效率系數為0.89～0.93，模型經過校驗后符合應用的基本要求。
　　(3)利用流域生態(tài)水文模

6、型分析雅礱江調水工程對調水區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響，以及對干旱河谷、卡莎湖以及河道內典型魚種受調水工程的影響。甘孜、朱巴、道孚三個斷面的計算結果顯示，水深、河寬、流量、流速會受到不同程度的影響。但在不同時期表現不一致，在汛期要比非汛期影響大，對流量、流速的影響大于對河寬和水深的影響。調水對汛期的流量、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％。對河寬和水深的影響程度范圍為3.1％～28.16

7、％。基于對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％，調水會對其產生較大的影響。調水區(qū)內的卡莎湖在枯水年，月凈損失水量均為正值，其中在四月份損失最大達到19.35萬m3。卡莎湖年損失量占湖泊入流量的3％，故卡莎湖受到調水工程的影響不大。典型魚種裂鰒魚在調水后生境面積會由于流量和流速的變化會產生較大的影響，利用PHABSIM模塊計算其加權棲息地面積范圍降低了58.23％～71.94％，影響程

8、度較大，需要在調水運行過程中考慮對生物生境的補償。
　　(4)針對不同的調水方案利用模糊優(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)三個方面建立了反應流域生態(tài)水文環(huán)境的指標體系，并探討了指標的敏感性。通過改變調水量和調水過程，共設計了五個調水方案供試驗研究。從調水規(guī)模和調水過程上分析，選擇方案選擇應以少調水為佳，目前調水規(guī)模為56.5億m3，可以考慮調水50億m3，調水過程中盡