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湖泊是湿地的主要组成,对区域气候调节、生物多样性保持具有非常重要的作用。我国西北干旱-半干旱地区湖泊水量和水质,受自然因素和人为因素的双重控制,随着经济社会的快速发展,人为因素对干旱-半干旱地区湖泊的水量和水质影响越来越大,严重影响到湖泊功能的发挥。红碱淖位于陕蒙交界地带,是我国目前面积最大、最年轻的沙漠湖泊,是为数不多的世界遗鸥省级自然保护区,也是国家良好湖泊保护重要对象。随着红碱淖流域水资源开发力度的加大,湖泊面积快速缩小,湖泊水质有所变化。如何有效提高湖泊面积、保障湖水水质,就成为红碱淖保护的主要任务,其研究对于为遗鸥提供良好迁徙环境具有重要的价值。 本文利用水量平衡模型,通过分析红碱淖水量补给和消耗的途径和数量,寻找水量补给和消耗的主要途径;利用情景分析法,预测湖泊水面的面积;基于水文地球化学理论,通过入湖河流和湖泊水质指标对比、同类湖泊水质指标比较,分析内陆湖泊水质变化特征;按照物质守恒原理,预测红碱淖水质变化趋势;提出红碱淖水质水量保护的对策与措施。取得的主要成果如下: (1)建立红碱淖水量平衡模型。结果显示,红碱淖流域多年年均补给量为1.321×108m3,年际变化较大,流域地表径流补给是最主要的补给来源。流域多年年均耗水量为1.588×108m3,年际变化不大,蒸发耗水是红碱淖流域水量消耗的主要途径。红碱淖在大部分年份中流域耗水量大于流域的补给量,水量基本处于负平衡状态,年均亏损约0.267×108m3。 (2)设置了多种情景,预测了多情景下未来红碱淖的面积变化,最小值为13.82km2,最大值为39.16km2,并指出调整上游水库运行、增加节水灌溉面积(降低流域灌溉定额)是保持流域水量平衡和恢复湖泊水面面积的关键因素。 (3)通过入湖河流和湖泊水质指标及湖泊自身水质指标的数量关系分析,基于水文地球化学理论,探讨了湖泊水质特征指标的产生原因。提出应以BOD5和氨氮作为红碱淖湖泊水质污染程度的判断依据。按照物质守恒原理,分析了红碱淖最小水量状态下的水质能够保证在Ⅳ类水质以上。 (4)对策与措施—根据对红碱淖湖泊水环境问题的认识,提出相应的水环境综合治理与保护措施,包括流域水资源调控、流域生态保育、流域污染源防治等措施。