强潮河口生态需水计算模式及应用研究

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河口生态需水研究不仅是河口水资源问题研究的重点和发展方向,也是生态环境健康的迫切要求。河口生态需水量是指为了维持河口基本结构和功能,满足河口生态系统服务功能所需要的那部分水量,具体包含两个部分:即用以维持或恢复河口生态系统基本结构与功能所需的河口基本生态需水量和用以保证河口生态环境服务功能(物质生产、环境净化、调节水循环和消浪减灾、大气调节、生物多样性、成陆造地、社会文化等)所必须具有的水量。流量的年内、年际间变化、水质特征、泥沙输移特征和盐水运移特点等使得河口生态需水量具有时间性、空间性、阈值性、水质水量一致性和变化性的特点。基于河口区域生态环境的服务功能,河口生态需水量可分为河口冲淤平衡需水量、河口防止盐水入侵需水量、河口净化污染物需水量、河口水循环消耗需水量及其他需水量。论文从河口生态系统服务功能的角度出发,基于河口各类生态需水量的特点,探讨了各类计算方法、计算模型及其优缺点和适用性,并以瓯江河口为例,实证研究了强潮河口的生态需水。计算得出:采用经验方法计算瓯江河口基本生态需水量,其范围为50.2~117亿m~3/a;比较分析冲淤计算法、经验模型计算法的计算结果,得出瓯江河口冲淤平衡需水量为27.4~93.4亿m~3/a;根据瓯江河口的盐淡水混合特点,运用经验的回归分析法、盐度平衡法及基于潮流场、盐度场的数学模型法,计算瓯江河口防止盐水入侵需水量需保证月平均流量大于26.8m~3/s;根据瓯江河口水功能区的划分及污染物的排放特点,计算瓯江河口净化污染物需水量需保证月平均流量大于20.7m~3/s;根据瓯江河口流域水分蒸散发特点,得出瓯江河口水循环消耗需水41.1亿m~3/a。综合各项需水量结果,得出瓯江河口生态需水总量每年约为41.1~93.4亿m~3,占多年平均径流量的29%~66%,其中起决定作用的是冲淤平衡需水量和水循环消耗需水量。
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