基于水盐调控的珠江河口地区湿地网络构建与评价

【作者】 张志明； 崔保山；

【机构】 北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室；

【摘要】 由于全球气候变化和强烈的人类活动影响,使得许多河口地区水盐平衡遭到破坏。咸水上溯,使河口水体盐度升高,河口地区湿地水环境生态服务价值显著降低。珠江河口地区是诸如广州、香港、深圳、澳门等大城市的水源地,在旱季该地区水盐平衡发生变化,水体盐度升高,从而影响区域城市用水安全。本研究尝试借助湿地生态系统的连通性和及其生态服务功能构建湿地网络,通过湿地网络的构建与优化,实现调控湿地水体盐度,保障城市用水安全。本研究通过调查分析河口地区湿地分布情况,概化不同类型湿地,构建湿地网络;借助图论算法对构建的湿地网络进行分析。首先,通过对区域内湿地网络组成、结构和布局的研究,阐明河口地区域各类湿地组成的湿地网络的空间关系,探讨河口地区湿地网络结构模式;其次,通过图论方法对河口地区湿地网络进行分析,确定湿地网络中不同区域受咸水危害的优先等级,优先保护易受咸水影响的区域;最后,模拟河口地区咸水上溯距离与上游淡水流量在涨憩和落憩时都符合负指数函数关系;并以此次模拟得到的指数函数关系为基础,通过分析湿地网络的整体调控能力,提出的湿地网络水盐调控模式,更好的发挥区域湿地网络水盐调控能力。本研究发现,珠江河口区域水体盐度最高的区域主要集中在八大入海口门,水体盐度呈现出自入海口门向上游逐渐减少的趋势;在河口地区中部,水体盐度值较高的区域多集中在河流支流较多的交汇点或是主干河流交汇点处;考虑到涨憩和落憩咸水上溯距离的差异,通过湿地网络分配各个受咸水影响的区域的水量,实现各个区域水盐调控。比较基于网络方法的水分配与现行的跨区域调水方案,可以看出,前者在控制各个区域水体盐度时都比后者少用水,节水率超过50%。主要是因为,在涨憩时咸水上溯距离大于落憩时的距离,在不同的潮汐条件下,考虑涨憩和落憩时咸水上溯之间的差异,采取相应的水分配方式,相比较于恒定条件下的水分配方式,可以很好的起到节约用水的效果。本研究利用珠江河口地区丰富的湿地资源及其空间结构特征,发挥面状湿地的存储功能和线状湿地的传输能力,实现区域内水资源的合理配置,达到河口地区水盐调控的目的。这种构建湿地网络实现河口地区水盐调控的方法对其他河口地区解决咸水上溯问题提供了一种生态环保的新方法。更多还原