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近20年来,洪河国家级自然保护区受周边地区农业开发活动的影响,如水利工程设施的建设和周边井灌水田的迅速发展,以及保护区管理能力建设滞后等多方面的原因,导致该保护区湿地生态需水短缺、水环境污染和生态功能退化现象日趋严重。当前,为该保护区开发一个科学的水资源恢复与管理方案,是恢复保护区湿地生态功能的关键课题。
本研究针对上述问题,开展了四项具体的研究工作:第一、洪河保护区及周边地区水资源评价研究;第二、洪河保护区水资源需求量与补给量研究;第三、洪河保护区水资源恢复方案设计研究;第四、洪河保护区水资源监测与管理方案研究。
研究过程中,以丰富的第一手原始勘测规划设计数据、水文测验数据、地下水资源观测数据、水环境质量监测数据,全面深入地分析和展示了该保护区湿地水资源和生境退化的原因和过程。通过创造性地视保护区为一个生态水库;引入动态需水量与静态需水量的概念;基于当前状态和恢复目标状态两个目标层,对下垫面环境进行了合理的区分,为湿地蒸发量计算提供了新的计算方法;通过大量退化湿地土壤水文物理特性的试验,确定了湿地土壤需水量计算参数;结合本区水文地质特征,合理确定了保护区弱承压水参与湿地蒸发过程中的比例参数和地表水下渗补充地下水的比例参数;基于不同的降水频率,对维持保护区现状、恢复目标状态和恢复过程,对保护区进行了水资源需求量和补给量的分析与计算。通过规划和设计一个平原水库,并将其改造设计成两个串联的人工湿地生态氧化塘,利用沼泽水生植物—水生动物—湿地土壤—附着微生物复合生态系统在脱氮除磷方面的功能,开发了在水量水质双重制约条件下的湿地水资源恢复方案。通过分析相关水资源管理与监测现状,识别水资源相关利益方可能带来的风险行为,有针对性地开发设计了水资源监测与管理方案,是洪河保护区管理局今后实施湿地补水的重要技术指南。