洪河国家级自然保护区水资源恢复方案研究

摘要

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。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1国家自然保护区简介

1.1.1国家自然保护区的设立与重要性

1.1.2洪河国家级自然保护区

1.2三江平原主要湿地资源及其环境问题综述

1.2.1三江平原主要湿地资源状况

1.2.2三江平原湿地破坏所引发的主要生态环境问题

1.3洪河国家级自然保护区所面临的问题

1.3.1地表水与地下水资源短缺

1.3.2水环境污染

1.3.3湿地生态功能退化

1.4湿地水资源评价、生态需水和恢复研究进展

1.4.1水资源评价

1.4.2生态需水

1.4.3湿地恢复

1.5本课题的来源与研究意义

1.5.1课题来源

1.5.2课题研究内容

1.5.3课题研究的意义

第2章洪河保护区及周边地区水资源评价研究

2.1洪河保护区及周边地区地表水资源评价

2.1.1地表水资源评价范围

2.1.2评价区域内自然地理特征

2.1.3区域面积及分布状况

2.1.4有关水文关键参数的获取方法

2.1.5保护区主要水文要素计算

2.1.6地表水资源量

2.1.7评价区地表水资源产生量

2.1.8地表水资源评价

2.2地下水资源评价

2.2.1地下水资源评价范围

2.2.2评价方法

2.2.3建三江分局各农场近五年水田面积与用水量情况

2.2.4建三江分局各农场2002年地下水开采强度分析

2.2.5地下水开采强度对地下水位的影响

2.2.6地下水开采对洪河保护区周边农场地下水位影响情况

2.2.7地下水资源开发利用评价结论

2.3地下水资源与地表水资源耦合评价

2.3.1耦合评价水位观测站的设立

2.3.2观测站点的地下水位变化曲线

2.3.3耦合评价的结果与分析

2.4地表水与地下的水质评价

2.4.1水质监测

2.4.2水质评价结果与分析

2.4.3结论与建议

2.5本章小结

第3章洪河保护区水资源需求量与补给量研究

3.1水资源需求量

3.1.1静态需水量

3.1.2动态需水量

3.2当前状态下水资源补给量

3.2.1自身降水补给量

3.2.2潜水或弱承压水参与蒸发补给量

3.3水资源需求量与补给量平衡状况分析

3.3.1维持现状的水资源供需平衡分析

3.3.2由现状过渡到近似原始状态过程的水资源需求量分析

3.3.3维持近似原始状态的水资源供需平衡状况分析

3.3.4维持现状和近似原始状态对应的水资源动态需求量的比较分析

3.4周边来水量潜力分析

3.5本章小结

第4章洪河保护区水资源恢复方案设计研究

4.1水资源恢复方案设计原则与技术路线

4.1.1设计原则

4.1.2技术路线

4.2水资源恢复方案设计的工程范畴

4.2.1水源工程设计

4.2.2水源水的水质净化工程

4.2.3水位控制与排泄工程

4.2.4防洪加固工程

4.3水资源恢复工程量及投资估算

4.3.1水源与水源水质净化工程

4.3.2水位控制与排泄工程

4.3.3浓江堤防工程加固部分

4.4水资源恢复工程的经济损益分析

4.4.1总投资

4.4.2经济损失分析

4.4.3经济效益分析

4.4.4累计经济损益分析

4.4.5投资回收期

4.5水资源恢复工程实施后的生态环境效益与目标预测

4.5.1生态环境效益

4.5.2水资源恢复目标预测

4.6水资源恢复方案可行性综合分析

4.6.1恢复目标水位的合理性

4.6.2蓄水坝建立的必要性与可行性

4.6.3补水方案的可行性

4.6.4规划平原水库和蓄水坝建设的可行性分析

4.7本章小结

第5章洪河保护区水资源监测与管理方案

5.1水资源监测与管理现状

5.1.1黑龙江垦区水资源管理部门

5.1.2洪河国家级自然保护区管理局

5.2水资源监测与管理的目的

5.3水资源监测与管理的机构和职责

5.3.1建立有效的组织结构

5.3.2开展洪河保护区水资源监测与管理

5.3.3建立水资源监测数据与信息的共享制度

5.3.4建立基于农业开发和湿地生物多样性保护综合策决机制

5.3.5开发附近农户生计替代方案

5.4水资源监测与管理的最终目标

5.5本章小结

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明及哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢

个人简历