中国扎龙湿地水资源监测及评估

2012-03-20张国君

黑龙江水利科技 2012年4期

张丹，张国君，冯昊

(齐齐哈尔水文局，黑龙江齐齐哈尔161000)

0 引言

扎龙湿地位于齐齐哈尔市东南约20 km处，地处黑龙江省西部松嫩平原乌裕尔河下游，是乌裕尔河洪泛漫滩而形成的以芦苇为优势种的沼泽湿地。由于冠誉丹顶鹤和其他鸟类提供繁殖地和迁徙停歇地成为亚洲著名湿地之一，并已建立了以保护鹤类等大型水禽为主体的珍稀鸟类和沼泽湿地生态的国家级自然保护区。因其气候变暖干化和人类活动的长期影响，湿地水资源结构与自然分配机制被破坏或打乱，水资源短缺的矛盾加剧，湿地目前面临着严重的生态退化问题。为此，2005年开始，在扎龙保护区开展了水资源项目的监测，以便对扎龙湿地进行定期和动态的监测分析，为合理的保护和管理湿地提供数据依据。

1 基本概况

1.1 自然地理

扎龙湿地保护区总面积2134km2。属于内陆湿地和水域生态系统类型自然保护区，具有相对完整的沼泽湿地生态系统结构特征。由于自然因素影响，本区地貌以波状起伏、丘岗错落、河道溪流纵横、湖泡密布、微地形错综复杂的低平原区河湖相冲积为主。地形由东北向西南倾斜，地势低洼平坦，平均地面比降约1/6000。

1.2 水文气象

扎龙湿地属寒温带大陆性季风气候，年平均气温3.5℃，最高气温40.1℃，最低气温－39.5℃，平均日照时数2 864 h，年平均风速3.5 m/s。

扎龙湿地多年平均年降水量为422.2 mm，降水年际、年内变化较大，年内降水主要集中在6—9月份，占全年降水量的80%。多年平均水面蒸发量(大水体蒸发量)为729.6 mm，最大蒸发量发生在每年的4—6月份，占全年的43.4%左右。

1.3 河流水系

扎龙湿地的西部为嫩江干流行洪滩地，北部和东部分别有乌裕尔河南支和双阳河西支汇入，其水源主要来自乌裕尔河、双阳河(下称乌双)、嫩江洪泛水量及区间降水，嫩江防洪堤修建后，自然状态下嫩江水量不能进入湿地，乌双径流成为维持扎龙湿地生态系统的主要水源，其中乌裕尔河是维系本区湿地生态系统的主要因素。

乌裕尔河发源于小兴安岭西麓，干流流经北安、克山、克东、依安、富裕等市县，在下游雅洲附近分为西、南两支，西支塔哈河直接汇入嫩江，南支进入扎龙湿地后河道不明显，河水漫溢形成大面积永久性和季节性淡水沼泽，西、南两支河水来水量站38.09%和61.91%。河道全长576 km，流域总面积23 999 km2。

双阳河发源于松嫩平原中部的丘陵漫岗地区，地势由东北向西南倾斜，干流流经拜泉、依安、林甸、杜蒙等县，在林甸县四方堤附近分为西南两支，西支经九道沟后进入扎龙保护区，南支于双阳河水库建成后封闭。流域总面积4 722 km2，南支封闭后流域总面积为4 028 km2，河道全长161 km。

扎龙保护区内部分布众多泡沼，有明水泡208个，另有大面积发育的沼泽，沼泽类型主要是芦苇沼泽。

1.4 保护区工程概况

目前在扎龙湿地周边和内部共建有大型水库2座，另有中型水库8座，小型水库49座，其中乌裕尔河控制面积632.96 km2，双阳河控制面积230 km2。区域引排水工程2处。

2座大型水库分别为乌裕尔河下游以农业灌溉、水产养殖为主的东升水库和双阳河中游以防洪为主的双阳河水库，总库容分别为1.24亿m3和2.98亿m3。其中东升水库工程位于湿地内、林甸县西部三合乡境内，其水源有二:①水库拦截了乌裕尔河来水;②黑龙江省中部引嫩末端补水。东升水库的运行直接影响湿地的水资源格局。

引水工程包括中部引嫩工程、翁海排干。

中部引嫩工程引水能力为每年10.1亿m3，为大庆供水服务。在湿地的西部和东部分别建有八支干、六支干、九支干等供排水工程，可提引嫩江水量进入湿地。

翁海排干位于扎龙自然保护区管理局北约8 km，排干的主要水源是区间水量和灌区弃水。

2 水资源监测站网布设

针对扎龙湿地具体情况，监测站点(断面)布设根据上述布设原则以扎龙保护区为核心布设监测断面;共4个:①入口流量断面7个(包括水位);②出口流量断面4个(包括水位);③核心区水位自计监测站5个;④气象站1个。

3 水资源监测分析

3.1 降水蒸发

1)多年平均降水量和蒸发量:根据扎龙湿地龙安桥站1951—2008年降水资料系列，计算多年平均降水量为422.2 mm，多年平均蒸发量为729.6 mm(大水体蒸发量)，P =25%丰水年份降水量为486.4 mm，P=50%平水年份降水量为411.2 mm，P=75%枯水年份降水量为346.2 mm。

2)内分配和年际变化:根据2005—2008年的龙安桥站的降水实测数据可知:湿地降水，降水年内分配极不均匀，年度降水主要集中在6—9月份，约占全年降水量的66.3% ～91.4%，4—5月份降水量仅占全年降水量的5% ～23.9%。降水量年际变化大，2006年比2007年降水多237.1 mm。

扎龙湿地水面蒸发量主要集中在4—8月份，约占全年的70%，其中6月份最大，占全年的15.2%，1月最小，占全年的0.8%。通过对2005—2008年降水量与蒸发量(Φ 20 cm型蒸发器换算为大型水体水面蒸发量值)的对比可知，除部分年份的6、7月外，扎龙湿地各月平均降水量小于蒸发量，4—5月差值最大，说明区间降水量不能满足维持湿地生态需水要求。

3)降水量多年变化。从扎龙湿地龙安桥站多年平均降水量差积曲线图可以看出，1956—1970年湿地年际呈降水波动状态，基本为平水年，1971—1979年为下降趋势，为枯水期;1980—1994年波动上升，处丰水期;1995—2001年降水量变小，呈波动性下降趋势，处枯水期;2002—2006年降水增加，处丰水期;进入2007年后降水偏少，曲线呈下降趋势。

4)干旱指数。根据2005～2008年龙安桥站蒸发与降水的实测资料计算，湿地干旱指数均＞1，说明水面蒸发能力大于降水，气候干旱。其中2007年干旱指数最大，为1.83，显示2007年是4 a中相对干旱的年份。

3.2 水传播路径分析

通过近年的水资源监测和现场勘测，扎龙湿地的来水大致有如下3个传播路径:

1)乌裕尔河来水:乌裕尔河自富裕县的龙安桥以下进入扎龙湿地，而后经赵三亮子、东升水库西中闸门进入湿地的核心区，流经齐林岛村西、唐土岗子村西、馒头岗北、赵凯和吐木可村中间流过、其中有一支自吐木可村后而过，自肯可村西再穿过滨洲铁路的头道桥、二道桥后经特勒、吐木台、满代、大胜营子村南最后分别流入连环湖、南山湖。

2)双阳河来水:双阳河流至林甸县三合乡境内已无明显河道，河水最后经九道沟流入扎龙保护区的东部边缘地区。经唐土岗子东、牛尾巴岗子、李营子、卧牛岗、当奈村、穿过滨洲铁路的伍代南、北桥后分别流入龙虎泡、连环湖，最后消失于杜蒙草原。

乌裕尔河、双阳河两条河流在赵凯附近互有交叉。当乌裕尔河的来水大于双阳河来水时，乌裕尔河的来水由赵凯桥向东流向卧牛岗;双阳河来水较大时双阳河的来水向西流向吐木可。

3)中部引嫩补水、翁海排干来水。有两条路径:第一条路径，中部引嫩补水通过中引的六支干渠枢纽工程由翁海排干进入扎龙湿地，经吐木可到肯可，过滨洲铁路后分别流入连环湖、南山湖，最后消失于杜蒙草原。第二条路径，中部引嫩补水经八支干第二节制闸向林甸县的东升水库补水，而后由东升水库的中、西闸直接向湿地放水，基本上是按乌裕尔河来水的路径走。

3.3 出入境水量和水量平衡分析

扎龙湿地水量平衡可采用下式计算:

式中:W蓄为扎龙湿地内部蓄存水量的变化;W来为进入扎龙湿地的水量，主要包括有乌裕尔河来水、双阳河来水、翁海排干来水、中引工程补水等;W出为湿地出境水量，大胜营子、哈塔河、五代、特勒等;W损为扎龙湿地内损耗水量，包括水面蒸发损失、植被蒸腾损失、土壤渗漏损失等。

根据2005—2008年扎龙湿地水资源监测的实测资料，计算结果见表2。

3.4 核心区水位时空变化分析

从2005—2008年的监测来看，核心区的全年水位变化较小，水势稳定。通过湿地各水位监测站月均水位过程线的比较，可以看出核心区各站变化趋势基本一致，说明核心区各河段水力要素之间关系密切或互相补偿;对应于龙安桥站的水位变化，核心区水位表现出过程的相似性和时间的滞后性，说明乌裕尔河来水是核心区水文要素变化的主因。相对于龙安桥站的水位过程线，核心区的过程线变化相对平坦，主要是由于进入湿地水流在向下游传播过程中是以河道为主，随着上游来水量增加水流向滩地漫散，河道水流下泄后，滩地水量再向河道补给，这种蓄滞作用使水流向下游传播时间延长，过程线坦化，明显表现出湿地水文的特点。

4 结语

1)扎龙湿地水资源监测站网的建立，初步改变了湿地缺少水文实测资料、湿地研究项目具有局限性和不确定性的问题。随着GEF项目的实施，通过4 a的湿地水资源监测，初步积累了系统翔实的湿地水文资料。

2)湿地降水和蒸发能力的不平衡，是湿地趋向干化的重要原因;自然入境水量时空分布的不均匀性和水量的不足以及水利工程的建设，加剧了湿地的水资源短缺，造成湿地自然环境的破碎化，割裂了自然状态，从而导致湿地环境的恶化;而通过对现有水利工程的科学调度管理，利用中部引嫩工程调引嫩江水量进入湿地，可以补充自然入境水量的不足，确保湿地生态系统能够维持良性循环。

3)应坚持湿地水资源监测项目的长期性和系统性，增加湿地水质、地下水监测等项目，解决湿地部分水文要素没有实测依据的问题，为湿地科研、管理提供长系列和完整的基础数据支撑。

［1］扎龙湿地保护局.扎龙湿地水资源监测项目［R］.齐齐哈尔:扎龙湿地保护局，2009.