三门峡水库运行水位对湿地水文过程影响研究

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1、三门峡水库运行水位对湿地水文过程影响研究毛战坡彭文启王世岩周怀东中国水利水电科学研究院，北京，100038摘要：在河流上大规模筑坝拦截河流水量，是河流生态环境受人为影响最显著、最广泛、最严重的事件之一，是河流生态系统研究的热点问题。本文通过对三门峡库区湿地生态系统的水文过程及主要影响因素的调查和分析，研究水库运行水位变化对湿地生态系统水文过程的影响及主要生态效应，为恢复和维持河流生态系统健康提供依据。研究发现，降低水库运行水位，库区湿地面积将大幅度减少，湿地生态需水供给受阻，湿地生境状况出现不利变化，部分湿地将丧失原有的生态功能；湿地生态系

2、统的水文过程变化将导致湿地多样性和景观结构、格局发生明显变化，严重影响区域的景观格局和生态安全；水库运行水位降低，将使库区周边地下水位降低，使地下水的供需平衡更趋恶化。鉴于生态问题的复杂性，需要对运行水位的生态效应进行长期、全面研究，以便采取有效的控制措施和对策。关键词：三门峡、运行水位、湿地、水文过程1前言随着社会经济发展，在河流上大规模筑坝拦截河流水量（发电、灌溉、控制洪水等），是河流生态环境受人为影响最显著、最广泛、最严重的事件之一[1]。根据世界大坝学会的统计，目前全世界有36,000座大中型水坝在运行，控制着全球20%左右的径流量

3、[2]。在中国，长江、黄河等主要河流的梯级水库以惊人速度进行，部分河流缺乏有效管理引起河流断流、水污染严重等，严重影响河流生态系统结构、功能[3～6]。大坝人为改变河流原有的物质场、能量场、化学场和生物场，直接影响生源要素在河流中的生物地球化学行为，包括河流生源要素输送通量、赋存形态、组成比例等，进而改变河流生态系统的物种构成、栖息地分布以及相应的生态功能[7-8]。鉴于水坝拦截造成河流、区域生态环境的改变，国内外对河流生态系统的响应过程广泛重视，成为目前河流生态研究的重要领域之一。三门峡水库位于河南省三门峡市和山西省平陆县境内，是黄河上兴

4、建的第一座水利枢纽工程。三门峡水库工程建设经历兴建、两次改建和改变运用方式的曲折历程，经过工程改建，在黄河防洪、防凌、灌溉、供水和发电等方面发挥巨大作用[9]。三门峡枢纽建成后，导致潼关高程抬高、渭河下游泥沙淤积、河道萎缩以及库区生态环境恶化，成为社会关注的生态环境焦点问题之一。鉴于三门峡水库库区已形成稳定的湿地生态环境系统，在调节径流、控制污染、调节气候、美化环境、保护生物多样性等方面起着重要作用。同时，库区湿地位于黄河中游，在我国生态安全和黄河生命健康中具有难以取代的生态功能。因此，全面分析不同运行水位下的库区湿地生态系统水文过程，揭示

5、水位变化对区域湿地的生态效应，为优化运行水位提供技术支撑，实现人与自然的和谐发展。2研究方法三门峡库区包括陕西、山西、河南等部分区域，区内分布有代表性的湿地生态系统，是许多珍稀水禽的越冬地和栖息地和主要的物种分布区域。库区湿地是黄河中游最具有代表性的区域，类型多样，是中国湿地生物多样性的典型地区。由于湿地生态系统研究的复杂性以及研究资料的具备情况，根据三门峡库区湿地生态系统的分布区域、生态特征以及水库运行水位，通过对库区湿地进行实地勘查，收集湿地生态系统的物种分布、水文状况、运行水位以及珍稀物种栖息地特征等资料，同时根据不同时期的文献资料，

6、分析湿地生态系统在不同运行水位的生态特征以及主要影响因素，包括湿地生态系统特征、库区湿地生态功能以及不同运行水位下的湿地动态变化等方面，从而定量、定性分析运行水位变化对区域湿地生态系统水文过程的影响。1943研究结果3.1区域湿地生态系统特征在三门峡水库蓄水运行的40多年，由于库区水面增加以及周期性的水位涨落（每年11月～次年4月，水库蓄水增加水面，而4～11月份，水库放水减少水面面积，大量滩地露出），在库区形成大面积的、不同类型的湿地，包括河流湿地、滩地、水塘、湖泊湿地等，通过地表水、地下水与河流水体进行水量交换，水位急剧变化直接影响湿地

7、生态特征和景观格局。区域湿地生态系统的主要特征如下。3.1.1三门峡库区湿地是多类型湿地的复合体三门峡库区湿地是多类型湿地的复合体，体现非地带性特征，在空间分布上表现出跨地带性、间断性和随机性，造成库区湿地生态系统的复杂性。湿地类型包括河流湿地、库塘湿地、滩涂湿地等，其中河流湿地主要位于库区河流边缘，水文特征的显著特点是受河流径流周期性的变化影响，地表常年有水；库塘湿地主要通过水库高水位进行水量补充，包括圣天湖、伍姓湖等，而在低水位情况下，库塘通过地下水向黄河进行补给；滩涂湿地主要位于三门峡水库的库周区域，在高水位季节湿地淹没，部分区域通过

8、地下水进行物质和养分的补充，而在水库畅泄季节处于干旱状态，具有明显的水陆交错带的生态系统特征，也是最容易受到外界干扰的湿地生态系统。主要通过水文过程，互相转化、互相影响、互相依存