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水是维系流域生态系统健康发展的重要资源。近年来由于水资源的不合理利用,生产和生活用水挤占了维系生态系统健康的水量,产生了严重的生态环境问题。社会、经济、生态是一个复合的生态系统,要维系生态系统的健康,需要对合理的生态用水进行研究,从而保证“三生”用水系统的共同、协调发展。为了实现这一目标,本研究建立了生态用水配置模型,并以白洋淀流域作为案例区域进行了实例研究,得到了以下的研究成果:
(1)理论体系方面
综合考虑生产、生活和生态需水量以及水资源的可利用量,界定了丰水、平水和枯水三种情景,分别讨论了不同情景下的合理的生念用水配置模型。
丰水、平水和枯水情景代表不同的水资源供给和需求关系,有不同的生态用水目标和配置模型。在丰水情景下,提出应满足生念系统的适宜生态需水量,并且可对可配置区域的林地、草地生态系统进行配置;在枯水情景下,提出应优先保护具有重大意义的生态系统,并建立了优先配置水资源的生态系统的判断准则;平水情景是研究的重点,运用协同学原理指导模型的构建过程:建立了“三生”用水系统演变模型,运用支配原理计算得到控制系统变化的序参量,进而建立了生态用水协调配置模型,基于此模型可以得到合理的生态用水比例,既保证生态系统健康发展,又保证生产生活系统协调发展。
(2)案例研究方面
运用以上建立的理论和模型,对白洋淀流域合理的生态用水进行了研究。经过核算确定2010年白洋淀流域属于平水情景,并运用已有的数据得到了白洋淀流域“三生”用水系统演变模型,并计算得出系统的序参量,运用构建的生态用水协调配置模型,得出合理的生态用水比例,从而计算出水资源配置时白洋淀流域需配置的生态用水量。