考虑非传统水资源的城市河流生态需水规律及优化配置

随着经济高速发展，我国城市水资源极度紧张，城市河流面临水量短缺、水质恶化、水生态系统隔绝的多重困扰。本研究针对城市河流强烈人为干扰和高度人控的特点，以北京市北环水系为例，在系统识别城市河流生态需水的内涵与特征的基础上，视其生态需水与人为调控为整体，建立基于水动力-水质-水生态效应的城市河流生态需水耦合模型，系统模拟非传统水资源补水条件下城市河流水动力因子、水质因子与关键水生态因子的相互关系，确定其量质属性阈值及时空变化。探讨不同水源对城市河流的改善机制与效率，构建多水源、多水质的城市河流生态需水优化配置模型，寻求符合可持续发展理念的城市河流生态需水优化配置模式与途径。该研究将完善河流生态需水的理论基础、丰富河流生态需水的量化方法体系、强化城市河流生态需水理论的应用价值且为城市非传统水资源的高效利用提供技术支持。

本课题针对城市河湖受强烈人为干扰和高度人控的特点，系统识别了城市河湖生态需水的量质耦合特征。重点研究了非传统水资源补给条件下水源多变、水质复杂所导致的河湖生态需水配置科学性问题。构建了水量、水质多要素耦合的城市河湖生态需水模型，揭示了受污染胁迫的河湖生态需水规律，确定了污染胁迫下的典型城市河湖生态需水阈值，并与采用功能设定法的城市河湖理想生态需水量进行对比，结果进一步肯定了本研究提出的耦合模型计算结果的科学性。进而构建了考虑地表水、地下水、再生水、跨流域调水等多水源、社会、经济、生态、环境等多目标保障的城市河湖生态需水优化配置数学模型，获得了不同水文条件下的水资源优化配置方案。在此基础上，对河湖生态补水的生态效应进行了定量分析，从生态调度对河湖水量、水质、水生态因子等重要指标进行了综合评述，进一步为寻求符合可持续发展理念的河湖生态需水优化配置模式与途径提供了科学验证。该研究从城市河湖的固有特征出发，进一步完善生态需水的理论基础、丰富生态需水的量化方法体系、强化河湖生态需水理论的应用价值且为城市非传统水资源的高效利用提供技术支持。