[发明专利]一种湿地生态层次化需水量分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及水资源需求预测领域，尤其涉及一种湿地生态层次化需水量分析方法。

背景技术

湿地生态需水属于特殊生态类型的需水问题，与内陆河干旱区平原生态类似，在性质上都属于由径流支撑的非地带性生态系统。但湿地具有泛区域特点：地表水体出现低水径流时水生态系统随之变化，径流量下降导致水生态系统退化，直至河道断流、生态消亡，这是一个普遍性的原理，其根本原因是径流量减少，导致水文连接度的退缩、断裂以及消失。依附于地表水体如河流湖泊等的水生态系统随地表水发生变化，这是一个泛区域的普遍性问题，无论水循环特点如何，水生态系统在低水情况下都有一个临界的变化特性，无论在哪种区域，这个问题总是或多或少、或轻或重地存在。因此，湿地的水循环规律和机理存在着普遍性，与所处的区域无关。

湿地生态需水问题之所以倍受重视，是因为水量锐减，导致湿地生态功能出现严重退化，湿地生态水文结构不稳定，最终导致出现不可逆转的生态灾难事件。其中，两种状态最为关键：一是生态链被破坏，生物量和物种大规模减少，直至消亡，也即湿地活动区消失；二是水体自身消失，即湿地中心区消失。所谓生态需水，需要避免出现上述生态灾难。首先需要研究这种临界状态的水分条件，最重要的特征应该反映本质(机理)、概念清晰、又能够满足实际操作(管理、规划)。因此，湿地生态需水要考虑两个临界点：一是水体自我生存条件；二是生物完整性，即生物生存和繁衍条件。

当前湿地生态需水计算有很多种方法，各种方法各有优缺点，目前尚无统一接受的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种湿地生态层次化需水量分析方法，能够实现工业企业不同层次需水量的合理计算和调控，有效缓解工业企业用水的区域供需矛盾，提高用水效率，节约水资源。

为解决上述技术问题，本发明提供一种湿地生态层次化需水量分析方法，包括以下步骤：

步骤S1、获取湿地中心区和活动区的面积；

步骤S2、根据所述湿地中心区和活动区的面积，计算所述湿地生态层次化需水量。

进一步地，所述湿地生态层次化需水量包括：刚性湿地生态需水、弹性湿地生态需水和奢侈湿地生态需水三个层次，

所述刚性湿地生态需水为最小生态需水量，所述最小生态需水量为维持所述湿地中心区的水量；

所述弹性湿地生态需水为适宜生态需水量与所述最小生态需水量的差，所述适宜生态需水量为维持所述湿地活动区的水体生物完整性的需水量，弹性湿地生态需水与刚性湿地生态需水共同构成合理湿地生态需水；

所述奢侈湿地生态需水为超过所述适宜生态需水量的水量。

进一步地，所述步骤S2中，在所述湿地中心区和活动区的范围内，所述适宜生态需水量采用下式进行计算：

W_E＝W_w+W_p+W_h

式中：W_E为所述适宜生态需水量；W_w为湿地水面蒸发消耗需水量，W_p为湿地植被需水量；W_h为生物栖息地需水量，

其中，所述湿地水面蒸发消耗需水表示所述刚性湿地生态需水，

所述湿地植被需水与所述生物栖息地需水之和表示所述弹性湿地生态需水，

超出所述刚性湿地生态需水和所述弹性湿地生态需水之和部分表示所述奢侈湿地生态需水。

进一步地，所述湿地水面蒸发消耗需水采用下式进行计算：

W_w＝A(E–P)·10³

其中，E表示因水面蒸发量，单位为mm；P为降水量，单位为mm；A为所述湿地中心区的水面面积，单位为km²。

进一步地，所述湿地植被需水采用下式进行计算：

W_p＝A_p(E_p–P_e)·10³

其中，E_p为湿地植被蒸散发量，单位为mm；P_e为湿地植被降水量，单位为mm；A为所述湿地活动区扣除所述湿地中心区的面积，单位为km²。

进一步地，所述湿地植被蒸散发量包括植物叶面蒸腾和棵间土壤蒸发的水量之和。

进一步地，所述湿地植被蒸散发量采用彭曼-蒙特斯公式进行计算。