河湖保护与修复的理论与实践
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基于综合效益发挥的南方平原区城市湖泊景观水位

余明勇1,张海林2

(1.湖北省水利水电科学研究院,武汉 430070;2.华中师范大学城市与环境科学学院,武汉 430079)

摘 要:在总结景观水位与景观环境需水量研究现状的基础上,探讨了湖泊景观水位的概念、特征,认为湖泊景观水位受防洪排涝、市政排水、灌溉、河湖水资源量、航运、生态需水量及调水量等多方面因素的影响。针对景观湖泊的特征,在分析汛期、枯水期城市湖泊景观水位主要影响因素的基础上,采用综合协调景观湖泊各种功能的方法,分别建立汛期、枯水期城市湖泊景观水位的定量计算模式。以王母湖为例,采用该模式计算湖泊景观水位。结果表明:汛期将王母湖景观水位维持在22.5m,高于水资源综合利用要求水位21.2m,既有利于防洪排涝安全,又可发挥湖泊灌溉、航运效益,保证鱼类生存;将枯水期景观水位维持在21.9m,休闲活动平台距水面的距离小于0.5m,需补水936.2万m3,这时水景观效果与外流域引调水量及投资最优,可以满足游船航行、最低生态需水的要求。

关键词:湖泊景观水位;计算方法;王母湖

资助项目:水利部公益性行业科研专项项目(201101062)资助。

随着生态旅游的兴起,湖泊景观与娱乐用水成为湖泊综合治理、水生态环境修复与保护的一项重要内容[1]。城市景观湖泊是城市中重要的休闲娱乐场所,必须具备良好的景观功能,为居民和游客提供良好的亲水空间。然而,由于没有科学规划湖泊景观水位,汛期一些城市景观湖泊的景观设施频繁遭受洪水侵袭,影响了湖泊景观功能的正常发挥[2],造成了一定的经济损失。在枯水期,如遇干旱年份,湖泊水位很低,湖岸及湖床裸露,影响了景观湖泊的景观效果和功能。

目前对景观水位的概念已有了一定的研究:张代青[3]给出了维持河流景观需水量的概念框架,即维持河流系统与其周边环境所需水量。但该概念框架未以城市湖泊为研究对象,且未明确景观水位包含的内容及涉及的范围。对景观水位计算方法的研究鲜见报道且仅限于国内[4],均以根据经验或水文条件直接给出为主,湖泊如北京市福海、北海、郑州市龙子湖[5]等,河流如广州市河涌[6]、西安市护城河[7]、福州市内河[1]等。这些景观水位的确定均缺乏科学依据,仅王佰伟等[2]提出应统筹考虑汛期景观河道的各种功能,采用多目标优选的密切值法计算小清河济南市城区段合适的汛期景观水位。此外,刘光莲[8]结合龙口市黄水河湿地公园的景观功能,假设了3种湿地景观水位,但缺乏科学依据。

景观需水量方面的研究主要集中在河流的景观需水量,且以估算法为主。如王西琴等[9]提出假设法来确定河流维持原有自然景观并保证其不干涸平均所需补充的水量;卞戈亚等[10]采用人均水面面积指标乘以景观区人口数计算法,来衡量和确定维持景观、娱乐的水面面积和河流流量;崔树彬[11]提出景观和水上娱乐需水量一般应在河流生物学需水量的基础上兼顾,对于特别重要的河段,也可以依据观光旅游或水上娱乐高峰季节所需要的水面面积及水深等参数,采用湿周法或其他方法进行计算或确定;喻泽斌等[12]则采用权重-属性决策分析法确定河流景观生态环境需水量。国外以研究水位变化与郊野地区湖库、湿地景观的相互联系、相互制约关系为主:Bleser[13]研究了水位变化对湖泊土地景观、生物群落景观的影响;Stamou等[14]采用水质模拟与景观美学方法确定了山丘区湖泊的最低水位。在美国,联邦政府制定了《原生自然与风景河流法》,将部分河流划定为自然风景类河流,供人们休闲娱乐和观光旅游[15]

上述研究成果对景观水位的综合研究具有一定的借鉴意义,但存在如下问题:①景观水位的概念与内涵不明确;②景观水位与景观需水量的计算主要以河流为研究对象,湖泊景观需水量的计算与衡量未见报道,特别是城市湖泊景观水位基本未涉及;③湖泊、河流景观水位多数根据经验或水文条件来确定,未能很好地考虑城市防洪排涝、市政排水、河湖水资源量、生态需水量、水景观功能类型、水文条件等各项因素的影响,没有提出科学合理的计算方法;④未提出湖泊景观水位的评价标准。由于目前我国关于湖泊景观水位的研究基本停留在经验判断与定性分析阶段,因此本文针对国内研究存在的问题以及城市景观湖泊的特征,探讨湖泊景观水位的概念、特征,建立湖泊景观水位的计算方法体系,并以王母湖为例,确定湖泊景观水位,以期为湖泊景观建设和湖泊综合治理提供科学依据。