云南省騰沖北海濕地徑流區(qū)水文特性分析VIP

云南省騰沖北海濕地徑流區(qū)水文特性分析

作者：馮春紅

作者單位：云南省水文水資源局保山分局

摘要：濕地是一種最富生物多樣性的生態(tài)系統(tǒng),騰沖北海濕地是國家重點(diǎn)濕地之一。運(yùn)用水文調(diào)查與分析評(píng)價(jià)方法,對(duì)北海濕地徑流區(qū)包括降水量、蒸發(fā)、徑流、泥沙、水質(zhì)等水文要素的基本特性進(jìn)行分析,結(jié)果顯示:騰沖北海濕地徑流區(qū)降水量豐沛,時(shí)空分布不均,年降水量1750mm,暴雨以單點(diǎn)暴雨為主;年徑流量2345萬m3,年內(nèi)分配與降水量基本一致,年際變化明顯,洪水歷時(shí)1d左右;濕地流域水土流失輕微,湖內(nèi)水質(zhì)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。分析成果為加強(qiáng)騰沖北海濕地保護(hù)和開展?jié)竦乜茖W(xué)研究提供了一定的技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：濕地徑流區(qū);水文特性;濕地徑流;騰沖縣;

0、前言

濕地是水陸系統(tǒng)相互作用形成的獨(dú)特生態(tài)系統(tǒng),是自然界最富生物多樣性和生態(tài)功能最高的生態(tài)系統(tǒng),被喻為"地球之腎";。具有調(diào)節(jié)徑流、控制洪水、凈化水質(zhì)、潔凈空氣、降溫散濕的環(huán)境調(diào)節(jié)功能,能夠控制土壤侵蝕、防風(fēng)護(hù)堤,是眾多野生瀕危動(dòng)植物,特別是珍稀水禽的棲息、繁殖、遷徙、越冬集聚之地,故也被稱為"物種基因庫";。

騰沖縣北海濕地是1994年12月國家首批公布的全國33處國家重點(diǎn)濕地之一,也是云南省唯一的國家濕地保護(hù)區(qū),2005年1月被列入省級(jí)自然保護(hù)區(qū)。保護(hù)區(qū)面積16.29km2,其中:核心區(qū)3.50km2,緩沖區(qū)4.46km2,實(shí)驗(yàn)區(qū)8.33km2,現(xiàn)狀水面面積0.43km2。北海濕地是亞熱帶火山熔巖堰塞湖,是西南唯一高原火山堰塞湖沼澤濕地。

1、基本概況

1.1、地理位置

騰沖縣地處云南省西部邊陲,位于東經(jīng)99°05′~98°46′,北緯24°38′~25°52′之間。東以高黎貢山山脊與隆陽區(qū)交界,南以龍川江與龍陵縣相望,西南與梁河、盈江兩縣毗鄰,正西和西北與緬甸接壤,東西最大橫跨距69km,南北最大縱距137km,國境線長148km,國土面積5687km2。騰沖北海濕地位于騰沖縣北部北海鄉(xiāng)雙海村,地處北緯25°06′24″~25°08′38″,東經(jīng)98°30′30″~98°34′50″之間,距北海鄉(xiāng)政府交通距離約11km,距騰沖縣城交通距離12km,距昆明市交通距離785km。

1.2、地形地貌

北海濕地地處橫斷山南緣,所屬區(qū)域地勢北高南低、東北高西南低,濕地內(nèi)東西兩面山體坡面較陡,南北平緩,湖泊出水口在南邊凹地。北海濕地流域內(nèi)最高海拔2756.1m,最低點(diǎn)為北海出水口附近,海拔1725m。大部分山地海拔在1750~2500m之間,是構(gòu)成山原地貌的主體類型。區(qū)內(nèi)構(gòu)造線以南北向?yàn)橹?由花崗巖體構(gòu)成數(shù)列南北延伸的山地。

1.3、氣候

騰沖縣北海濕地位于亞熱帶北緣,屬亞熱帶季風(fēng)氣候,冬無嚴(yán)寒,夏無酷暑,四季溫和,干濕分明。夏秋季節(jié)主要受來自印度洋孟加拉灣西南暖濕氣流及北部灣的東南暖濕氣流控制,濕熱多雨,降雨量充沛。冬春季節(jié)受北方冷氣團(tuán)控制,有冬無嚴(yán)寒且干燥少雨的氣候特點(diǎn)。該地區(qū)年平均氣溫14.7℃,最高氣溫30.5℃,最低氣溫-4.2℃,≥10℃積溫4639.7℃;年日照時(shí)數(shù)2138.2h。多年平均降雨量1750mm,年均蒸發(fā)量1002.5mm,相對(duì)濕度79%。主導(dǎo)風(fēng)向西南風(fēng),8-9月多北風(fēng),平均風(fēng)速2.3m/s,最大風(fēng)速18.7m/s。

1.4、土壤植被

騰沖縣地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、土壤種類豐富。騰沖縣北海濕地面山土壤類型為黃紅壤,濕地湖床的沉積物為火山噴出碎屑物的風(fēng)化物,其下為50余m厚的硅藻土沉積物,自然土表層有10~30cm的未分解或半分解枯枝落葉腐殖質(zhì)層,其下為黏重、緊實(shí)的淀積層,顏色為黃至棕黃色。氮、鉀含量均屬中等水平,是典型的缺磷土壤。由于土壤淋溶強(qiáng),鹽基飽和度低,土壤酸度大,pH值小于6.0。

北海濕地是陸生生態(tài)系統(tǒng)向水生生態(tài)系統(tǒng)的過度地帶,區(qū)內(nèi)既包括陸生植被和水生植被。濕地周邊原生陸生植被為半濕潤常綠闊葉林和中山濕性闊葉林。但是由于人為開發(fā)歷史時(shí)間長,破壞嚴(yán)重,除少量次生林外,大部分為針葉林和灌叢,濕地水生植被屬于云南高原淺水植物濕地和泥炭蘚區(qū),植被類型屬于湖泊水生植被,可分為挺水植物群落及沼澤植被、漂浮植物群落、浮葉植物群落和沉水植物群落4個(gè)亞植被類型,以及6個(gè)群系組、16個(gè)群系。北海濕地林草覆蓋率約50%。

1.5、流域水系

騰沖北海濕地屬伊洛瓦底江水系,是大盈江的發(fā)源地,大盈江上游騰沖段稱大沙河,騰沖水文站以下稱疊水河,中游梁河縣境內(nèi)稱南底河,在盈江縣舊城區(qū)下拉線匯合后叫大盈江,過虎跳石后從南奔江口出國境,流入緬甸伊洛瓦底江,最后流入孟加拉灣。北海濕地徑流面積21.75km2,流域水量均由大氣降雨補(bǔ)給,有多條山澗溪流和泉水注入濕地湖內(nèi)。北海濕地現(xiàn)狀水面面積0.43km2,常年水位高程1730m,最大水深約6m,濕地蓄水量48.23萬m3。

2、水文特性分析

2.1、降水

2.1.1、多年平均降水量

騰沖北海濕地地處低緯度西南季風(fēng)氣候區(qū),由于受印度洋暖濕氣流的影響,加上地形地貌復(fù)雜,植被良好,相對(duì)高差大,氣溫、降水、日照地區(qū)分布和垂直分布差異明顯,各水文要素隨高程的變化規(guī)律較為明顯,具有低緯度氣候、季風(fēng)氣候、山地氣候特征。濕地徑流區(qū)內(nèi)無實(shí)測水文資料,本文借用相鄰地區(qū)的龍窩田、花園、雙海、芹菜塘、三家村、騰沖水文站6個(gè)雨量站多年平均降水資料,結(jié)合保山地區(qū)降水量等值線圖推求北海濕地徑流區(qū)多年平均降水量。通過分析計(jì)算,騰沖北海濕地多年平均降水量為1750mm,折合水量為3806萬m3。

2.1.2、降水量年內(nèi)分配

騰沖北海濕地一年中四季不明顯,唯有干季和雨季之分,造成降水量在年內(nèi)分配極不均勻,大量集中在汛期5-10月份。干季(11月至翌年4月)降水量占年降水量的16.2%,雨季(5-10月)降水量占年降水量的83.8%,僅6-7月降水量占年降水量的44.1%。北海濕地多年平均年降水量年內(nèi)分配見表1。

2.1.3、降水量年際變化

騰沖北海濕地降水量主要受大氣環(huán)境影響,經(jīng)P?Ⅲ頻率曲線適線分析計(jì)算,北海濕地歷年降水量變差系數(shù)Cv值為0.14,取Cs=2Cv,騰沖北海濕地豐水年(P=5%)降水量為2083mm,平水年(P=50%)降水量為1733mm,枯水年(P=95%)降水量為1243mm。

2.1.4、暴雨

根據(jù)云南省暴雨氣候區(qū)劃成果資料,北海濕地所在區(qū)域?qū)俚嵛髂隙啾┯陞^(qū),暴雨受西南暖濕氣流影響,主要由冷鋒低槽、冷鋒切變及孟加拉灣低壓等天氣系統(tǒng)造成,其暴雨具有明顯季節(jié)性,暴雨主要發(fā)生在6-10月,其中尤以6、7、8三個(gè)月出現(xiàn)最多。受地形、水汽輸送等條件的影響,暴雨籠罩范圍小,多以單點(diǎn)暴雨為主,暴雨時(shí)空分布不均。根據(jù)騰沖氣象站實(shí)測暴雨統(tǒng)計(jì)資料和《云南省暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖集》(2007年)進(jìn)行分析,騰沖北海濕地最大1、6、24h暴雨均值分別為30mm、48mm、73mm。

2.2、蒸發(fā)

2.2.1、水面蒸發(fā)量

騰沖北海濕地年平均水面蒸發(fā)量采用相鄰的騰沖氣象站實(shí)測蒸發(fā)資料推求。根據(jù)騰沖氣象站1951-2002年的實(shí)測蒸發(fā)量資料,計(jì)算推求得出北海濕地多年平均水面蒸發(fā)量為1002.5mm。北海濕地多年平均水面蒸發(fā)量年內(nèi)分配見表2。

表1北海濕地徑流區(qū)多年平均年降水量年內(nèi)分配表

表2騰沖北海濕地徑流區(qū)多年平均水面蒸發(fā)量年內(nèi)分配表

2.2.2、陸面蒸發(fā)量

騰沖北海濕地多年平均陸面蒸發(fā)量為其流域多年平均降水深與多年平均徑流深之差,計(jì)算得多年平均陸面蒸發(fā)量為672mm。

2.3、徑流

2.3.1、多年平均徑流量

騰沖北海濕地徑流主要來源于降水補(bǔ)給,騰沖北海濕地?zé)o實(shí)測徑流資料,下游12km處的騰沖水文站為國家基本水文站,該站于1953年設(shè)立至今,有60年實(shí)測徑流資料,以騰沖水文站為參證站對(duì)騰沖北海濕地進(jìn)行徑流分析。

經(jīng)過分析計(jì)算,北海濕地徑流面積為21.75km2,徑流區(qū)多年平均年徑流量為2345萬m3,平均流量為0.74m3/s,平均徑流深為1078mm,徑流分布與多年平均年降水量分布基本一致,徑流系數(shù)為0.62。

2.3.2、徑流量的年內(nèi)分配

騰沖北海濕地徑流量年內(nèi)分配與降水量年際分布基本一致,多年平均汛期(5-10月)徑流量可占全年的67%,最大值一般出現(xiàn)在7、8、9月,非汛期(11月至翌年4月)徑流量只占全年的33%,最小值一般出現(xiàn)在4、5月,騰沖北海濕地多年平均年徑流量年內(nèi)分配見表3。

表3北海濕地徑流區(qū)多年平均年徑流量年內(nèi)分配表

2.3.3、徑流量的年際變化

騰沖北海濕地年徑流量的年際變化明顯,年徑流變差系數(shù)Cv值為0.18,取Cs=2Cv,豐水年(P=5%)徑流量為3026萬m3,平水年(P=50%)徑流量為2322萬m3,枯水年(P=95%)徑流量為1712萬m3。

2.3.4、洪水

騰沖北海濕洪水均由暴雨形成,地區(qū)分布及發(fā)生時(shí)間與暴雨基本一致。洪水多發(fā)生于6-10月,少數(shù)年份發(fā)生在5月或11月。一般情況,發(fā)生全流域大暴雨的機(jī)率較小,多為區(qū)域性的洪水。北海濕地流域河流較短,河道比降較大,屬山區(qū)性小河流。洪水具有陡漲陡落、單峰尖瘦、峰高量小、歷時(shí)短的特點(diǎn),一次洪水歷時(shí)在1d左右。經(jīng)分析計(jì)算,50年一遇(P=2%)洪峰流量為112m3/s,24h洪量為160萬m3。

2.4、泥沙

北海濕地項(xiàng)目區(qū)無實(shí)測泥沙資料,鄰近區(qū)域也無流域情況相近、下墊面條件基本相似的實(shí)測泥沙站點(diǎn)資料。通過對(duì)北海濕地實(shí)地調(diào)查,北海濕地徑流區(qū)植被較好,北海濕地流域內(nèi)低平地多數(shù)為耕作農(nóng)田,水土流失輕微,水域基本無侵蝕,水土流失主要發(fā)生在植被稀疏的山地,水土流失類型為水力侵蝕,從侵蝕程度上看,大多數(shù)為輕度侵蝕和微度侵蝕。根據(jù)《云南省2004年土壤侵蝕遙感調(diào)查報(bào)告》,結(jié)合北海濕地侵蝕現(xiàn)狀,采用面積加權(quán)法計(jì)算得北海濕地綜合土壤侵蝕模數(shù)為500t/km2-a。根據(jù)多年平均土壤侵蝕模數(shù),北海濕地徑流區(qū)多年平均輸沙量為10875t,懸移質(zhì)沙量、推移質(zhì)沙量按15%的經(jīng)驗(yàn)比例劃分,懸移質(zhì)和推移質(zhì)單位體積質(zhì)量分別取1.4t/m3和1.8t/m3,北海濕地徑流區(qū)多年平均輸沙量為7422m3,多年平均懸移質(zhì)含沙量為0.44kg/m3。多年平均輸沙量成果見表4。

表4北海濕地徑流區(qū)多年平均輸沙量成果表

2.5、水質(zhì)

根據(jù)騰沖縣環(huán)境監(jiān)測站2007-2010年對(duì)北海常規(guī)監(jiān)測資料顯示,北海濕地水質(zhì)狀況良好,可達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。2013年1月云南省水環(huán)境監(jiān)測中心保山分中心對(duì)北海濕地庫內(nèi)水體進(jìn)行了水質(zhì)采樣檢測,按單因子法評(píng)價(jià),水質(zhì)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。2013年水質(zhì)檢測成果見表5。

表52013年北海濕地水質(zhì)監(jiān)測成果表

3、結(jié)語

通過以上分析可以看出:騰沖北海濕地徑流區(qū)氣候濕潤,植被良好,降水量豐沛,降水時(shí)空分布不均勻。暴雨具有明顯季節(jié)性,以6、7、8三個(gè)月出現(xiàn)最多,以單點(diǎn)暴雨為主。北海濕地流域徑流均由大氣降雨補(bǔ)給,徑流量年內(nèi)分配與降水量基本一致,年際變化明顯。洪水均由暴雨形成,多為區(qū)域性的洪水,具有陡漲陡落、單峰尖瘦、峰高量小、歷時(shí)短的特點(diǎn),一次洪水歷時(shí)在1d左右。濕地流域多為輕度侵蝕和微度侵蝕,水土流失輕微。根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果顯示,濕地湖內(nèi)水質(zhì)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),水質(zhì)良好。

騰沖北海濕地現(xiàn)已經(jīng)成為騰沖縣旅游的一大亮點(diǎn),吸引著越來越多的游客前去觀光旅游,同時(shí)也吸引了很多商家的目光。隨著旅