【摘要】：莫莫格國家級自然保護區(qū)是我國重要的內陸濕地、水域生態(tài)系統(tǒng)與珍稀濕地鳥類的自然保護區(qū),是鎮(zhèn)賚縣重要的生態(tài)支柱。然而,從上世紀70年代開始,隨著氣候條件的改變以及人類活動的加劇,莫莫格自然保護區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)遭到了破壞。截至2012年,莫莫格自然保護區(qū)濕地面積已經減少了一半以上,地下水位持續(xù)下降,生態(tài)系統(tǒng)功能退化,生態(tài)環(huán)境十分脆弱。2013年吉林省水利廳啟動實施“河湖連通工程”,為包括莫莫格國家級自然保護區(qū)在內的吉林西部地區(qū)的湖泡供水,改善當地的生態(tài)環(huán)境。工程引水量過多會對引水河段及下游的生態(tài)系統(tǒng)和水文情勢產生影響,同時也會造成水資源的浪費。為了減少引水工程對環(huán)境的影響,避免浪費資源,制定科學合理的引水方案成為引水工程的關鍵問題。基于此,本文以“吉林西部供水工程”為依托,在對比分析現行的幾種優(yōu)化方法基礎上,針對研究區(qū)參數和變量的不確定性問題,結合研究區(qū)的水文和生態(tài)特性,根據參數和變量的取值區(qū)間,采用不確定性條件下的區(qū)間規(guī)劃方法,首先計算出了適合莫莫格自然保護區(qū)濕地的生態(tài)需水量。其次,將水利效益、生態(tài)效益和經濟效益三者結合,根據工程設計方案、區(qū)域環(huán)境特征,構建了適合莫莫格國家級自然保護區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務價值指標體系,計算了引水工程的生態(tài)系統(tǒng)服務價值。然后,本文根據莫莫格國家級自然保護區(qū)的具體情況并聯系工程實際,考慮生態(tài)效益,以減少引水量為目標,運用區(qū)間規(guī)劃方法,建立基于不確定性條件下的區(qū)間優(yōu)化模型,從而得到引水量最少的優(yōu)化方案。經計算,本文得出的優(yōu)化方案與工程規(guī)劃方案相比,總引水量減少300~2220×10~4m~3,總引水量降低幅度在[3.69%,27.32%]之間,達到了在保證生態(tài)效益的條件下減少引水量的目的。從優(yōu)化方案的結果看,總引水量的減少主要是引洪水量的減少,而常態(tài)引水量減小的很少。因此,為了提高過境水利用率,充分利用洪水資源,根據優(yōu)化模型的結果,最后,本文在優(yōu)化方案的基礎上進行了再優(yōu)化。再優(yōu)化方案的下限結果與第一次優(yōu)化方案的下限結果對比,引洪水量提高了3.14倍。再優(yōu)化方案,提高了過境水利用率,實現了洪水資源的充分利用,減少了對莫莫格國家級自然保護區(qū)及引水河段下游的水文情勢及生態(tài)環(huán)境的影響,優(yōu)化了工程的引水調度,為決策者提供了有效的數據支撐和科學的理論依據,對于河湖連通工程理論的實踐應用做出了重要探索。
【學位授予單位】：長春工程學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X171;TV67
【圖文】：

1.1 研究背景莫莫格國家級自然保護區(qū)位于我國吉林省西部地區(qū)，是中國以及國際上的重要濕地，也是東方白鸛等珍稀鳥類的重要遷徙停歇地。該區(qū)域是吉林省乃至全國重要的糧食和畜牧業(yè)生產基地，同時具有豐富的石油資源，有著長期的石油開采活動。上世紀 50～60 年代，莫莫格國家級自然保護區(qū)地勢平坦，松花江、嫩江、洮兒河和霍林河等河流通過洪泛作用在沿岸及低洼區(qū)形成了數量眾多的泡沼及濕地，具有生物多樣性保護和蓄滯洪水等重要生態(tài)功能，如圖 1-1 所示。其中莫莫格濕地位于嫩江與洮兒河交匯處，二龍濤河自西北至東南穿過整片濕地，天然狀態(tài)下三條河流洪泛的作用共同塑造了莫莫格濕地，湖泡濕地與江河之間的水力聯系緊密，魚類區(qū)系組成一致，水生生物物種交流頻繁。同時保護區(qū)內降水及過境水資源豐富，河湖互濟、漁興牧旺、草茂糧豐、碧水藍天，白鶴翩然起舞，魚兒在湖中跳躍，野生動、植物隨處可見，勾繪出一幅人與自然和諧發(fā)展的畫面[1]。

莫莫格自然保護區(qū)湖泡濕地現狀如圖 1-2 所示。圖1-2 莫莫格自然保護區(qū)現狀湖泡濕地示意圖2013年，吉林省啟動實施“吉林西部地區(qū)河湖連通”生態(tài)水利工程，在松原、白城及長春等8個縣（市、區(qū)），依托當地自然河湖水系及已建的水利工程，新建、改建、擴建渠道，構建引、蓄、提、灌、排相結合的河湖連通工程體系，將河流洪水期富余的水量和灌區(qū)退水引到天然湖泡中存蓄，形成河網密布、集中連2

莫莫格自然保護區(qū)實施吉林西部供水工程后湖泡濕地面積預計恢復效果圖如圖1-3所示。圖1-3 莫莫格自然保護區(qū)工程恢復效果圖然而，“河湖連通”工程涉及區(qū)域廣，研究范圍內河流和湖泡關聯錯綜復雜，引水過程和可利用的水資源量存在較多不確定因素，可能造成工程目標無法實現及水資源浪費等現象，導致工程實施效果及產生的效益存在不確定性。因此，針對莫莫格自然保護區(qū)“河湖連通”工程中存在的各種不確定性進行優(yōu)化調控，對促進工程建設和實施濕地生態(tài)恢復具有重要意義[6-8]。3

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本文編號：2784609