1、桂林市会仙岩溶湿地水资源特征及有效调控黄奇波1,2,4,邹胜章1,2,4,覃小群1,2,陈学军3,代俊峰3,焦友军1,2,4,李腾芳1,2,4,莫凌云3,宋宇3(1.中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室/联合国教科文组织国际岩溶研究中心,广西桂林541004;2.广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站,广西平果531406;3.桂林理工大学,广西桂林541004;4.广西岩溶资源环境工程技术研究中心,广西桂林541004)摘要:会仙湿地是“漓江之肾”,对漓江补水和生态环境改善具有重要作用,但湿地水资源调蓄功能较弱,严重制约了湿地功能的发挥。本研究以会仙湿地为
2、示范区,对湿地核心区狮子岩地下河系统和睦洞湖分散排泄系统流量进行了一个水文年的观测,并实施水资源调控措施。结果表明:会仙湿地岩溶含水层对大气降雨具有一定的调蓄作用,但调蓄功能较弱,雨季后若连续 2 个月无降雨地下河基本断流;会仙河通过桂柳古运河补给睦洞湖,补水效果取决于会仙河大坝的蓄水高度,当会仙河大坝蓄水高度小于 149.25m 时,会仙河无法对湿地进行有效补水,对该大坝重修可增加对睦洞湖湿地的补水效果。针对狮子岩地下河系统具有管道集中径流、流量大、水量充足的特征,在地下河采取了上游“蓄”和“引”,中游“堵”,下游“拦”的三级调控工程使地下河水位从出口到八仙湖段 1km 范围内提高 70cm
3、,可缩短狮子岩地下河溶洞湿地低水位期 1 个月以上。针对睦洞湖分散排泄系统地下水具有分散排泄的特征,采取出口“拦”的水资源调控技术,成功将出口水位抬高 30cm,核心区水位抬高 1020cm,使睦洞湖湿地低水位期推迟 2 个月以上。关键词:会仙岩溶湿地;蓄水高度;地下河系统;分散排泄系统;桂林中图分类号:P641.8文献标识码:A文章编号:10014810(2023)04072211开放科学(资源服务)标识码(OSID):0引言会仙岩溶湿地被誉为“漓江之肾”,是漓江流域最大的喀斯特地貌原生态湿地,具有保持水源、净化水质、蓄洪抗旱、维护生物多样性等环境调节功能和生态效益,自然潜力与经济潜力巨大1
4、3。然而,会仙岩溶湿地水资源调蓄能力有限,面积季节变化大,涝期过涝,旱期过旱,水资源调蓄功能较弱46。经过前期监测显示,一个水文年中湿地水面标高处于147.5150.2m 之间78,周边地面高程在149.6150.0m之间,当水位高于 149.8m 时,会造成大片耕地被淹没,枯水期湿地水位又容易降到 149.0m 以下,一个水文年内湿地水面频繁波动导致湿地面积变小或淹没耕地,严重影响村民的生产生活用水和湿地景观面貌,水资源问题成为制约湿地开发与保护的关键因素910。前人对湿地形成的地质背景11、水文地质条件12、水位动态78、地下水均衡13、地下水污染1421等方面进行了大量深入的研究,但对地
5、下水资助项目:国家重点研发计划项目“漓江流域喀斯特景观资源可持续利用关键技术研发与示范(2019YFC0507500)”;中国地质调查项目“珠江流域水文地质调查与水资源监测(DD20221758)”第一作者简介:黄奇波(1982),男,博士,副研究员,主要从事岩溶水文地质、岩溶环境与全球变化研究。E-mail:。通信作者:邹胜章(1969),男,博士,研究员,主要从事水文地质与环境地质研究。E-mail:。收稿日期:20230302第42卷第4期中国岩溶Vol.42No.42023年8月CARSOLOGICASINICAAug.2023黄奇波,邹胜章,覃小群,等.桂林市会仙岩溶湿地水资源特征及
6、有效调控J.中国岩溶,2023,42(4):722-732,762.DOI:10.11932/karst20230408流量动态及水资源调控技术关注较少,严重制约了湿地水资源调控工程的有效实施。2022 年桂林市启动了桂林新区相思江防洪排涝提升工程,计划投资 6.5 亿用于会仙岩溶湿地水资源调蓄功能提升和水生态环境改善,并计划开发狮子岩地下河出口溶洞湿地景观资源。本研究对湿地核心区狮子岩地下河系统和睦洞湖分散排泄系统流量进行了一个水文年的观测,系统掌握了湿地地下水流量动态特征,并分析了其控制因素。在此基础上,针对狮子岩地下河管道集中径流型和睦洞湖分散排泄型系统采取不同的调控技术进行了水资源调控
7、,将湿地水位控制在合理范围内,取得了良好的示范效应。为会仙岩溶湿地水资源调蓄功能提升提供了科技支撑。并为西南岩溶区溶洞管道型湿地和分散排泄型湿地水资源调控提供了典型范例。1研究区概况会仙岩溶湿地位于桂林市临桂区会仙镇,距桂林市区 25km,包括以睦洞河、睦洞湖、分水塘、古桂柳运河以及湿地周边的龙头山、狮子岩,面积约60km2,位 于 东 经 11009 50 11014 30,北 纬250520250645。属亚热带季风湿润气候,多年平均气温为l8.9,多年平均降雨量为 1835.8mm,雨季为 38 月,降雨量占全年的 80%,其中,48月是暴雨多发期,降雨约占全年的 50%,9 月至次年2
8、 月为旱季,降雨量仅为年降雨量的 20%。湿地范围内出露地层有主要为上泥盆统融县组(D3r)纯灰岩、石碳系下统岩关阶(C1y)白云岩和大塘阶(C1d)不纯灰岩,地下水主要赋存于融县组(D3r)厚层灰岩中,区内岩层倾角较为平缓,C1y、C1d 地层在一定程度上能起到隔水底板作用。研究区位于南岭纬向构造带、湘东桂东经向构造及广西山字型构造东翼交汇处,为巨大的褶皱断陷复合型岩溶封闭储水盆地,会仙湿地处于构造盆地中间。会仙湿地核心区由睦洞湖分散排泄系统和狮子岩地下河系统组成,两个系统通过古桂柳运河相连,古桂柳运河位于湿地中南部,总长 14.5km,狮子岩地下河的水汇入分水塘后,向东经社门岭在蒋家坝注入
9、良丰江,向西经睦洞湖南部在莫家附近注入会仙河(图 1)。狮子岩地下河系统位于湿地东部,流域面积为19.51km2,为管道集中径流型系统,地下河呈南北向发育,长 5km,地下河明暗相间(图 2)。地下河管道从北到南流经上村、南村、黄插塘,在八仙湖流出地表,之后通过八仙湖西南侧山脚下的溶洞又流入地下,经过一段暗流后流出地表形成神潭,一部分水直接通过神潭水沟从 SH1 汇入分水塘;另一部分水又进入神潭东侧的溶洞,向南经过一段暗流后流出地表形成狮子潭,流经狮子潭后又通过南侧山脚溶洞潜入地下,最后在狮子岩溶洞 SH2 流出地表,汇入分水塘(图 1、图 2)。睦洞湖分散排泄系统位于湿地西部,睦洞湖湿地通过
10、古桂柳运河与分水塘相连,古桂柳运河西支在莫家村与会仙河相连,从分水塘到莫家村长约7km。地下水以泉的形式分散状补给睦洞湖,主要通过中部的睦洞河排入相思江(图 1)。睦洞河总长约 4.38km,源头为睦洞湖,流经凤凰山北部、九头山南部向西注入相思江,总集水面积约 23.14km2。在古桂柳运河与会仙河汇后的下游 200m 处的上高桥村修有一石彻拦河坝 MT1,坝高约 1m,抬高了会仙河水位,使会仙河的水流向运河,补给睦洞湖,因此会仙河通过古桂柳运河西支补给睦洞湖,是湿地水资源的重要来源。在古桂柳运河汇入会仙河的上游150m 处修建拦水低坝 MT2,水坝顶面高程 149.37m,长约 10m,宽
11、0.2m,水坝中间留有宽 0.6m、深 0.8m过水堰口,为会仙河补水过水通道,只要会仙河水位高于过水堰口底部高程(149.25m),就可以实现向睦洞湖湿地补水。2研究方法为了掌握狮子岩地下河系统地下水排泄动态特征,对两个出口 SH1 和 SH2 进行一个水文年流量的观测。为了研究会仙河对睦洞湖湿地的补水效果及睦洞河水资源排泄动态特征,对会仙河大坝 MT1、莫家水坝 MT2 及睦洞河上五孔桥 MT3 的流量进行一个水文年的观测,观测点位置见图 1。采用陕西欣源科技有限公司生产的 YSD5 本安型流速测量仪测量 5 个观测点的流量,测量精度为0.01Ls1,观测频率为 5 天一次,降雨量主要采用
12、岩溶地质研究所会仙实验基地的雨量观测数据。在中国地质调查项目“珠江流域水文地质调查与水资源监测(DD20221758)”和国家重点研发计划第42卷第4期黄奇波等:桂林市会仙岩溶湿地水资源特征及有效调控723项目“漓江流域喀斯特景观资源可持续利用关键技术研发与示范(2019YFC0507500)”资助下,对会仙湿地开展 15000 水文地质条件调查、岩溶含水层结构研究,建立了水位动态监测网对地下水位进行了 3 个水文年的监测,选择适当位置实施地下水、地表水综合调蓄示范工程,实现对湿地水资源的有效调控。3地下水动态特征3.1狮子岩地下河流量动态特征从狮子岩地下河排入分水塘的两个出口(SH1松散岩类
13、孔隙水地下水及出口地下水系统界线天窗溶潭地下水流向地表水流向监测点及编号01 000 m剖面线不纯碳酸盐岩溶洞裂隙水纯碳酸盐岩裂缝溶洞水湖泊及河流湿地鱼塘地层界线及代号断层图1会仙湿地核心区水文地质图Fig.1HydrogeologicalmapofthecoreareaoftheHuixiankarstwetland灰岩山体第四系黏土层高位洼地低位洼地八仙湖狮子谭狮子岩地下河出口分水塘180地表径流地下河管道下降泉地表水径流方向地下水径流方向图2狮子岩地下河剖面示意图Fig.2ProfileoftheShiziyanundergroundriver724中国岩溶2023年和 SH2)的流量动
14、态(图 3)来看,狮子岩地下河流量主要受大气降雨控制,随大气降雨量的变化而波动,对大气降雨响应较快,雨后 12d 地下河出口流量达到最大,与桂林地区的寨底地下河、毛村地下河的流量动态特征基本一致2225。2022 年流域内降雨主要集中在 17 月,其间地下河出口保持 20Ls1以上 流 量,6 月 14 日 到 6 月 24 日,累 积 降 雨 量 达313mm,会仙湿地发生了大范围的内涝,6 月 24 日SH1 流量由于湿地大范围内涝而无法测量。7 月 6日之后流域内降雨量很少,地下河流量不断减少,至7 月 9 日 SH2 断流,SH1 也在 8 月 18 日也出现断流,显示了狮子岩地下河含
15、水层对大气降雨具有一定的调蓄功能,但调蓄功能较弱。朱丹尼等8研究证实,相较于地表水,会仙湿地地下水位动态曲线的波峰窄而陡、波谷宽且缓,降水脉冲输入较快,而水量释放较慢,岩溶含水层具有一定的储水调蓄功能。2022 年 11 月 1626 日流域内积累降雨量达 72mm,但 SH1 和 SH2 并没有出现流量,说明 72mm 的降雨量全部渗入了地下填补地下水的亏空。狮子岩地下河流域面积 19.51km2,根据桂林地区岩溶区枯季径流模数为 13Lkm2s1来计算26,枯季狮子岩地下河可保持 20Ls1的流量,但每年枯季狮子岩地下河均会出现不同程度的断流,其原因主要有:1)上游峰丛山区补给区植被稀疏,
16、呈中度石漠化1,调蓄作用减弱;2)中游上村、南村、黄插塘一带为水稻种植区,9 月10 月为水稻用水高峰期,大量抽取地下水灌溉,使枯季地下水量进一步减少;3)分水塘、神塘、八仙湖淤积严重,可用于调蓄水资源的湖塘容积减小,地下河调蓄功能不断退化。对比 SH1 和 SH2 动态曲线可以看出狮子岩地下河系统主要通过 SH1 排泄,SH2 的排泄量不到SH2 的 1/10;另外 SH2 在 2022 年 1 月6 月出现了三次断流,且连续 1015d 无降雨时,SH2 就会出现断流。SH2 原为地下河系统的主要排水口,出口溶洞高约 10m,宽约 30m,已探明溶洞管道 500 余米,现排水量不到总排水量
17、的 1/10,造成该现象的原因是地下河出口段岩溶管道淤塞严重,底部增高;同时地下河伏流段的狮子潭中水葫芦常年生长茂盛,且从未被清理,导致潭底淤塞严重,阻碍水的流动,造成地下河水更容易通过神潭水沟从 SH1 排泄。因此,要使狮子岩出口溶洞地下水长流,开发狮子岩出口溶洞景观及溶洞出口前方小象山景观,必须对狮子岩溶洞管道底部和狮子潭进行清淤,使地下河系统中的大部分水从 SH2 流出,同时要在 SH1 排泄口修建控制性水闸以调控从神潭水沟的流出量。3.2睦洞湖分散排泄系统流量动态特征对会仙河流量监测结果表明(图 4),流量随降雨量变化而波动,对降雨的响应时间短。1 月2 月19 日、3 月 22 日5
18、 月 15 日有陆续有降雨,会仙河水流量不断增加,2 月 19 日到 3 月 21 日、5 月 156 月 14 日基本没有降雨,会仙河的流量不断减少。6月 14 日开始降雨量集中,6 月 23 日日降雨量达128.5mm,会仙湿地发生了大范围的内涝,会仙河流量大涨,6 月 24 日和 29 日流量无法测量。7 月 6 日之后,流域内基本没有降雨,会仙河流量不断减少,80204060801001201401600501001502002503003504001 月 5 日1 月 20 日2 月 4 日2 月 19 日3 月 6 日3 月 21 日4 月 5 日4 月 20 日5 月 5 日5
19、月 20 日6 月 4 日6 月 19 日7 月 4 日7 月 19 日8 月 3 日8 月 18 日9 月 2 日9 月 17 日10 月 2 日10 月 17 日11 月 1 日11 月 16 日12 月 1 日12 月 16 日12 月 31 日降雨量/mm流量/LS1时间降雨/mmSH1图3SH1、SH2 流量动态曲线Fig.3FlowdynamiccurveofSH1andSH2第42卷第4期黄奇波等:桂林市会仙岩溶湿地水资源特征及有效调控725月 28 日断流,910 月为灌溉高峰期,大量抽取地下水和会仙河水用于灌溉,到 10 月 15 日会仙河被抽干见底。11 月 1626 日流
20、域内积累降雨量达 72mm,且灌溉用水高峰期已过,农业抽水灌溉量减少,会仙河水流量不断增大,会仙河大坝 MT1 正常蓄水。古桂柳运河莫家水坝 MT2 的流量监测结果表明(图 5),流量动态与降雨量有一定的对应关系,但对应关系并不明显,这是由于莫家水坝的流量主要来源于会仙河的补给,其流量取决于会仙河大坝蓄水水位高度,只要会仙大坝蓄水位高于莫家水坝过水堰口的高度 149.25m,会仙河就可以向湿地补水,莫家水坝的流量就有保障。因此,莫家水坝流量是大气降雨经过会仙河大坝调蓄后的补水量,其过水量大小不仅受降雨量影响,更多的是受会仙大坝放水和蓄水对水位高度的调控。1 月 1 日7 月 14 日会仙河受连
21、续降雨控制,会仙河保持较大流量(图 4),会仙河大坝蓄水高度保持在 149.25m 以上,会仙河通过莫家水坝向湿地补水的流量保持在 50Ls1以上,其中最大补水量为 2 月 24 日,达 222.53Ls1。6月 14 日开始降雨量增多,到 6 月 23 日日降雨量达128.5mm,会仙湿地发生了大范围的内涝,会仙河流量猛涨,水位上升到 149.8m,6 月 24 日和 29 日莫家水坝流量无法测量。从 7 月 6 日开始,流域内长达4 个月无降雨,会仙河流量不断减少(图 4),会仙河大坝蓄水水位也不断下降,造成莫家过水坝流量不断减少,到 8 月 23 日减少到 12.34Ls1,之后断流。0
22、2040608010012014016005001 0001 5002 0002 5003 0003 5004 0004 5005 000降雨量/mm流量/LS1降雨/mm流量/Ls11 月 5 日1 月 20 日2 月 4 日2 月 19 日3 月 6 日3 月 21 日4 月 5 日4 月 20 日5 月 5 日5 月 20 日6 月 4 日6 月 19 日7 月 4 日7 月 19 日8 月 3 日8 月 18 日9 月 2 日9 月 17 日10 月 2 日10 月 17 日11 月 1 日11 月 16 日12 月 1 日12 月 16 日12 月 31 日时间图4会仙河 MT1 流
23、量动态Fig.4FlowdynamiccurveoftheHuixianriverinMT1020406080100120140160050100150200250降雨量/mm流量/LS1降雨/mm总流量/Ls11 月 5 日1 月 20 日2 月 4 日2 月 19 日3 月 6 日3 月 21 日4 月 5 日4 月 20 日5 月 5 日5 月 20 日6 月 4 日6 月 19 日7 月 4 日7 月 19 日8 月 3 日8 月 18 日9 月 2 日9 月 17 日10 月 2 日10 月 17 日11 月 1 日11 月 16 日12 月 1 日12 月 16 日12 月 31
24、日时间图5莫家水坝 MT2 流量动态Fig.5FlowdynamiccurveofMojiadaminMT2726中国岩溶2023年根据前文分析,8 月 28 日会仙河基本断流,到 10 月中下旬,会仙河水被抽干见底,会仙河水位比莫家大坝水位低 2m。村民为了保存湿地水量,防止睦洞湖湿地水通过运河反向补给会仙河而不断流失,将莫家水坝中间过水堰口堵塞。11 月 1626 日流域内积累降雨量达 72mm,且过了农业抽水灌溉高峰期,会仙河流量得到恢复,会仙河大坝蓄水高程在149.25m 以上,会仙河恢复向湿地补水,最大补水量在 12 月 16 日达 64.39Ls1。睦洞河下游五孔桥 MT3 的监测
25、结果表明(图 6),17 月初陆续有降雨,睦洞河均有较大的流量,流量随降雨波动,对降雨的响应时间短,长时间无降雨,流量快速下降,6 月 19 日6 月 29 日由于降雨量大,流量无法测量。从 7 月 9 日开始,流域内长达 4 个月无降雨,睦洞河流量不断减少,到 8 月 18 日之后基本断流。11 月 1626 日流域内积累降雨量达72mm,睦洞河流量得到恢复。睦洞河的水主要来源于睦洞湖,对大气降雨响应时间较短,说明睦洞湖对大气降雨调蓄作用不强,这与睦洞湖汇水面积不大,湖泊和河道较严重淤塞有关。4水资源调控技术以上分析表明,会仙岩溶湿地水资源调蓄能力有限,雨季易涝,旱季过旱,若连续 2 个月无
26、降雨,狮子岩地下河基本断流,为了提高湿地水资源调蓄能力,本研究实施了水资源调控工程,使湿地水资源调蓄能力得到提升。4.1狮子岩地下河系统针对狮子岩地下河系统具有管道集中径流、流量大、水量充足的特征,于 2020 年沿地下河管道采取“蓄”“引”“堵”“拦”三级水资源调控技术对水资源进行调控(图 7),逐级提升地下河水位,充分发挥狮子岩地下河对水资源的调控作用。(1)上游“蓄”和“引”:在地下河上游八仙湖地表明流段实施了蓄水工程和引水工程,八仙湖周边耕地标高 149.8150.0m,通过修建可调控水位的蓄水坝将八仙湖的水位控制在 149.0149.8m 之间,将枯水期水位提高 30cm。水坝设计为
27、兼具泄洪与控制蓄水水位功能的节制闸,在洪水季节开闸排泄洪水,不加重周边耕地洪涝程度;洪水过后关闸蓄水提高水位,增加地下水在八仙湖中的滞留时间;并通过修建引水渠道和控水闸门将八仙湖的水集中引流到西南侧地下河伏流入口的水塘中,提高地下河水补给量;(2)中游“堵”,在地下河管道中实施堵水工程。在地下河中游天窗中修建宽 1m,长 20m,高 1.5m的拦水大坝,提高了地下河上游水位,枯水期可提高上游水位 20cm,并利用巨大的地下河管道空间存蓄地下水;拦水大坝还可以减慢地下水的径流速度,延长地下水在地下管道中的滞留时间;(3)下游“拦”,在地下河出口处实施拦水工程。在地下河的两个出口SH1、SH2 修
28、建可调控水位的拦蓄水坝,经验证明当出口水位抬高 50cm 时,对神潭附近的耕地淹没面积较大,得不到村民的支持,当抬高 30cm 时,淹没耕地的面积较小,村民抽水灌溉02040608010012014016002004006008001 0001 2001 400降雨量/mm流量/LS1降雨/mm总流量/Ls11 月 5 日1 月 20 日2 月 4 日2 月 19 日3 月 6 日3 月 21 日4 月 5 日4 月 20 日5 月 5 日5 月 20 日6 月 4 日6 月 19 日7 月 4 日7 月 19 日8 月 3 日8 月 18 日9 月 2 日9 月 17 日10 月 2 日10
29、 月 17 日11 月 1 日11 月 16 日12 月 1 日12 月 16 日12 月 31 日时间图6睦洞河五孔桥 MT3 流量动态Fig.6FlowdynamiccurveoftheMudongriverinMT3第42卷第4期黄奇波等:桂林市会仙岩溶湿地水资源特征及有效调控727更为方便。因此,出口拦蓄水坝设置提高水位 30cm,在提高出口水位的同时并增加地下水在管道中的滞留时间。通过三级调控工程使狮子岩地下河水位从出口到八仙湖 1km 的范围段提高 70cm,采用可控制水位的调蓄工程保障了集中降雨期不会加重周边耕地洪涝程度。调蓄工程在 2021 年投入运行,效果较好,可将狮子岩地下
30、河出口上游 1km 范围内明流段狮子潭、神潭、八仙湖的低水位期时间缩短 1 个月以上(照片 1,照片 2)。针对分水塘、神潭、狮子潭、八仙湖长满了芦苇和水草,淤泥充塞,水面被土堤分割,两侧被鱼塘挤占,可调蓄水资源的湖塘容积减小,水资源调蓄能力较弱的问题,提出了清淤扩容、水系连通来进一步提高狮子岩地下河水资源调蓄能力的方案,该方案被临桂区政府采用,2022 年 12 月开始实施对该区域湖塘的清淤工作(照片 3、照片 4),可增加调蓄库容 10 万 m3。4.2睦洞湖系统针对睦洞湖系统分散排泄的特征,于 2021 年采引水工程地下河中堵水工程地下河出口拦水工程蓄水工程引水工程伏流入口拦水工程孔隙水
31、裂隙水溶洞水河流及湖泊消水洞、天窗地层界线及代号断层地下水及进出口流量观测点拦水工程堵水工程引水工程蓄水工程0200 m图7狮子岩地下河系统三级调蓄工程部署图Fig.7Deploymentplanofthethree-stagestorageandregulationprojectoftheShiziyanundergroundriversystem照片12019 年 10 月 8 日八仙湖水面Photo1WatersurfaceofBaxianlakeonOct8,2019照片22021 年 10 月 14 日八仙湖水面Photo2WatersurfaceofBaxianlakeonOct1
32、4,2021728中国岩溶2023年取出口“拦”的地表水、地下水资源综合调控技术,并提出了进口“引”的工程措施建议。(1)出口“拦”,在睦洞河五孔桥上游 200m 处建立了自动远程调控湿地水位的控制站(照片 5、照片 6),通过模拟计算出口水位超过 149.2m 时,核心区水位达 149.8m 以上,发生大面积洪涝,出口水位为 148.8m 时,核心区水位可达 149.0m,该成果另文发表。因此,在丰水期当出口水位超过 149.2m 时自动开闸放水减轻湿地洪涝灾害,平水期和枯水期水位低于 148.8m 时自动关闭水闸。通过该调控技术成功将湿地出口水位抬高 30cm,湿地核心区水位抬高 1020
33、cm。调蓄工程 2022 年投入运行,效果较好,使睦洞湖湿地低水位期推迟 2 个月以上。(2)进口“引”,会仙河拦河坝 MT1 由于年久失修,坝底部漏水,蓄水效果不佳,建议重修该拦河大坝,新建水坝需满足泄洪和蓄水两方面需求,保障水位的可调节性。运河周边及湿地地表高程在 149.8150.0m 之间,雨季当会仙河水位超过 149.8m 后,开闸泄洪,减轻睦洞湖湿地的排洪压力;当会仙河水位低于 149.25m 时,关闸蓄水,保障会仙河水通过运河向湿地中补水。这样既能在洪水高峰时快速、有效地泄洪,又能确保洪水后期能有效蓄洪,提高地下水水位并满足湿地生态蓄水要求。即便是在 910 月农业灌溉期,会仙河
34、流量较小,不能有效增加对湿地补水量的情况下,修建的大坝也能提高湿地周边农田的灌溉用水量,减少湿地周边农田对湿地灌溉用水的需求。值得注意的是,会仙河枯季流量有限,灌溉用水量大,无法补给湿地,如果能在会仙河上游非岩溶区修建或扩建蓄水工程,将有效提高会仙河枯水季节流量。5结论会仙湿地核心区由狮子岩地下河系统和睦洞湖分散排泄系统组成,地下水对大气降雨具有一定的调蓄作用,但调蓄功能较弱,雨季过后若连续 2 个月无降雨地下河基本断流。狮子岩溶洞 SH2 出水量不到系统的 1/10,大部分地下水通过神潭水沟从 SH1排泄。因此,要让狮子岩溶洞中地下水长流,使地下河系统中的大部分水从 SH2 流出,需对狮子岩
35、溶洞管道底部和狮子潭进行清淤,同时要在 SH1 排泄口修建控制性水闸以调控从神潭水沟的流出量。会仙河通过古运河补给睦洞湖,是湿地水资源的重要来源,补水量取决于会仙河大坝的蓄水高度,2022 年 18 月会仙河大坝蓄水高度大于 149.25m,会仙河通过莫家水坝向湿地补水的流量保持在50Ls1以上,从 7 月 6 日开始,流域内长达 4 个月无照片3清淤前的狮子潭Photo3Shizilakebeforethesiltclearing照片4清淤后的狮子潭Photo4Shizilakeafterthesiltclearing照片5实施调蓄工程前睦洞河水位(2021 年 7 月 13 日)Photo
36、5WaterleveloftheMudongriverbeforetheimplementationofregulationandstorageproject(July13,2021)照片6实施调蓄工程后睦洞河水位(2022 年 9 月 1 日)Photo6WaterleveloftheMudongriveraftertheimplementationofregulationandstorageproject(September1,2022)第42卷第4期黄奇波等:桂林市会仙岩溶湿地水资源特征及有效调控729降雨,会仙河流量不断减少,对湿地的补水不断减少,到 8 月 23 日减少到 12.34
37、Ls1,之后断流。枯季会仙河大坝蓄水高度容易降到 149.25m 以下,不能保障对湿地补水。建议对该大坝进行重修,更好的发挥会仙河大坝对河水位的调蓄作用,增加对睦洞湖湿地的补水效果。针对狮子岩地下河系统具有管道集中径流的特征,采取了在地下河管道上游“蓄”和“引”,中游“堵”,下游“拦”的三级调控工程使地下河水位从出口到八仙湖段提高 70cm,并采用可控制水位的调蓄工程保障丰水期不会加重周边耕地洪涝程度,缩短狮子岩地下河出口上游 1km 范围内明流段狮子潭、神潭、八仙湖低水位期时间 1 个月以上。针对睦洞湖系统具有分散排泄的特征,采取出口“拦”地表水、地下水资源综合水资源调控技术,成功将湿地出口
38、水位抬高 30cm,湿地核心区水位抬高 1020cm,使睦洞湖湿地低水位期推迟 2 个月以上。本研究证实可以通过堵、蓄水工程来提高湿地水位,增加湿地蓄水和保水能力,使其在枯水期维持一定的水深、水域范围,推迟枯竭的时间。但受湿地核心区流域范围较小和调蓄空间限制,要彻底改善会仙湿地的水环境状况、满足枯季旅游及周边农田灌溉用水需求问题,还需考虑修建外流域调水工程加以解决。解决雨季内涝问题,还需在流域外增加调蓄工程进行调水,加大从周边河流引水力度。参考文献蔡德所,马祖陆,蒋忠诚.会仙岩溶湿地生态系统研究M.北京:地质出版社,2012.CAIDesuo,MAZulu,JIANGZhongcheng.St
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