支持生态流量保护与地下水恢复的多阶段洪水资源化利用框架研究

《Journal of Hydro-environment Research》：Multi-stage flood utilization framework to support ecological flow protection and groundwater recovery mechanisms

本文提出多阶段洪水资源化利用框架（FU），通过多阶段汛限水位调度和风险协调调度，在满足下游生态流量需求的同时，显著提升地下水恢复潜力。研究显示：两种策略分别使下游断流天数从57天降至0天，汛末库容增加15.65×106 m3和8.95×106 m3，地下水水位平均回升0.59m和0.34m，为水资源可持续管理提供创新方案。

　　

Highlight

多阶段洪水资源化框架通过协同生态流量保护与地下水补给机制，为干旱地区水资源管理提供动态解决方案。

Results

研究评估了两种洪水资源化策略：策略一（多阶段汛限水位调度）和策略二（多阶段风险协调调度）。与传统调度方式相比，这两种策略在缺水与生态约束下显著优化了洪水利用效率，保障了下游生态流量连续性，并促进了地下水系统恢复。策略一使下游断流天数从57天降至零中断，汛期最高水位降低2.61米，汛末库容增加15.65×10⁶立方米；策略二则实现水位降低4.41米，库容增加8.95×10⁶立方米。通过替代地下水开采，两种策略在治河流域分别实现地下水水位平均回升0.59米和0.34米，秋季灌溉期地下水位下降区域面积减少26.8%和12.3%。

Discussion

基于对宁白龙地下水漏斗区渗透与恢复效应的量化分析，本文进一步探讨了多阶段洪水资源化策略的不确定性、普适性及局限性。气候变异性、生态流量阈值设定及汛期分段精度是影响策略稳定性的关键。未来需通过多情景耦合模拟优化风险决策边界，推动框架在异质流域的适配应用。

Conclusions

本研究以临城水库为例，构建了融合多阶段汛限水位调度与风险协调的洪水资源化框架，在保障生态流量需求的同时，通过地下水数值模拟验证了其对地下水漏斗区的修复效能。研究成果为协同洪水资源化与地下水可持续管理提供了理论工具和实践路径。