湿地河流淡水通量估算新方法：基于降水-径流关系的贝加尔湖流域案例研究

针对潮汐湿地河流因复杂水动力导致传统水位-流量法失效的难题，北海道大学团队创新性地建立ADCP（声学多普勒流速剖面仪）观测与降水数据的回归模型，提出仅需降水数据即可估算未监测湿地河流淡水通量的简易方法，为潮汐湿地生态系统管理提供低成本工具。

　　

潮汐湿地河流的淡水输入量是影响河口盐度、营养循环和生态系统功能的关键参数，但传统水位-流量关系法在受潮汐强烈影响的平坦湿地河流中完全失效。日本第二大湿地——北海道Bekambeushi河流域的淡水通量长期缺乏量化数据，严重制约着Akkeshi湖（平均深度仅2米的半咸水湖）的生态评估与渔业管理。

北海道大学环境科学研究院（Graduate School of Environmental Science, Hokkaido University）的Manhui Ding、Takayuki Shiraiwa和Masato Nakata团队在《Journal of Immunological Methods》发表研究，通过创新性组合ADCP观测与降水数据建模，破解了这一难题。研究人员在河流入湖口（RB3站位）部署SonTek-IQ plus和RiverSurveyor M9两种ADCP设备，采用指数流速法（Index Velocity Method）建立断面平均流速与特征流速的回归方程，同步结合水位计数据计算瞬时流量。通过2021-2022年三个典型时期（融雪前春季、夏季和秋季）的连续观测，发现6日累积降水与流量速率（d）存在极显著相关性（R²=0.994），最终构建出仅需降水数据即可估算通量的d-P公式：d=0.2916P+4.4173。

关键技术包括：1）多站点水位同步监测（RB3、LA、BA），采用压力传感器校正大气压影响；2）ADCP双模式观测（走航式M9与固定式SonTek-IQ plus）；3）指数流速法建立V_mean-V_index转换模型；4）基于738.8 km²流域内两气象站（Ohta与Chanaigenya）的加权降水数据建模。

研究结果显示：

1. 潮汐动力学特征：RB3站位水位日变幅达80 cm，流速峰值滞后高潮位3-5小时，秋季观测期日均通量（22.52 m³/s）显著高于春季（16.09 m³/s）；

2. 降水响应机制：流域内70%Ohta站+30%Chanaigenya站的6日累积降水与流量相关性最佳，反映湿地滞水效应；

3. 模型验证：与邻近Kushiro河（流域面积2510 km²）实测数据对比显示一致的年际变化趋势，但需排除融雪期（3-4月）应用限制。

该研究首创的降水-通量模型为潮汐湿地河流管理提供三大突破：1）解决无资料地区通量估算难题，成本仅为传统方法的1/5；2）揭示Bekambeushi河年通量峰值集中于7-10月（占全年35%），为Akkeshi湖富营养化防控提供关键参数；3）提出的"6日降水窗口"概念适用于全球类似低地湿地。研究同时警示，该方法在极端干旱或融雪洪水期需结合补充观测，未来可通过扩展观测周期覆盖更多水文情景。