Page 122 - 水利学报2021年第52卷第11期

为解决上述问题，松辽流域规划修建了三江连通工程、松花江河湖连通工程和辽宁省东水西调
工程等，旨在优化水资源空间分配，提升区域水资源互调互济能力和水资源开发利用水平，缓解农
业、城市供水危机，修复和保护湿地生态，有效治理河流-河口污染。随着连通工程的修建，江河湖
库水网间的联系将变得更加密切，用水结构更加多元化、水质需求更加差异化、水源类别更加多样
化，水资源调控涉及范围更广、调控空间更大、调度目标更多，加剧了问题的复杂性，对松辽流域
水资源调控提出了新的要求；与此同时，新兴技术的发展也促使水资源的管理方式从粗放式向精细
化、科学化、智能化发展。
为此，本文以“保障国家粮食安全，促进生态文明建设，振兴东北老工业基地”等国家重大需求
为导向，梳理出大面积农业灌溉、湿地修复与保护、河流河口污染治理和城市多水源供水等四方面
的关键科学难题，重点阐述和剖析其研究进展及热点，探究未来松辽流域水资源综合调控的战略举
措及四大难题的解决途径。

2 松辽流域水资源综合调控的难点与重点

针对松辽流域大面积农业灌溉导致的地下水超采、湿地面积萎缩与功能退化、河流-河口水质污
染与水功能退化、城市供用水矛盾突出等多元问题，剖析问题根源及应对措施，进而从“大面积农业
灌溉”“湿地生态系统修复”“河流-河口污染治理”以及“城市多水源供水”四个主题出发，提炼松辽
流域水资源综合调控的难点与重点。
2.1 大面积农业灌溉 以往松辽流域大面积农业灌溉主要以开采地下水发展水田为主，以三江平原
农业灌溉为例，其地下水和地表水灌溉比例为 4∶1，导致地下水开采严重，部分地区出现了地下水漏
斗 ［11］ 。三江连通等江河湖库联通工程修建后，松辽流域地表水开发利用水平提升，有效置换地下
水，在保障灌溉需求的同时涵养地下水源。然而，如果地下水置换过多，有可能引起地下水位抬升
过度，引起土壤的次生盐碱化和沼泽化 ［17］ 。此外，农田退水含有大量的氮、磷和有机物，其与地下
水的相互作用将引发水质问题。因此，明晰自然及人为因素（江河湖库连通工程、地下水开采等）变
化对地表水与地下水转换关系的影响机制，合理测算地表水和地下水的可利用量是大面积农业灌溉
首要关注的难点与重点；另一方面，当前农业灌溉对作物需水过程阐释不清，且缺乏土壤墒情的快
速诊断技术，导致作物灌溉制度适应性不足，水资源利用效率不高 ［18-20］ ，如何进行作物需水的精细化
预测，优化作物灌溉制度，为地表水和地下水的联合调控提供依据，是大面积农业灌溉面临的另一
个难点。
2.2 湿地生态系统修复 大面积农业以及经济社会发展挤占生态环境用水，导致松辽流域湿地面积
萎缩、生态功能退化，合理进行湿地补水是修复湿地生态系统的重要措施。湿地生物种类繁杂，生
态服务功能多样，不同物种有各自的生长、生活周期，不同物种的生理生态状况所受控的湿地环境
因子种类不同，影响关系及敏感程度亦不同 ［21-22］ 。因此，如何从多时空尺度出发，从多角度挖掘不同
水文情势（流量、流速、水位）、水温、水质（常规指标、氮、磷等）对生态特征指标（类别、生物量、
株高、密度、盖度等）的影响关系，揭示不同物种的生态特征对其关键环境因子的响应关系，进而量
化湿地生态系统分区域、分时段的精细水量需求，是湿地修复与保护首要关注的难点与重点。另
外，江河湖库连通条件下，湿地已形成了常规水资源、洪水资源、农田退水及水库蓄水共同补给的
多水源供水格局。在多水源补水过程中，各水源水量、水质、补给时机及点位（面）均不同，如农田
退水影响氮、磷的输入及分布规律，工程补水的点位及水量会改变系统的水文、水动力过程；不同
水源对生态系统水文、水动力、水质的作用机制存在时空差异，进而影响生态响应 ［23-24］ 。当多水源综
合利用时，该影响存在着时空叠加效应，更加剧了系统内部关键因子变化的复杂性。因此，如何耦
合考虑上述水文、水动力、水质、生态过程，全面刻画补水水源及多水源耦合利用对关键环境因子
的影响及作用机制，并进一步揭示湿地生态响应，从而为湿地多水源调控提供依据，是湿地修复与
保护的又一难点。

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