气候与工程因子对长江口土壤次生盐渍化的复合驱动机制与影响权重评估

从研究长江口水盐要素中长期动态规律及其相互作用机制入手，构建河口土壤盐渍化驱动机制模型；利用水盐动态监测平台，开展气候变化下河口降雨、径流丰枯交替变化对河口水情及土壤次生盐渍化影响特征的情势分析，研究三峡工程不同调蓄阶段季节性蓄水模式对河口水情及土壤次生盐渍化的驱动特征，剖析工程调蓄不同阶段进出库水量变化对下游河口径流量改变的影响权重；引入遥感、电磁感应和地面采样相集成的河口区域多尺度土壤盐分精确解译技术，构建解译模型，评估不同降雨、径流水文年和工程调蓄敏感季节等典型时段河口土壤次生盐渍化风险状况，阐明气候与工程因子对河口土壤次生盐渍化胁迫的单一及复合影响程度，并提出应对气候与工程复合影响的河口土壤次生盐渍害风险防范对策和工程安全调蓄建议。本研究旨在客观准确地评估气候与工程因子对河口水盐系统安全的影响，为解决我国大河河口区气候与重大人类活动影响下的农业经济可持续发展问题提供科学指导。

针对近年来上游大型水利工程运行和区域气候变化的综合影响，长江河口土壤盐渍化演变面临全新和严峻的挑战，基于这一背景，本项目以气候与工程因子对河口土壤盐渍化演变的不同影响权重研究为主要方向，首先研究明确了长江河口水盐要素的中长期动态规律和水盐动态因子的相互作用机理，于国内外首次提出了河口水盐中长期时序动态的“纯预测”概念，并创新构建了能有效提升河口水盐动态中长期“纯预测”精度的混合预测数值模型CDW-NF，构建了基于河口地下水补排特征的优化因子预测模型。项目研究进一步通过创新引入新型数值算法交叉小波变换和小波一致性分析，揭示了长江上游水情变化对河口水盐动态的影响过程与滞后特征，并创新耦合连续小波变换和改进型希尔伯特黄变换方法，揭示了河口降水和长江水情丰枯周期变化的多尺度时频特征与趋势及其对河口土壤盐渍化演变的影响特征，指出河口地区未来5~12年的降水整体呈降低趋势，将会增加河口土壤次生盐渍化风险。项目评估获得了三峡工程2006~2011年汛末各次蓄水对河口水盐动态的实际影响程度，指出2006~2011年三峡讯末蓄水使相应时段的河口江水盐度平均升高了约20%、河口土壤盐分平均升高了约5%。项目研究从不同的分析角度，探究获得了气候与工程因子对河口水盐动态和土壤次生盐渍化演变的不同影响权重，指出河口区域的气候变化因子和海潮波动因子对河口水盐动态与盐渍化演变的影响占较大权重，但工程因子在河口气象枯水年份的影响不容忽略。项目研究提出了针对河口咸水入侵与土壤次生盐渍害防控的三峡库区秋季蓄水优化模式和流量阈值，指出三峡秋季蓄水应保证库区水位日均升高值不得超过1.11 m/day、10月份大通流量的降值不应超过10000方每秒。最后项目研究构建了应对气候与工程复合影响的河口区域水盐调控对策建议方案。本项目研究成果为客观评价大型水利工程对河口生态环境的影响提供了科学的指导依据，为解决我国大河河口区气候与重大人类活动影响下的农业经济可持续发展问题提供了很好的基础指导。