單志學(xué) 王 策

太陽(yáng)湖又名東大湖，是御道口牧場(chǎng)草原森林風(fēng)景區(qū)最早開(kāi)發(fā)，也是最主要的一個(gè)景點(diǎn)。太陽(yáng)湖是一個(gè)天然湖泊，靠東的一面呈圓形，由東向西，水面逐漸縮小，從整體上看是一個(gè)橢圓形的湖泊。太陽(yáng)湖為塞罕壩區(qū)域生態(tài)用水提供了可靠的保障，御道口牧場(chǎng)太陽(yáng)湖景區(qū)生態(tài)需水量的計(jì)算和研究，對(duì)改善御道口牧場(chǎng)水環(huán)境、改善水生動(dòng)植物生存條件、增強(qiáng)御道口牧場(chǎng)及濕地蓄水能力、水源涵養(yǎng)能力、水資源合理配置能力等都具有十分重要的意義。

通過(guò)查詢相關(guān)文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)關(guān)于對(duì)塞罕壩區(qū)域林場(chǎng)、牧場(chǎng)、湖區(qū)的生態(tài)需水研究極少，其中大多數(shù)僅僅對(duì)湖區(qū)總水量及動(dòng)植物情況進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。查詢到的太陽(yáng)湖景區(qū)湖區(qū)地質(zhì)資料信息顯示，湖區(qū)水量補(bǔ)給很大一部分為上升泉水補(bǔ)給。此次研究，通過(guò)對(duì)水文基本參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際監(jiān)測(cè)，確定了太陽(yáng)湖主要水文參數(shù)基本數(shù)據(jù)，并對(duì)湖區(qū)最小生態(tài)需水量進(jìn)行計(jì)算，這對(duì)塞罕壩區(qū)域水生態(tài)建設(shè)具有重要意義。

1.區(qū)域概況

御道口牧場(chǎng)地表水資源豐富，全場(chǎng)有大小河流13 條，小灤河貫通南北，是場(chǎng)內(nèi)的主要河流，其兩側(cè)均發(fā)育有許多平行狀支流，集水面積超過(guò)50 km2的有6 條，其中東側(cè)主要有雙岔河、如意河、紅河子河、西牛場(chǎng)河4 條；西側(cè)有頭道河子河和三座山河2 條。眾多河流一起構(gòu)成了密集的水系。御道口牧場(chǎng)內(nèi)濕地屬壩上沼澤濕地類(lèi)，以草甸沼澤、天然湖泊、河流為主的天然濕地共13333 hm2，除河流外，有天然湖泊21個(gè)，天然泉47 處。較大的湖泊有迎豐湖、桃山湖、月亮湖、東大湖（太陽(yáng)湖）等，多由凹形盆地構(gòu)成，湖水主要由上升泉潛水補(bǔ)給，降水僅作補(bǔ)充。常年水量比較穩(wěn)定，且多為淡水。河流兩側(cè)、湖沼四周植被較好。御道口牧場(chǎng)內(nèi)的小灤河是灤河源頭之一，是京津重要的水源涵養(yǎng)地。

1.1 地理位置

太陽(yáng)湖景區(qū)位于御道口牧場(chǎng)總場(chǎng)部北25km 處，景區(qū)總面積10.4 萬(wàn)m2。中心為天然湖泊，水域面積8.55 萬(wàn)m2。由緩丘陵天然次生灌木叢林地、濕地、湖泊和河流組成，這里有高山、湖泊，還有一望無(wú)際的大草原，游人在這里可以劃船、祭敖包，還可以體驗(yàn)騎馬、坐勒勒車(chē)觀草原等一系列參與性活動(dòng)。

1.2 湖泊位置及水面面積的確定

本次分析以湖區(qū)為研究對(duì)象。自2022 年3 月至今，在汛期和非汛期對(duì)湖泊名稱(chēng)和水面面積進(jìn)行了資料查詢和實(shí)地測(cè)量，各月調(diào)查水面面積見(jiàn)表1。通過(guò)計(jì)算，選定2023 年6 月份數(shù)據(jù)為代表數(shù)據(jù)，水面面積為85544 m2，集水面積為2.75 km2。

表1 太陽(yáng)湖水面面積調(diào)查 （單位：m2）

2.湖區(qū)最小生態(tài)水位計(jì)算方法

根據(jù)《河湖生態(tài)環(huán)境需水計(jì)算規(guī)范》，將水文統(tǒng)計(jì)資料中的年最低水位的多年平均值或90%年保證率法的水位（H平均）作為參考值。綜合選取水位的最大值作為最小生態(tài)水位，即：

式中：

H1—湖區(qū)的死水位，m；

H2—上層典型魚(yú)類(lèi)生存水位，m；

H3—野生魚(yú)類(lèi)生存和繁殖所需的最低水位，m，本文取值為（H0＋1.5m）；

Hmin—湖區(qū)最低生態(tài)水位，m；

H平均—水文統(tǒng)計(jì)資料多年平均年最低水位或90%年保證率法的水位，m，計(jì)算中根據(jù)實(shí)際資料情況選取確定方法；

H0—一般湖底高程（高程信息參照附近水文站基準(zhǔn)水準(zhǔn)點(diǎn)高程），m；

Δh—1.5m。

3.太陽(yáng)湖水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)選取及主要特征參數(shù)

按照太陽(yáng)湖湖底高程的變化趨勢(shì)，選取監(jiān)測(cè)點(diǎn)的密度要控制湖底高程的變化，本次計(jì)算選擇5 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)用于監(jiān)測(cè)太陽(yáng)湖湖區(qū)不同位置、不同時(shí)間的水位特征值，5 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)分別為：湖心位置A，次第向湖外延伸，依次分別為B、C、D、E，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置見(jiàn)圖1，通過(guò)監(jiān)測(cè)和調(diào)查，太陽(yáng)湖主要水文基本參數(shù)為：水面面積8.55 萬(wàn)m2，長(zhǎng)度560 m，最大寬度170 m，需水量23.78 萬(wàn)m3，平均寬度為153 m，平均水深為2.78 m，太陽(yáng)湖水位特征值：湖底高程為觀測(cè)點(diǎn)D 位置處，觀測(cè)點(diǎn)D 處高程最低，記為0 m，90%年保證率的水位為2.11 m，湖區(qū)的死水位為1.39 m，均通過(guò)觀測(cè)點(diǎn)D 計(jì)算得來(lái)。

圖1 太陽(yáng)湖監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖

4.太陽(yáng)湖最小生態(tài)水位、最小生態(tài)需水量計(jì)算結(jié)果

根據(jù)以上數(shù)據(jù)由式（1）（2）計(jì)算湖泊最小生態(tài)水位，這里假定湖底高程為0 m，根據(jù)走訪、觀測(cè)、歷史資料統(tǒng)計(jì)和洪痕調(diào)查確定，太陽(yáng)湖水位歷史最高為4.25 m。H0為湖底高程，高程信息應(yīng)參照附近水文站基準(zhǔn)水準(zhǔn)點(diǎn)高程測(cè)量取得，但離附近水文站較遠(yuǎn)，最低為1.39 m。90%年保證率的水位為2.11 m。太陽(yáng)湖魚(yú)類(lèi)品種豐富，目前已實(shí)際監(jiān)測(cè)到的魚(yú)類(lèi)有7 種，分別隸屬3 目4科7 屬，有細(xì)鱗魚(yú)、鯽魚(yú)、棒花魚(yú)、北方花鰍、泥鰍、麥穗魚(yú)、鲇魚(yú)，適宜生存水深為1.50 m 左右。根據(jù)式（1）（2）計(jì)算，將90%年保證率的水位2.11 m 作為太陽(yáng)湖最小生態(tài)水位；該水位能夠保證水生動(dòng)植物的正常生存。具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。通過(guò)測(cè)量和觀測(cè)，當(dāng)水位為2.11 m 時(shí)，太陽(yáng)湖水位面積為4.9 萬(wàn)m2，從而得出太陽(yáng)湖最小生態(tài)需水量為10.34 萬(wàn)m3/年。將設(shè)置的A、B、C、D、E共5 個(gè)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行固定，設(shè)置水尺，安排人員隨時(shí)觀測(cè)水位并記錄，再將觀測(cè)到的數(shù)據(jù)和最小生態(tài)水位2.11m 進(jìn)行對(duì)比，為相關(guān)管理部門(mén)是否建設(shè)太陽(yáng)湖補(bǔ)水工程以及何時(shí)進(jìn)行補(bǔ)水提供決策依據(jù)。

表2 太陽(yáng)湖最小生態(tài)水位計(jì)算結(jié)果 （單位：m）

5.結(jié)論和建議

一是依據(jù)太陽(yáng)湖水量來(lái)源和分析，計(jì)算出太陽(yáng)湖湖泊最小生態(tài)需水量和生態(tài)水位，得出了塞罕壩區(qū)域壩上地區(qū)湖泊的生態(tài)水文規(guī)律，為塞罕壩建設(shè)提供了水文技術(shù)支撐，為科學(xué)研究和政府決策提供可靠依據(jù)。

二是當(dāng)前的天氣氣候情況下，降水產(chǎn)流情況保證了當(dāng)前水文條件下的最小生態(tài)水位和最小生態(tài)水量。如果遇到極端年份，建議通過(guò)工程措施對(duì)太陽(yáng)湖進(jìn)行補(bǔ)水，以滿足太陽(yáng)湖湖區(qū)動(dòng)植物生存和生態(tài)旅游發(fā)展的需要。