流域内水循环随时间的变化，而且可以在一定程度上说明人类活动的影响情况。由图5-1与表5-1可知，草海保护区年平均径流系数为0.49，总体变化不大。但是草海流域的年均径流深呈显著下降趋势，年径流深从上世纪50年代的500mm下降到10年代的418mm，水资源量从上世纪50年代的4958万m3下降到10年代的4144万m3。从中可以看出降水量的下降是草海水资源危机的一个重要因素。
5.2生态流量计算
Tennant法在生态径流研究中起着重要作用，是目前河流生态径流研究中属于水文指标的一种常用方法。Tennant法属于非现场测定类型的标准设定法，以预先确定的多年平均流量百分数为基础，将保护水生态和水环境的河流流量推荐值分为不同标准，如表5-2所示。
表5-2 保护鱼类、野生动物、娱乐和相关环境资源的河流流量状况
推荐的基流标准（多年平均流量百分数）（%）
流量的叙述性描述 极限或最大 最佳范围 极好 很好 良好 一般或较差 差或最小 极差
10-3月份 200 60-100 40 30 20 10 10 0-10
4-9月份 200 60-100 60 50 40 30 10 0-10
草海属长江流域，是金沙江支流横江的洛泽河的上源湖泊，为了保证下游河流的水量，其出流量要保证河流的生态需求，本次计算以河道的生态流量作为最小出流量，对草海湿地进行水量平衡计算。通过对草海1951-2012年径流量的计算，求得多年平均月径流量，依此计算草海每月需要保证的下游河道生态流量，下游河道流量状况选择为很好，按照表5-2中的标准进行计算，计算结果如表5-3所示。
表5-3草海多年平均月径流量计算
月份 平均径流量(mm) 生态径流量(mm) 1月 2月 3月 4月 5月 6月 4.81 1.44 4.55 1.37 7.02 2.10 17.73 8.87 45.00 22.50 89.02 44.51 月份 平均径流量(mm) 生态径流量(mm) 7月 91.46 45.73 8月 80.39 40.19 9月 61.12 30.56 10月 31.74 9.52 11月 10.51 3.15 3
12月 3.86 1.16 由此得草海年均总出流约为211.1mm，总出流量约为2093万m。由草海的多年平均径流深为447mm可知，流域内约一半的水量作为下游河道的生态流量流出草海。
5.3 年蒸发量计算
Penman-Monteith法以能量平衡和水气扩散理论为基础，将通量方程和能量方程结合起来，既包含了净辐射和饱和差，又包含了气孔阻力和空气动力学阻力，计算结果比较稳定；同时也不用改变任何参数即可适用于世界各个地区，估值精度高且具有较好的可比性，因此本次蒸发量计算采用Penman-Monteith法。其计算的具体公式为：
0.408??Rn?G???900?2?es?ea?T?273(5-1)
????1?0.34?2?ET0?MJ?m2?d?；式中，mm/d；Rn为作物表面净辐射量，ET0为作物参考蒸散量，
G为土壤热通量，MJ?m2?d?；?为湿度计常数，kPa?C；?2为地面2m
以上处的风速，m/s；es为空气平均饱和水气压，kPa；ea为空气实际水气压，kPa；?为饱和水气压与温度关系曲线的斜率。
将贵州省威宁县气象站的原始数据带入Penman-Monteith公式进行逐日蒸发量计算。已知草海常年水位2171.7m，水域面积为21km2，结合草海2000-2012年逐日地面气候资料，计算水面蒸发量，计算结果如表5-4所示。
表5-42000-2012年草海水面蒸发量计算
年份 2000 2001 828.6 2008 817.9 2002 876.2 2009 924.6 2003 876.8 2010 940.9 2004 839.1 2011 901.5 2005 839.7 2012 825.3 2006 869.5 平均 859.0 年蒸发量（mm） 814.5 年份 2007 年蒸发量（mm） 813.1 计算结果显示，2000-2012年，贵州省威宁县的年水面蒸发量较为稳定，均
在800~1000mm的范围内，平均值为859mm，水面蒸发量较大，这与草海地区纬度较低，太阳净辐射较为强烈有关。
5.4水量平衡计算
通过考虑草海保护区的径流量、出流量、蒸发量，对草海保护区进行水量平衡计算。
表5-52000-2012年草海保护区水量平衡计算
时段 （年） 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 平均 年降雨量 （mm） 837.1 926.5 865.6 751.3 619.3 732.4 664.1 888.4 1124.1 645.5 801.5 695 1000.1 811.6 年径流量 (104*m3) 3904.6 4501.2 4139.3 3581.9 3077.5 3323.2 3084.5 4692.5 5576.0 3048.6 3856.3 3619.7 4684.9 3930.0 年蒸发量 (104*m3) 1710.4 1740.0 1840.0 1841.2 1762.2 1763.4 1825.9 1707.4 1717.7 1941.6 1975.9 1893.2 1733.2 1804.0 生态流量 (104*m3) 2903.1 2903.1 2903.1 2903.1 2903.1 2903.1 2903.1 2903.1 2903.1 2903.1 2903.1 2903.1 2903.1 2903.1 剩余水量 (104*m3) -708.8 -141.9 -603.8 -1162.4 -1587.8 -1343.3 -1644.5 81.9 955.2 -1796.2 -1022.6 -1176.6 48.6 -777.1 由表5-5结果可知，从2000年至2012年，草海的平均降雨量为811.6mm，年平均径流量为3930万m3，年平均蒸发量为1804万m3，年平均出流量为2903.1万m3。在现状水位2171.7m下，流域内降水量与流域的蒸发、出流量在各年内盈缺量不同，但在大部分年份内水分亏缺，平均每年水分亏缺量达到777.1万m3，不能保证流域水量达到动态平衡，若没有外部水量补给，草海水位将不能保持在现状水平下。图5-2为草海湿地2000-2012年各要素水量变化情况。
6000.05000.04000.03000.02000.01000.00.02000200120022003200420052006200720082009201020112012年径流量年蒸发量生态流量 图5-2 草海保护区2000-2012年各要素水量变化情况
根据草海水位库容曲线，计算将草海水位保持在不同情况下时流域水量增补情况，计算结果如表5-6所示。图5-3为草海保护区水位库容曲线。
70006000库容（104m3）500040003000200010000y = 2640.x -6E+06R2 = 0.9932171.42171.62171.82172水位（m）2172.22172.42172.62172.82173 图5-3 草海水位库容曲线
表5-6草海保护区水位保持水量增补情况
序号 水位值 （m） 1 2 3 4 2171.656 2172 2172.5 2173 水面面积 （km2） 21 22.5 26.9 31.3 库容 库容增量 蒸发量增量 年均补水量（104m3） 128.85 506.81 884.77 （104m3） 777.1 906.0 1283.9 1661.9 （104m3） （104m3） 2268.38 3014.02 4244.00 5825.99 745.6 1975.6 3557.6 由表5-6可知，草海在不进行外部调水的情况下，已经不能保持在现状水位2171.7m，若要继续保持在该水位，需从外部引水777.1万m3；若要将水位增长到2172m，则需要一次性从外部引水745.6万m3，保持该水位每年还需补水906万m3；在现状水平下，若要将草海水位增长到2172.5m，需要一次性引水1975.6万m3，保持在该水位每年还需1283.9万m3的水量补给；在现状水位下，若要将水位增长至2173m，则需要一次性补水3557.6万m3，且保持该水位每年还需1661.9万m3的水量补给。草海湿地年均径流量为4432万m3，低于水位为2173m时的库容，所以一次性增加库容所需水量较大，保持水位所需的年均补水量也随水库库容的增大而显著增加，如何确定一个合理水位将是一个需要多方论证的问题。
六、结论与讨论
6.1 可靠性分析
为了验证模型结果的可靠性，需对计算结果进行可靠性分析。
本次计算数据均来自于较为权威的机构，保证了计算结果的可靠性。且目前在草海对于草海流域水量变化的研究较少，通过仅有的文献可知，考虑因计算时间尺度不同造成的差异，计算获得的草海保护区年径流量与其他研究所得的结果大致相似，所以结果较为可靠。
6.2 结果讨论
径流系数α值变化于0～1之间，湿润地区α值大，干旱地区α值小。我国台湾地区河流年平均径流系数>0.7，表明径流十分丰富；径流贫乏的海滦河平原，年平均径流系数仅有0.1。而计算得到草海保护区的径流系数为0.49，可见草海保护区径流量属于中等丰富地区。
2000年至2012年的年平均蒸发量约为859mm，通过查阅相关文献，发现与资料显示结果一致，确保了计算结果的准确性。由于草海地区纬度较低，太阳净辐射较为强烈，所以潜在蒸散发量较大，大量蒸发对于草海地区的水资源保持十分不利，必须采取积极的措施保证草海湿地的持续发展。
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