绿洲耗水对阿克苏河流域地表径流的影响

利用高分辨率辐射计获得的遥感资料提取研究区的归一化植被指数（NDVI）数据,干旱区绿洲NDVI对径流响应敏感,根据经验,NDVI>0.2区域识别为绿洲,进一步提取绿洲范围内的NDVI累计数据,将其作为以农业活动为主的人类活动综合因素,结合径流资料,分析了1982-2006年阿克苏河流域绿洲耗水和地表径流之间的关系。结果表明：1982-2006年阿克苏河流域出山径流量相对研究初期增加21.4%,同期,绿洲耗水量相对增加53.2%,绿洲NDVI累计相对研究初期增加35.3%,绿洲面积增加33.4%;阿拉尔站径流量、绿洲耗水与绿洲来水量均呈正相关,表明中游绿洲扩张消耗的出山径流量增加;绿洲NDVI累计自河道向两侧变化剧烈程度逐步加强。同时,绿洲NDVI累计整体上从绿洲边缘向绿洲内部增加趋势逐步加强;考虑绿洲降水情景,NDVI累计和绿洲面积的相关性均大于未考虑绿洲降水情景,表明降水对绿洲起到了支撑、维护作用,对绿洲面积的贡献为25.2%。对比冰川径流、出山径流和流域降水的变差系数(C_v),加上冰川径流对绿洲面积的贡献为33.4%,表明冰川径流有调节出山径流量和维持绿洲规模相对稳定的作用。     

塔里木河干流区的水量消耗和潜力分析计算

本文分析了塔里木河干流区的生态环境及耗水状况,提出了节水措施及塔里木河流域合理用水,改善生态环境的途径。     

新疆车尔臣河及其水资源利用研究

车尔臣河是塔里木盆地东南部最大的一条河流,主要依靠雪冰融水和地下水补给。上游山区由于有库木库里盆地和吐拉盆地对径流的调节,水量各季节变化比较平稳,特别是春季占全年径流量的29%,是新疆春季径流所占比例最大的河流之一,春灌基本不缺水。农业灌溉和生态用水各占水资源总量的一半。绿洲虽不断扩大,但中游地下水位仍较高,植被未发生明显退化,同时还向台特玛湖输送一定水量。因此,对车尔臣河水资源利用应保持原生态状况,不宜人工修建大型水利工程。由于车尔臣河出山口有巨大的洪积冲积扇,渗漏量占出山口径流量约30%,是一个比较理想的天然地下水库,所以今后经济发展用水应以开发地下水为主。     

Impacts of temperature and precipitation on runoff in the Tarim River during the past 50 years

The relationship between climate change and water resources in the Tarim River was analyzed by combining the temperature,precipitation and streamflow data from 1957 to 2007 from the four headstreams of the Tarim River (Aksu,Hotan,Yarkant and Kaidu rivers) in the study area.The long-term trend of the hydrological time series including temperature,precipitation and streamflow were studied using correlation analysis and partial correlations analysis.Holt double exponential smoothing was used to fit the trends between streamflow and the two climatic factors of Aksu River,Hotan River and Yarkant River.The streamflow of the main stream was forecasted by Autoregressive Integrated Moving Average Model (ARIMA) modeling by the method of time series analysis.The results show that the temperature experienced a trend of monotonic rising.The precipitation and runoff of the four headstreams of the Tarim River increased,while the inflow to the headstreams increased and the inflow into the Tarim River decreased.Changes of temperature and precipitation had a significant impact on runoff into the four headstreams of the Tarim River: the precipitation had a positive impact on water flow in the Aksu River,Hotan River and Kaidu River,while the temperature had a positive impact on water flow in the Yarkant River.The results of Holt double exponential smoothing showed that the correlation between the independent variable and dependent variable was relatively close after the model was fitted to the headstreams,of which only the runoff and temperature values of Hotan River showed a significant negative correlation.The forecasts by the ARIMA model for 50 years of annual runoff at the Allar station followed the pattern of the measured data for the same years.The short-term forecasts beyond the observed series adequately captured the pattern in the data and showed a decreasing tendency in the Tarim River flow of 3.07% every ten years.The results showed that global warming accelerated the water recharge process of the headstreams.The special hydrological characteristics of the arid area determined the significant association between streamflow and the two climatic factors studied.Strong glacier retreat is likely to bring a series of flood disasters within the study area.     

人类活动对新疆阿拉尔灌区地下水的影响分析

本文分析了新疆地下水的转化规律,特别是平原区地下水的补给关系。对塔里木盆地阿拉尔地区开垦后的地下水变化特征和人类活动对地下水的影响做了重点分析。结果表明人类活动改变了水资源的分布状况,使绿洲内部地下水位上升,水质改善;但绿洲以外地下水位下降,河流由于接纳了绿洲排水,水质变差。     

塔里木河下游沙漠化对绿洲农业生产的影响

荒漠化是全世界所面临的重大的环境灾害之一。塔里木河下游的沙漠化已经对该区域的绿洲农业生产产生了巨大的危害。本文通过对塔里木河下游沙漠化状况和典型生产团场农业生产状况的调查研究发现 ,沙漠化对塔里木河下游农业生产的影响 ,主要表现为下游来水量逐年减少 ,弃耕地面积增加 ;沼泽土面积减少 ,肥沃土壤面积增加 ;风灾、旱灾面积增加 ,盐碱灾害面积相对减少。减轻沙漠化对绿洲农业危害的措施 ,包括加强管理 ,增加塔里木河的来水量 ;发展节水灌溉技术 ,减少水资源浪费 ;调整作物结构 ,提高水资源利用率 ;保护荒漠植被 ,维护生态 ,完善防护林体系。     

塔里木河干流上游土地利用动态变化研究

在干旱区 ,水资源十分匮乏。若能有效的控制塔里木河上游耕地面积的扩张 ,同时提高水资源利用率 ,则能解决塔里木河流域长期以来农业用水和生态用水之间的矛盾 ,这对塔里木河流域持续发展有重要意义。应用遥感技术进行上游土地利用动态变化则为上游耕地现状和趋势发展提供一种快速和准确的方法。本文利用 1 95 9年、1 983年、1 992年和 1 996年四个时期的航片及卫片资料 ,研究了塔里木河干流上游典型图幅土地利用的动态变化。结果表明 ,研究区域人工绿洲和居民点面积逐年扩大 ,湖泊面积明显缩小 ,而天然植被面积趋于缩小 ,难利用面积变化不大。为此 ,有关部门应严格控制目前这种耕地继续扩张趋势 ,同时加强植被生态环境建设     

Impacts of climate change and human activities on water resources in the Ebinur Lake Basin,Northwest China

Changing climatic conditions and extensive human activities have influenced the global water cycle. In recent years, significant changes in climate and land use have degraded the watershed ecosystem of the Ebinur Lake Basin in Xinjiang, Northwest China. In this paper, variations of runoff, temperature, precipitation, reference evapotranspiration, lake area, socio-economic water usage, groundwater level and water quality in the Ebinur Lake Basin from 1961 to 2015 were systematically analyzed by the Mann-Kendall test methods(M-K) mutation test, the cumulative levelling method, the climate-sensitive method and land-use change index. In addition, we evaluated the effects of human activities on land use change and water quality. The results reveal that there was a significant increase in temperature and precipitation from 1961 to 2015, despite a decrease in reference evapotranspiration. The Wenquan station was not significantly affected by human activities as it is situated at a higher altitude. Runoff at this station increased significantly with climate warming. In contrast, runoff at the Jinghe station was severely affected by numerous human activities. Runoff decreased without obvious fluctuations. The contributions of climate change to runoff variation at the Jinghe and Wenquan stations were 46.87% and 58.94%, respectively; and the contributions of human activities were 53.13% and 41.06%, respectively. Land-use patterns in the basin have changed significantly between 1990 and 2015: urban and rural constructed lands, saline-alkali land, bare land, cultivated land, and forest land have expanded, while areas under grassland, lake, ice/snow and river/channel have declined. Human activities have dramatically intensified land degradation and desertification. From 1961 to 2015, both the inflow into the Ebinur Lake and the area of the lake have declined year by year; groundwater levels have dropped significantly, and the water quality has deteriorated during the study period. In the oasis irrigation area below the runoff pass, human activities mainly influenced the utilization mode and quantity of water resources. Changes in the hydrology and quantity of water resources were driven primarily by the continuous expansion of cultivated land and oasis, as well as the growth of population and the construction of hydraulic engineering projects. After 2015, the effects of some ecological protection projects were observed. However, there was no obvious sign of ecological improvement in the basin, and some environmental problems continue to persist. On this basis, this study recommends that the expansion of oasis should be limited according to the carrying capacity of the local water bodies. Moreover, in order to ensure the ecological security of the basin, it is necessary to determine the optimal oasis area for sustainable development and improve the efficiency of water resources exploitation and utilization.     

阿克苏河流域水资源承载力模糊综合评价

阿克苏河是天山南坡水量最大的河流,是目前塔里木河最大的水量补给来源。由于阿克苏河流大规模的农业开发和不合理的水资源开发利用,不仅使得流域内生态环境脆弱,同时导致了补给干流的水资源减少,使得干流(尤其是在下游)产生了一系列的生态环境问题。本文针对阿克苏河流域水资源的实际情况,依据阿克苏河流域供需状况等,选取人均水资源可利用量,人均供水量、水资源利用率、耕地灌溉率、供水模数、需水模数、生活用水定额、生态用水率等指标,应用模糊综合评价方法综合的评价了流域内现状和不同水平年的水资源承载力,并提出了提高水资源承载力的途径。     

基于初始水权分配的阿克苏河流域适时水权管理研究

阿克苏河是塔里木河来水量最大的源流。近几十年来,由于用水量的增加,进入塔里木河干流的水量逐年减少,导致塔里木河下游生态环境急剧恶化。为了改善下游的生态环境,完成向塔里木河干流输水目标的任务,阿克苏河流域建立了基于初始水权分配的适时水权管理系统。提出了适时水权的概念,将适时水权分为四个等级,并分别阐述了各级适时水权的确定及管理。最后举例说明了阿克苏河流域适时水权的实践情况及意义。     

SubTOPMODEL模块构建及其在清水河的应用

在TOPMODEL模型原理及其特点的基础上,结合塔里木河流域的雪冰水文特点,构建subTOPMODEL子模块,并与TOPMODEL模型松散耦合,以完善TOPMODEL模型.并把模型应用于垂直地带性明显,雪冰融水为重要补给的清水河流域,对原模型、改进模型、实测值的两两比较表明,模拟结果走型匹配较好,但由于在高强度降雨情况下,超渗地面径流对洪峰贡献很大,而TOPMODEL模型基于变源产流面积理论,没有充分考虑超渗地面径流,计算主洪峰流量明显小于实测流量;改进模型的模拟效率系数为0.738,效率系数结果提高度不是令人满意,仅提高了0.051,但其春冬季节细微表现证实改进模型的有效性.     

基于区间两阶段抗风险随机规划的绿洲水资源优化配置

合理配置绿洲灌区的水资源是缓解绿洲水资源压力的主要解决方法。选取塔里木盆地南缘和田地区策勒绿洲作为研究区域,使用离散概率函数处理策勒河近60 a的年径流量数据,结合策勒绿洲特色经济果林种植特点,建立含有抗风险方法的区间两阶段随机规划模型,并基于灰度线性规划的解法对该模型进行求解。结果表明：在策勒河来水量不确定时,应优先灌溉红枣;相比原区间两阶段随机规划方法,引入抗风险方法后得到的配水策略虽略保守,却可以在枯水年与平水年保持总收益区间上限不变的同时,将总收益的区间下限分别从5.1×10⁷元、2.12×108元提高到5.6×10⁷元、2.17×10⁸元。通过典型案例应用分析,显示区间两阶段抗风险随机规划模型的应用不仅能够保证在满足各作物需水要求的情况下争取收益最大化,并且可以抵御由于水量不足而带来的风险。     

粮食主产区农户耕地保护现状及认知水平分析——基于全国10个粮食主产区1198户农户的问卷调查

农户是耕地的直接使用者,农户的耕地利用行为在耕地保护中尤其耕地质量保护中扮演着重要的角色。鉴于当前针对农户耕地利用行为及耕地保护认知水平的研究尺度范围较小、难以代表全国大部分地区农户耕地保护的现状,文中基于全国10个粮食主产区1198份农户问卷调查,从大区域尺度上针对农户的耕地利用行为、利用效益及保护认知水平进行了调研分析。研究结果表明:1)研究区农户耕地利用现状不佳,耕地利用以短期效益为主,影响耕地质量的保护,农户的耕地保护认知水平总体较低;2)税费支农政策对大部分传统种植业农户家庭收入所起作用不明显,主要原因在于农业生产要素价格涨幅较大、农田基础设施不健全及户均耕地规模较小。最后针对上述问题,从加强农户耕地保护意识、改革农产品价格体系、建立农村社会保障体系、推进基本农田整治等方面提出相应的政策建议。     

关于严格限制西北干旱区荒地开垦的若干对策与建议

中国西北干旱区最大的特点就是高山-绿洲-荒漠组成的复杂而完整的山盆地域生态系统。盆地内降水极少,地表不产生径流,主要依赖出山口径流量来维护脆弱的荒漠生态平衡和经济社会的可持续发展。在历史上,特别是近60余年来,上中游绿洲区大面积开垦和发展灌溉,使有限的水资源越来越集中地消耗在中上游,导致下游地区日趋缺水和荒漠化,彻底改变了干旱区原有的水资源格局和生态演化趋势。应用确切的数据,比较了耕地适宜规模与实际耕地面积,突出了干旱区过度开垦的问题,表明这是干旱区生态问题的总根源。在此基础上,提出5条防治荒漠化的对策：① 建议国务院制定相关条例,禁止干旱区荒地开垦,并对已经过度开垦的荒地实行“退耕（牧）还草（荒）”工程;② 制定并严格实施科学合理的内陆河分水方案,兼顾上中下游地区,确保西北干旱区水土资源的有效配置与利用;③ 调整绿洲农业结构,发展高效区域特色产业;④ 生态需水需要逐步得到保障;⑤ 强化立法管理,保障西北干旱区生态建设与可持续发展。     

膜下滴灌棉花水肥耦合效应研究初报

对膜下滴灌棉花的水肥耦合效应进行了田间试验。结果表明 :在灌水量不足、农业资源未能充分发挥条件下 ,棉花产量与灌水量及耗水量呈线性关系 ;膜下滴灌棉花的水肥耦合效应明显 ,水肥都具有增产效果 ,但过多的水肥投入并不有利于棉花增产。最后对进一步完善膜下滴灌棉花水肥耦合试验提出了建议。     

宁夏灌区农业非点源污染情况调查与原因分析

开展宁夏灌区农业非点源污染的相关研究对保护黄河水安全具有重要意义.本文主要反映宁夏灌区上世纪90年代以来农业非点源污染现状的调查结果,揭示目前灌区的污染状况;同时对农业非点源污染形成的主要因素进行了分析,指出农田化肥、农药的不合理施用,畜禽养殖、农膜残留等均产生了不同程度的农业污染,随径流或排水进入黄河,造成水质恶化.     

新疆车尔臣河绿色走廊河湖湿地变化及原因分析

沙漠中的湖泊湿地是环境变化的敏感区域。利用2000-2010年北京一号小卫星、环境星、中巴资源卫星和Landsat TM数据,车尔臣河绿色走廊河湖湿地进行了连续的动态监测。结果表明：从2000年以来,车尔臣河绿色走廊河湖湿地面积呈现出先增加后减少再增加的特点,其中2005年和2010年为峰值年份,河湖湿地面积分别为141 km²和393 km²;空间上呈现出不规则的区域变化特点。结合气象、水文和经济统计等数据,定性和定量分析了影响河湖湿地变化的主要原因,其中气温、降水量是导致河湖湿地增加的最主要的原因,而耕地扩张、经济的发展等人类活动起到消极的作用,但从整体趋势看影响较小。     

塔克拉玛干沙漠周围主要河流水文序列特性分析

本文在利用数理统计方法分析塔克拉玛干沙漠周围主要河流水文特征基础上，重点利用时间序列分析方法，从时间域和频率域上分别分析了这些河流序列内部结构特征，通过分析初步认为本区河流水量是基本稳定的，各河流的年径流序列基本呈独立随机序列。在此基础上建立了随机模拟模型，从而为模拟本区河流径流变化规律，以及本区水资源合理开发利用提供了决策分析基础。     

塔里木河中游典型绿洲土地利用/覆被及水资源动态变化研究

运用3S技术,并采用最大似然法分别对1989年和2010年渭干河-库车河绿洲两期Landsat-TM影像数据进行分类统计,获得了该区域22年来土地利用/土地覆被变化矢量图和定量统计数据,并利用不同时期该流域地表径流和地下水资源开发利用程度、农业种植结构、城市用水、天然植被用水,分析该区域土地类型变化和水资源的关系。研究结果表明：该地区耕地面积逐年增加,22年来增加耕地面积141 573.4 hm²,平均每年增加6741.59 hm²;天然植被草地面积急剧减少,平均每年减少7 682.38 hm²,城市用水由0.41亿m³增加至4.26亿m³,加之机电井数量骤增导致地下水位下降了2.34 m;导致地下水位下降,水质矿化度增高,天然植被大量减少,流域下游生态问题极其脆弱。     

灌溉方式对土壤水分与灌水量影响的模拟研究

为明确灌溉方式对土壤水分和灌水量的影响,采用土壤水分概率模型分析了传统灌溉和连续灌溉的土壤水分概率分布特征与土壤平均水分变化规律,研究了灌溉方式对灌水量的影响效应。结果表明：不同灌溉方式的土壤水分概率分布特征差异明显,连续灌溉的土壤水分概率密度极大值出现在s=s^*处,传统灌溉的土壤水分概率密度极大值出现在s=s_fc处;与传统灌溉方式相比,连续灌溉使土壤平均水分含量保持在相对较低的水平,当降雨发生时,其土壤能够容纳更多的入渗水量。连续灌溉明显减少了土壤水分深层渗漏和地表径流损失水量,显著提高了降雨利用率并降低了灌溉水量,从而提高了农业水资源利用率。