黑河流域水循环特征研究

为了系统地研究黑河流域的水量平衡,该文应用Penman-Monteith模型和波文比公式估算黑河流域的蒸散发量,并结合流域的流量观测与已有的研究成果,首次将流域的大气输送水量与地面水循环结合起来研究分析:黑河流域上空大气水汽输送净收入量约288亿m³;上游山区为多降水中心,成为河流的发源地,降水总量约有141.68亿m³;中下游内陆盆地成为低降水极值中心,降水总量约有55.13亿m³;黑河流域总蒸散量约为195.6亿m³,其中在上游山区蒸散约95.44亿m³的水分,中下游蒸散损失的水量达到100.16亿m³。结合黑河流域水资源量的时空变化情况,从分析内陆河水循环主要环节出发,揭示了黑河流域水循环在山区形成水资源、在中下游内陆盆地散失水资源的特征。     

黑河流域土地沙漠化与区域可持续发展

土地沙漠化,是制约我国社会、经济和人民生活可持续发展的严重问题之一,特别是在生态环境脆弱的西北干旱区的内陆河流域。以黑河流域为例,从流域沙漠化的现状和特点;土地沙漠化的发生、发展;沙漠化与可持续发展的关系等方面,进行了分析与探讨。在此基础上,提出了区域可持续发展的基本对策。     

干旱内陆河流域土地利用转型的生态环境效应变化特征及其驱动因素探测

为探讨土地利用转型对生态环境质量的影响并明确相关驱动因素作用机理,以黑河流域中游这一典型干旱内陆河为研究对象,利用生态环境质量指数、标准差椭圆模型和地理探测器工具,在对研究区2000—2020年土地利用转型生态环境效应数量变化、空间分布及方向特征进行多维测定基础上,对影响生态质量空间分异的驱动因素及其交互作用机制进行了识别与分析。结果表明：(1) 2000—2020年,研究区土地利用转型频发,林地、灌木和人造地表大幅增加,草地、裸地和湿地减少,“南草北裸”的空间分布特征未发生扭转,草地和裸地是流域其他地类最为重要的转型补给源;(2)黑河流域中游生态环境质量整体处于较低水平但向好发展,“北低南高”的空间分布格局显著,其生态环境质量呈“正西北—正东南”朝向的变化趋势特征;(3)人为活动及高程、植被覆盖和坡度是黑河流域生态环境质量空间分异的主要驱动因子,自然、社会和经济诸因素激烈的交互与协同作用,共同导致流域生态环境质量的空间分异。综上,黑河流域中游生态环境质量趋好,但需严控人为活动,保障流域土地利用与生态安全持续稳定。     

基于AnnAGNPS模型的陕西黑河流域非点源污染模拟

以陕西黑河流域为研究区,借助GIS和相关资料提取参数,建立AnnAGNPS模型数据库。采用1991-1998年黑峪口断面月径流量、泥沙和无机氮、总磷监测数据率定和验证模型,分析AnnAGNPS模型在西北半干旱地区典型流域的适用性。结果表明,AnnAGNPS可用于该流域非点源污染的长期模拟。在此基础上,对模型主要参数进行了敏感性分析。最后利用校准后的模型进行流域非点源污染管理措施模拟。为了达到同时削减径流、沉积物及总氮、总磷的输出量,在流域应采取退耕还林的措施,治理非点源污染。     

土地覆被变化对流域非点源污染的影响研究——以黑河流域为例

以黑河流域为例,在探讨SWAT模型在陕西黑河流域适用性的基础上,通过对不同土地利用情境下产生的非点源污染进行定量分析与对比研究,结果表明:①土地利用/覆被变化会对流域非点源污染产生极大的影响.林地具有较强的减水、减沙效应,从而极大地削减了流域非点源污染的产生.②加强土地管理,促进土地的合理利用,特别是15°以上坡耕地的合理利用,将是有效控制流域非点源污染,保护流域水质的有效措施.③未来黑河流域土地利用最佳状况是:响应国家水源保护政策,流域人口逐渐搬离,15°以上的坡地全部还林,在满足饮用水水质标准的情况下,允许15°以下坡度中有少量适宜农耕的耕地,无未利用地,且植被覆盖较好.此时,流域氮的年总负荷为13.25kg,磷的年总负荷为3.29kg,对流域水质不会造成污染.     

西北内陆河流域水资源优化配置与可持续利用——以石羊河流域民勤县为例

西北内陆河流域,气候干旱,降水稀少,蒸发量大,水资源极其宝贵,生态环境脆弱。然而,西北内陆河流域工农业用水却存在不同程度的浪费现象,致使流域水资源管理出现诸如上下游利用不公,工农业利用不均等许多问题。现在,如何科学合理地优化配置西北内陆河流域水资源,并使其可持续利用,发挥最大的经济、社会和生态效益,已经成为学界和政界关注的重大问题。本文以石羊河下游流域民勤县为例,通过分析和研究流域水资源利用现状,提出了适合西北内陆河流域水资源优化配置的支撑体系,以期对本流域水资源可持续利用有所裨益。     

黑河流域综合治理与可持续发展

黑河是流经我国青海、甘肃、内蒙古三省区的国内第二大内陆河。从二十世纪中叶开始，由于区域人口剧增，用水量加大，水资源供需矛盾日益突出，导致下游内蒙古额济纳旗西、东居延海先后干涸，草原逐渐荒漠化，沙尘暴等灾害性天气频繁发生。黑河流域生态环境问题引起了国家领导和社会各方面的广泛关注。借助西部大开发的东风，国家实施了黑河流域综合治理工程，得到了全流域干部群众的支持和响应，特别是地处黑河流域中游的张掖地区广大干部群众顾全大局，牺牲局部利益，在国家投资支持下，全力实施综合治理工程，取得了明显的经济、社会、生态效应。本文立足全流域经济和生态的协调发展，从黑河水资源分配的历史和现实、黑河流域日益严重的生态问题及后果、黑河流域综合治理目标的制定、实施和成效、黑河流域综合治理的政策取向等方面，对实施黑河流域综合治理与保持全流域的可持续发展进行了初步的探索。     

黑河流域水资源开发对生态环境的影响

河西走廊中部黑河流域是我国重要的商品粮、蔬菜和经济作物生产基地之一,也是我国内陆河流域近30a来受人为经济活动影响最强烈的地区之一。黑河中游水土资源过度开发,导致黑河下游出现了严重生态环境问题,已威胁到整个流域的生态安全和国防建设的环境保障。主要表现在河道断流加剧,湖泊干渴,地下水位下降;天然林面积大幅度减少;草地严重退化;土地沙漠化和沙尘暴危害加剧等。黑河流域水资源开发对生态环境影响问题已经受到了国家的高度重视和全社会的广泛关注,黑河流域当前实施的节约用水和合理分配水资源,是保护黑河流域生态环境的根本性措施之一。     

青藏高原流域廊道体系对生态环境的影响-以尼洋河流域为例

通过对尼洋河流域景观生态系统廊道体系构成和布局现状分析，揭示了流域内廊道体系的主要问题：构成单一、布局简单；详细分析了各种廊道对流域生态环境的有利和不利影响。在此基础上提出了流域廊道体系优化对策。     

山地流域治理的景观生态规划

在分析山地流域景观构成基础上 ,应用景观生态学原理 ,提出了景观生态规划的目标 ,并详细阐述了山地流域规划时应遵循的原则 :(1)维护和恢复流域的整体生态功能 ;(2 )构建优化的景观结构和格局 ;(3)维护景观稳定性 ;(4)维护生物多样性 ;(5 )维护景观异质性 ,并提出了实现这些原则的方法和途径     

黑河流域水资源压力定量评价

从流域水资源开发利用条件、经济发展与用水以及流域水环境压力3个角度出发选取6个指标构建了水资源综合压力指数,对2000-2010年黑河流域的水资源压力状况进行了定量分析。结果表明,黑河流域近11 a来水资源综合压力指数较高,但总体上呈下降态势,从2000年的0.58逐步降到2010年的0.28。多年来黑河流域的综合治理包括节水型社会建设等措施卓有成效,但地下水位不断下降,生态环境缺水严重,农业用水比重过高等问题仍未缓解。建议今后仍要继续加强节水型社会建设,促进水资源高效利用,压缩农业用水量,以不断减轻流域水资源压力,促进流域水资源可持续利用。     

淮河流域水资源可持续利用分析

分析了淮河流域水资源的数量和质量现状及其时空变化特征。通过分析历史上淮河流域水资源的变化情况和原因 ,探讨了淮河流域水资源可持续利用的影响因素。淮河流域水资源的可持续利用受自然、社会、经济因素的共同影响 ,多个因素相互耦合 ,从而导致了水资源数量的增减和水质的突变。因此 ,淮河流域的治理应作为一项系统工程来进行。针对淮河流域水资源的现状 ,提出了实现该流域水资源可持续利用的相应措施和建议。     

金沙江流域输沙特性分析

金沙江是长江上游河流泥沙的主要来源。通过对金沙江流域主要控制水站径流泥沙资料的统计分析，论述了金沙江河流泥沙的来源和沿程分配、输沙量的年内分配和年际变化、径流量和输沙量的关系，以及泥沙形成的原因。为研究金沙江流域的水土流失和泥沙输移规律，合理地开发和利用其水土资源提供了科学依据。     

黑河流域水资源供需平衡与配置研究

水资源合理配置是水资源高效利用的重要手段,同时是水资源可持续利用的核心问题。针对黑河流域水资源利用现状与存在的问题,运用系统分析理论与方法,对黑河流域水资源需求、供水能力、水资源配置与供需平衡进行了分析与讨论。结果表明:在50%保证率下,黑河流域2015年、2020年和2030年需水量分别为3.271×10⁹ m³,3.041×10⁹ m³和3.071×10⁹ m³,供水量分别为2.841×10⁹ m³,2.972×10⁹ m³和3.033×10⁹ m³,缺水量分别为4.30×10⁸ m³,0.69×10⁸ m³和0.38×10⁸ m³,缺水率分别为13.15%,2.27%和1.24%。针对流域水资源现状,应采取提高工业用水重复利用率、调整农业种植结构、大力发展高效节水技术等措施。继续加强流域水资源高效管理,改善流域生态环境,提高流域内水资源可持续利用能力。     

基于生态需水的水资源分析——以贵州省盐津河流域为例

[目的]探究中国西南湿润地区流域生态需水量计算方法,为流域水资源配置提供科学的数据参考。[方法]选择贵州省盐津河流域为研究对象,采用彭曼法、Kristensen-Jensen模型、MIKE SHE分布式水文模型(DHI)、环境功能设定法等方法从农田系统、林草系统、水生态系统计算流域最小及满意需水量,并结合水资源状况对盐津河水资源配置提出建议。[结果]盐津河总生态需水量为1.39×10~7~2.04×10~7m~3,流域内农田用水较多的是4,7和8月,林草系统不存在缺水现象,河道内枯水期及丰水期水量差距较大,可利用水量为3.84×10~7~9.17×10~7 m~3,在保证枯水期生态水量同时,取水时间主要在5—8月。[结论]河道取水应注意考虑农田作物用水规律,在预留农业用水时需要考虑作物类型及种植面积,严格遵循降雨及生态用水规律,建立蓄水设施,保证全年的生产生态用水。     

基于层次分析法的干旱内陆河流域生态环境需水评价——以新疆台兰河流域为例

干旱内陆河流域生态环境需水综合评价是一个多层次,多目标的综合决策问题,同时是干旱区水资源合理配置与管理,生态环境保护与建设中最为关键的科学问题之一。根据台兰河流域的实际情况和环境问题,构建评价干旱内陆河流域生态环境需水状况的指标体系;该指标体系由3个层次38个评估因子组成;通过分级量化指标,用层次分析法对指标进行权重分析,提出了内陆河流域生态环境需水状况评判标准和具体的评价方法。结果显示,水资源因素对台兰河流域生态环境需水的影响最大,生态环境因素和经济社会因素次之,影响最小的是自然因素。水资源因素、生态环境因素、经济社会因素和自然因素之间相互关联,共同作用导致流域生态环境需水综合状况。评价结果与实际情况基本相符,证明层次分析方法在评价干旱内陆河流域生态环境需水状况中具有一定的应用价值。     

黑河上游天涝池流域生长季降雨和气温对河川径流的影响

西北干旱区的水资源短缺问题日益突出,但黑河上游高寒山区河川径流相关的精确水文资料稀缺,开展观测和研究其变化规律尤为必要。选择黑河上游天涝池流域为研究区,通过逐日观测2016年、2017年、2019年生长季河川径流量、降雨量和气温数据,采用相关分析和多元线性回归方法,分析了降雨和气温要素对河川径流的影响。结果表明:生长季内月均径流量明显滞后月均降雨量和月均温,三者均呈现出单峰变化趋势; 河川径流对降雨的平均滞后时间约为7.5 d。生长季内月均降雨量、月均温与月均径流量的Pearson相关系数分别为0.69,0.87(p<0.01),拟合多元线性回归模型的R²为0.772。研究显示该流域内降雨和气温较好地解释河川径流量的变化,结果可为黑河上游山区的河川径流响应过程提供参考依据。     

流域生态需水学科维度方法研究与展望

综合运用专家调查问卷、比较分析和统计学方法,系统研究了流域生态环境需水方法论与维度问题,分析了不同特征的流域如何选取和优化学科方法,从学科维度探讨了方法特征、使用范围、优选和发展趋势。结果表明,流域生态需水方法论可以从方法、学科、空间维度和程序维度4个方面进行研究。根据发展阶段和问题需求,目前学科维度重要性居于首位,重要性顺序为：学科维度（46%）〉方法维度（33%）〉空间维度（12%）〉程序维度（8%）。学科各子维度方法数量依次为：水文学方法（31%）〉生态学方法（28%）〉其他方法（21%）〉水力学方法（12%）〉综合法（8%）。比较不同学科方法计算同流域的生态需水量结果相对标准偏差均大于0.25,差异性较大。流域生态环境需水方法在学科维度层面呈现从单学科分析向多学科综合发展、从局部过程向全流域水文循环过程发展、从传统技术向数字流域技术发展的趋势。建议以流域水环境问题为导向,以流域生态系统管理和系统优化理论为指导,以生态优先和保证基流为基本原则,对于生态参数和科学方法进行科学筛选、整合与优化。     

玛纳斯河流域土壤类型空间分布格局分析

以玛纳斯河流域为例,运用G IS技术和景观生态学原理,对土壤类型空间分布格局进行了定量分析,得出以下结论:(1)玛纳斯河流域各土壤类型的分离度指数大多集中在0~3之间,各土壤类型的分布相对比较集中;(2)玛纳斯河流域土壤空间分形结构特征客观存在;(3)玛纳斯河流域各土壤类型的斑块形状复杂性差距较大。分维数最大的是草甸盐土,为1.709,土壤斑块的镶嵌结构最复杂。平均形状指数最大的是新积土,为3.684,土壤斑块的长短轴之比较大,斑块形状偏离正方形或圆形的程度较大;(4)玛纳斯河流域土壤类型多样性指数为3.037,均匀度指数为0.803,表明研究区内各土壤类型的异质性和多样性较高;(5)土壤类型的优势度指数为2.465,斑块密度指数为0.027,表明流域内的土壤是由半固定风沙土等少数几种土壤类型所控制。