额济纳绿洲植被生态需水量空间分布

生态环境需水量是当前水资源管理等学科研究的重点和难点。以额济纳绿洲为例,采用GIS技术进行生态分区的基础上采用阿维里扬诺夫方法估算绿洲植被生态需水。结果表明:现状2009年绿洲植被最低生态需水总量为4.72262×108m3。从地区分布看,东河上段、东河中段、东河下段、西河、两湖区和中戈壁的植被生态需水分别占绿洲植被总需水量的8.8%、2.8%、34.3%、46.3%、6.8%、1.0%。要将植被恢复到20世纪80年代的规模,绿洲植被最低生态需水总量为7.12841×108m3。从地区分布看,东河上段、东河中段、东河下段、西河、两湖区和中戈壁的植被需水占绿洲植被总需水量的12.7%、4.5%、30.6%、39.6%、10.6%、2.0%。在现状流域水量分配方案下,平水年和枯水年都存在不同程度的缺水量。以上研究成果可为目前实施的生态水量调度提供技术支撑和参考。     

绿洲生态水权界定及其分配

从水资源产权的角度来理解绿洲生态用水,期望为绿洲生态和环境的保护与恢复提供新的研究思路。首先对生态用水概念进行了辨析,给出了绿洲生态用水的概念;其次对绿洲生态水权从质和量两个方面进行了界定;最后提出绿洲生态水权分配的层次结构,介绍了绿洲生态用水的计算方法,重点对绿洲生态水权进行分配。从而进一步明晰了绿洲生态水权,为绿洲生态与环境的保护和恢复提供了新的理念和思路。     

额济纳绿洲生态环境变化及其恢复

黑河下游额济纳绿洲是我国西部干旱区具有重要生态防护功能的绿洲,近年来,在人类活动和气候变化的双重作用下,绿洲生态环境发生了一系列变化:1)由于黑河上中游用水量的增加,导致下游额济纳绿洲的入境水量逐年减少,并且地下水位不断下降,水质恶化。2)以胡杨林、柽柳、梭梭林为主的天然林大面积减少;草地生态系统呈现以草场面积减少,牧草产量下降,草地荒漠化和载畜能力降低等为特征的持续退化趋势。3)土地沙漠化和盐碱化现象在该区表现明显。为了使额济纳绿洲的生态环境向着良性循环方向发展,本文从水资源、植被及土地生态系统等方面对额济纳绿洲提出了生态恢复对策。     

基于生态基流的汾河流域水资源生态修复补偿研究

通过计算汾河流域在不同保证率下的生态基流需要量并对流域上中下游分区的水量平衡进行分析,建立一个基于生态基流目标控制的汾河流域水资源生态修复补偿方式。研究显示:汾河流域的生态基流无法得到满足,特别是在极端气候发生时,需要补偿的水量巨大,并据此建议了补偿水量的来源,计算了相应的工程费用和运行费用。     

疏勒河中游绿洲生态环境需水研究——Ⅰ.方法与参数选取

干旱内陆河流域绿洲生态环境需水研究是内陆河流域水资源综合管理和优化配置、保护和恢复生态环境中最为关键的科学问题之一,本研究针对疏勒河中游绿洲生态环境现状以及天然植被、河流湖泊等生态需水特征,建立了基于天然植被、河流、湿地和防治耕地盐碱化的疏勒河中游绿洲生态环境需水定量化模型,以期为干旱内陆河流域绿洲生态环境需水研究提供一种可借鉴方法。模型计算结果表明,疏勒河中游绿洲2013年天然植被、河流基本生态、河流输沙、河流渗漏补给、水面蒸发和湿地生态环境需水量分别为1.90×108m3、1.00×108m3、1.11×108m3、0.83×108m3、0.68×108m3、2.70×108m3。根据目前疏勒河流域中游绿洲水资源与生态环境现状,应加强水资源的综合管理,协调农业用水与生态用水关系以及不同区域和不同部门间水资源配置量,提高水资源综合利用效率;进一步制定中游绿洲近期和远期生态保护和生态恢复目标,确定生态综合治理重点区,准确计算基于生态保护目标的流域中游绿洲生态需水量及阈值。     

考虑生态径流过程的运行模式对文峪河梯级水库综合效益的影响

生态流量控制与水库其他效益之间的矛盾是河流生态流量保障实践运行的最大障碍,协调生态保障与水库既得利益间的平衡关系是开展面向河流健康的水库调度的重要前提。本研究以河流生态需水过程为生态控制目标,结合文峪河梯级水库的运行需求,划定不同阶段的多目标寻优秩序,并据此建立梯级水库多目标调度模型。依据不同水平年来水状况及远景年的相应措施,设置不同调度情景进行梯级水库模拟调度,得到不同情景下的梯级水库调度方案。最后,对方案中梯级水库的供水保证率、发电量、生态保证率等指标进行统计对比,分析无、低限、适宜三个生态流量控制下的文峪河梯级水库综合效益统计指标的变化规律。研究结果显示：(1) 三个生态流量约束限制,对下游的城镇与工业用水影响不大,其保证率高达99.39%。(2) 对灌溉用水而言,由于将生态流量优先权设置在灌溉用水前,对农田灌溉用水的影响是客观存在的,农田灌溉用水的保证率随生态流量的增加,有所降低,适宜生态流量控制方案较不考虑生态约束方案,保证率下降了10%,且很多枯水年份,破坏的月份达到了8个月,即一年中大部分月份不能满足灌溉需求,可见其破坏程度以及其潜在的经济社会影响不容小视。(3) 三个方案下泄的生态水量都较多,且水量过程差别不大,但生态水量下泄多发生在灌溉用水满足的时段。(4) 由于城镇工业用水、农业用水以及生态用水都是从下游取水,其变化对发电量的影响较小。且实施最小生态控制情况下,梯级水库的强制下泄水量有所减少,为柏叶口和文峪河水库间的补偿调节,提供了更多的空间。通过联合运用,在保障下泄水量要求的情况下,柏叶口相对增发,使梯级总发电量增大,并略高于其他两种方案。     

恢复生态地下水位的需水量及恢复方案研究——以额济纳盆地天然植被为例

在综合分析有关研究文献的基础上,确定了额济纳天然植被恢复的合理生态地下水位是2～4 m.给出恢复生态地下水位的需水量计算方法,并计算了恢复到合理生态地下水位的需水量为32.57×1O8～20.44×108m3.还通过对地下水不同补给途径的分析,计算出地下水的补给量共计8.45×108m3/a.按照黑河流域调水方案,要将不同现状地下水位恢复到合理生态地下水位还有一定难度.因此,考虑在不同恢复期限内,按不同恢复程度逐步恢复的方案.经分析论证后,最后提出了5年80%恢复生态地下水位到4 m和5年50%恢复生态地下水位到2 m作为规划方案.2种方案的实施均可使额济纳退化的天然植被得到有效恢复.     

基于河道生态基流保障的渭河宝鸡段水资源调控研究

以渭河宝鸡段为研究对象,以林家村、魏家堡为生态基流关键控制断面,建立基于河道生态基流保障的水资源调控模型、调控规则及调控方案集,对研究区不同水平年不同调控方案下基于河道非汛期生态基流保障的水资源调控结果进行了分析。结果表明:1)林家村断面通过采取方案4,即来水优先保障河道非汛期基流并考虑灌区节水,可使该断面非汛期河道生态基流保证率分别提高至88%、89%;2)魏家堡断面通过采取方案7,即水库对渭河基流补偿并考虑灌区节水,可使该断面非汛期河道生态基流保证率分别提高至88%、90%。由于河道生态基流保障特别是水库补偿河道基流是一个较新的研究领域,今后还需要进一步研究水库补偿的可行性和相应的补偿机制,以确保水资源调配方案的可操作性。     

维持黑河生命健康的初步探讨

21世纪实施黑河中下游分水方案,尽管恢复了下游东居延海积水,但黑河的生命仍存在着许多病患。从黑河流域水资源开发利用现状出发,提出黑河综合治理和管理的目标:以河道输水不断线、河水污染不超标、下游绿洲生态不退化和河流服务功能不打折为方向,逐步实现黑河生命健康。具体措施:控制人口增长,减小人口压力;切实加强宣传教育,普及河流生命健康知识;坚持科学发展观,实现全流域综合管理;实施全流域节水和人工影响天气工程;加大资金投入力度,加强基础理论研究。     

黑河分水后下游地下水位和可开采储量的变化

黑河向东西居延海分水后,下游地下水位和开采储量的变化引人关注。以1990-1999年的平均地下水位代表分水前状况,以2004年代表分水后的地下水位水平,选择典型区域对狼心山以下额济纳三角洲地下水位的变化进行分析。结果表明:分水后下游三角洲的地下水位有不同程度的上升,范围在0.2~0.4 m;相应地地下水可开采储量增加约0.17×108m3,分析得出,这部分增加的可开采水储量主要由当年分水所增加的入境水量转化而来。由于黑河下游三角洲特殊的地理环境背景,决定了黑河分水是一项长期而艰巨的任务。     

乌拉盖河及其主要支流的水资源评价与合理利用的探讨

乌拉盖河是内蒙古高原最大的一条内流河,发源于大兴安岭山地,向西流经乌珠穆沁草原中部。水资源充沛而稳定。流域内多年平均径流量为１．１３亿立方米,Ｐ＝５０％保证率年径流量为０．８８亿立方米。根据本流域的中长期发展预测,到２０００年及２０２０年,人口、养畜、农田与草地建设、工业等均有大幅度增长,工农牧业产值将由２．８亿元达到２０００年的５．４亿元及２０２０年的１９．５亿元。按照合理的用水定额和水资源供需平衡分析,预计到２０００年,总需水量将达到０．６８亿立方米;到２０２０年,总需水量１．２亿立方米。因此,本流域的发展中,必须多方开发各项水资源,合理用水,节约用水,科学管理水资源。使乌拉盖河成为草原区可持续发展的资源与环境保障。     

煤电基地建设对内蒙古锡林郭勒盟乌拉盖水库周边水环境的影响

煤炭资源丰富的内蒙古锡林郭勒盟是我国重要的能源产业基地之一,在国家"十二五"规划中将建设为国家重点大型煤电基地。乌拉盖水库是锡林郭勒盟唯一的一座大(Ⅱ)型水库,每年可为煤电基地的建设和开发提供4760万m3的水。为保证工业用水,水库从2004年后从未向下流放水,造成了下游河道干涸、湖泊退化、湿地消亡、草原荒漠化等生态环境恶化现象。通过煤电工业需水分析,水库每年提供的工业用水量无法完全满足规划的生产需要。脆弱的生态环境,短缺的水资源无法保障煤电基地的发展和经济的可持续增长。为协调经济发展和生态环境保护,需对流域进行综合规划,在满足生态用水的情况下合理建设煤电基地。同时,实施科技创新,坚持发展以洁净煤为基础的电力工业,实现能源建设与生态环境保护的健康、持续发展。     

内蒙古河套灌区水资源高效利用与盐渍化调控

内蒙古河套灌区是我国具有悠久历史的一个大型灌区。由于气候、地形和水文地质条件的影响,在兴建大规模灌区之前,当地已有严重的盐渍化问题,随着引水量增加,灌溉面积扩大,由于重灌轻排,灌排工程不配套,大水漫灌等原因,使灌区的地下水位迅速上升并超过临界水位,加剧土壤盐渍化;此后虽经积极治理,情况有所好转,但仍未得到根本改变。灌区盐碱化的发生、分布、治理在西北干旱地区具有典型意义。河套灌区现状年引黄水量在50亿m3左右,占内蒙引黄水量的90%,超出引黄指标10亿m3,节水任务十分艰巨。因此,必须高效地利用灌溉水资源,采用渠井灌排技术和实施节水灌溉制度,来调控灌区水盐动态,总体上能使河套灌区灌溉土壤逐步由积盐向脱盐的良性循环发展。     

渭干河——库车河三角洲绿洲的水资源问题与农业节水潜力分析

建立节水型社会是我国的一项基本政策,也是解决渭干河—库车河三角洲绿洲水资源问题可持续利用的战略选择。渭干河—库车河三角洲绿洲水资源开发利用中存在的问题:主要由于社会、经济的发展及不合理的用水导致水资源短缺、水资源过度开发,水资源利用效率低、生态环境恶化等。渭干河—库车河三角洲绿洲是典型的灌溉农业区,农业灌溉大部分仍采用粗放型的宽河大渠输水、田间大水漫灌方式,灌溉定额普遍偏高,农业节水潜力很大。本文重点定量分析了该绿洲农业用水效益、农业节水潜力,建议农业节水的途径及节水灌溉技术应从骨干工程改造节水、中低产田改造节水、降低地下水位节水、改造作物灌溉制度节水、加强管理节水等几个方面进行。最后提出渭干河—库车河三角洲绿洲水资源可持续利用的对策措施。     

西北干旱区内陆河流域水资源系统与生态环境问题

西北干旱区内陆河流域以水为纽带构成一个完整的山地——绿洲——荒漠水循环系统，系统内水资源、生态环境及其两者之间相互关联。人类经济活动和水资源开发利用已影响到内陆水文状态并导致生态环境的严重退化。水资源的持续开发利用和生态环境的综合治理要考虑系统的相互联系，以流域为单元，加强水资源的统筹调配和高效利用；强化科学管理和保护，促进经济和生态环境协调发展。     

疏勒河流域水资源特征及开发利用存在的问题

疏勒河流域是目前甘肃省移民和农业开发的重点地区 ,也是“再造河西”战略实施水资源潜力最大的地区。随着移民范围和开发程度的迅速增大 ,进一步提高流域水源及其循环转化关系的研究程度 ,及时发现水资源开发利用过程中存在的问题迫在眉睫。本文在广泛收集有关水文、水利化现状资料和实际调查数据的基础上 ,计算和评价了疏勒河流域的降水资源、冰川资源、地表水资源、地下水资源 (包括地下水补给资源、允许开采资源、储存资源 )、水资源总量的数量和特征 ,评价和分析了水资源开发利用现状及存在的问题     

Understanding the impact of mountain landscapes on water balance in the upper Heihe River watershed in northwestern China

Estimating the impact of mountain landscape on hydrology or water balance is essential for the sustainable development strategies of water resources.Specifically,understanding how the change of each landscape influences hydrological components will greatly improve the predictability of hydrological responses to mountain landscape changes and thus can help the government make sounder decisions.In the paper,we used the VIC(Variable Infiltration Capacity)model to conduct hydrological modeling in the upper Heihe River watershed,along with a frozen-soil module and a glacier melting module to improve the simulation.The improved model performed satisfactorily.We concluded that there are differences in the runoff generation of mountain landscape both in space and time.About 50% of the total runoff at the catchment outlet were generated in mid-mountain zone(2,900-4,000 m asl),and water was mainly consumed in low mountain region(1,700-2,900 m asl)because of the higher requirements of trees and grasses.The runoff coefficient was 0.37 in the upper Heihe River watershed.Barren landscape produced the largest runoff yields(52.46% of the total runoff)in the upper Heihe River watershed,followed by grassland(34.15%),shrub(9.02%),glacier(3.57%),and forest(0.49%).In order to simulate the impact of landscape change on hydrological components,three landscape change scenarios were designed in the study.Scenario 1,2 and 3 were to convert all shady slope landscapes at 2,000-3,300 m,2,000-3,700 m,and 2,000-4,000 m asl respectively to forest lands,with forest coverage rate increased to 12.4%,28.5% and 42.0%,respectively.The runoff at the catchment outlet correspondingly declined by 3.5%,13.1% and 24.2% under the three scenarios.The forest landscape is very important in water conservation as it reduced the flood peak and increased the base flow.The mountains as "water towers" play important roles in water resources generation and the impact of mountain landscapes on hydrology is significant.     

银川平原绿洲的稳定性与可持续发展

银川平原的人工绿洲依托于黄河,绿洲的稳定性与黄河引水量、地下水资源开采规模具有深层耦合关系。人类不合理的开发活动、黄河水量的波动性和递减趋势、绿洲内部的盐渍化和周边地区的荒漠化等,是影响银川平原人工绿洲稳定性的主要因素。针对以上分析,提出注重对黄河系统的研究、强化对地下水资源的管理、实施生态农业、加强对土壤盐渍化的防治、加强银川平原周边地区生态环境的建设等可持续发展对策。     

基于生态环境保护的且末绿洲生态需水量研究

且末绿洲地处塔里木盆地东南缘生态脆弱区,气候极端干旱,降水稀少,蒸发剧烈。且末绿洲得益于车尔臣河浇灌,形成历史悠久的灌溉农业。近年来,由于人口剧增、大量开荒、水资源的不合理利用、土壤盐渍化以及自身的自然灾害严重地困扰着且末绿洲及其经济的可持续发展。文中根据且末绿洲实地考察、历年统计资料及生态环境特点分析的基础上,利用遥感技术、水文地质调查等手段对该地区绿洲规模动态变化进行了剖析。根据适宜的生态需水研究方法计算出且末生态需水量为3.014×108m3。因为生态需水量与可利用水资源量在数值上非常接近,即表明没有多余的水资源可用来进行绿洲扩建。所以必须规范且末绿洲的用水,集约利用水资源,尽量恢复未完全破坏的生态环境。这对且末生态环境的保护及维持绿洲生态稳定性,进而协调经济用水和生态用水的合理配置,促进且末生态性节水性社会的建设具有重要意义。