民勤地下水资源开发引起的生态与环境问题

石羊河流域中上游武威盆地水资源大规模开发利用 ,造成进入民勤盆地水量日益减少。民勤盆地通过大量开采地下水 ,缓解了水资源的严重短缺 ,为民勤绿洲的发展提供了必要的水资源。由于民勤盆地每年超采地下水超过 3× 10 8m3 ,导致了区域性地下水位从上世纪 70年代的 1～ 9m下降到现在的 12～ 2 8m。随之而来的是盆地灌溉空间格局的变化 ,灌溉水源由原来的地表地下水混合水源变为以地下水为主。盆地内地下水水质恶化 ,土地沙漠化、盐渍化等生态环境劣化现象严重。     

沈阳市城区地下水位调控模拟研究

针对沈阳市城区地下水位不断上升、地下水资源开发利用不合理等问题,通过GMS建立地下水流数值模型,根据模型模拟预测结果和沈阳市城区实际情况提出合理的地下水开采方案,以达到有效调控地下水位的目的,此方案下地下水开采量为1440900m3/d,该方案保留了李巴彦水源地,并在全区范围内合理降低地下水位,为防治地下水有关灾害和地下水资源的优化管理提供了科学依据。     

塔里木河下游土地沙漠化对地下水位动态的响应--建立沙漠化程度预测数学模型

历史以来塔里木河流域气候变化与人类活动是导致塔里木河两岸地下水位变化并由此造成生态环境演化的主导因素。尤其是不合理的水资源开发利用加快了地表水资源的时空再分配 ,从而引起了地下水空间补给变化。通过对塔里木河下游地下水埋深与沙漠化程度资料的对比分析 ,表明地下水位下降是引起塔里木河下游土地沙漠化的众多因素中最直接的因素。而地下水位的变化又取决于地表水资源的时空分布。文中围绕此关系建立了响应地下水位动态的土地沙漠化预测数学模型。     

疏勒河流域的生态环境与沙漠化

疏勒河流域地处极度干旱的河西走廓西部，是正在兴建的农业灌溉区，随着流域新一轮水土资源的大规模开发利用，必然引起与地表水-地下水循环转化系统密切相关的生态环境条件的恶化，已出现了类似石羊河，黑河流域水土资源开发利用过程出现的植被衰亡，草场退化，泉水衰减，土地盐渍化，沙漠化等生态环境问题，本文依据20世纪90年代对疏勒河流域的实地调查资料，在对流域生态环境特点，环境变迁历史进行分析对比的基础上，着重研究生态环境与地下水的关系，并提出了流域地下水影响带内植被演化模式。     

石羊河流域绿洲开发与水资源利用

在分析石羊河流域水环境近2000多年变化的基础上,重点探讨了近50年来水资源的变化趋势及对环境的影响.结果表明:自20世纪50～90年代,石羊河流域出山地表水资源减少了15.91%,地下水补给资源减少了42.92%,地下水开采量增大了近10倍,泉水资源衰减了84.3%,进入下游的水资源减少了75%.水资源利用格局的变化直接导致了区域性地下水位持续下降和地下水水质的恶化,产生了植被衰亡、下游绿洲萎缩、土壤盐渍化、土地沙漠化等一系列严重的危及人类生存的环境问题,恶化程度已到了"崩溃"的边缘.     

新疆车尔臣河流域地下水的可持续开发利用研究

地下水是一种宝贵的自然资源,是自然界水循环的重要组成部分,人类赖以生存和社会发展的重要物质基础,人类必须在合理开发的同时,确保地下水资源的采补平衡,使其得到永续利用。因此必须采取强有力的措施,遏制超采势头的发展,促进地下水资源的采补平衡和永续利用。文中根据且末绿洲实地考察、历年统计资料及水文概况分析的基础上,对研究区的水文地质条件、地下水的埋藏与分布规律、车尔臣河流域地下水的补给,径流,排泄及开采条件以及地下水开采利用现状进行了剖析。探讨了研究区合理开发利用和保护地下水资源的对策建议。     

利用水资源管理模拟模型研究乌鲁木齐河流域地表水与地下水的转换

位于干旱区的乌鲁木齐河流域，在水资源开发利用中，地表水与地下水发生多次转换。水资源的重复利用率已高达１６７％。对于一个仅有６．３２×１０８ｍ３水资源总量的流域来说，研究地表水的开发调度方式对地下水转换补给的影响是一项非常有意义的工作。本文通过建立地表水与地下水联合利用的模拟模型，经过大量运算，随机地模拟了地表水开发利用过程中地下水资源的补给状况，针对扩大喷滴灌面积，提高渠系有效利用率等具体措施，分析了地表水资源量的增加以及地下水资源量的减少对可利用水资源总量的影响，这对于流域规划及水资源管理等方面有指导意义。     

天山北坡水资源开发对地下水资源的影响及其合理利用

本文论述了包括乌鲁木齐市在内的天山北坡山前平原范围内的地下水资源数量、补给关系及开采利用条件,以及地下水开发后对该地区地下水位、数量、质量及泉水渗出等方面的影响,并对如何合理利用本地区地下水资源提出了意见。     

新疆天山北麓奎屯河流域径流变化特征研究

奎屯河流域水资源总量为17.83×108m3,其中地表径流量为16.21×108m3,占水资源总量的90%以上。因此,研究径流补给来源及变化特征有助于掌握水资源的变化趋势,为水资源的开发利用提供可靠的依据。本文采用奎屯河流域各水文站径流系列资料,选取变差系数、年际极值比、集中度、集中期等参数,分析了奎屯河流域径流补给特性、来源、年内分配规律及年际变化特征。分析结果表明:奎屯河流域径流补给具有地带性和多样性特点,补给来源主要以冰川融水和雨水补给为主;年内分配极不均匀,集中程度高;年际变化相对稳定,变幅小,多年呈微弱增加趋势。     

新疆奎屯河流域平原区生态需水研究

新疆奎屯河流域地处我国西北干旱区,随着人口增加和经济发展,国民经济需水与生态需水已成为流域水资源开发利用和生态环境保护的主要矛盾。因此,为了实现奎屯河流域水资源的可持续利用及国民经济的可持续发展,急需对生态需水进行研究。本文以流域社会经济与生态环境协调发展为目标,分析了奎屯河流域存在的主要生态环境问题,在干旱区生态需水概念与分类的基础上,给出了奎屯河流域生态需水的界定范围。在此前提下,从流域生态环境现状及未来需求出发,采用不同的计算方法,对流域生态需水进行了计算,可为流域水资源优化配置及生态环境建设提供科学的依据。结果表明:奎屯河流域生态需水达5.65×108m3,占流域水资源总量16.98×108m3的33.3%,占径流总量15.41×108m3的36.7%。其中天然绿洲生态需水为2.41×108m3,占生态需水的43%;人工绿洲生态需水达3.24×108m3,占生态需水的57%。     

锡林河流域地下水位管理阈值研究

地下水资源是维系锡林河流域社会经济发展和生态环境稳定的关键因子。立足于地下水位这一关键性指标,采用地下水可持续性评价和数值模拟模型相结合的方法,探讨地下水安全利用方式。结果表明:现状年河谷平原的地下水可持续性较强,而开采集中的城市规划区及毛登牧场可持续性一般或较差;丰沛的降水及富水性较强的含水层增强了地下水资源可持续性,但农牧业快速发展和农灌集中开采,破坏了城市规划区周边及毛登牧场的地下水均衡关系,通过设置和对比不同开采方案,限制灌溉规模成为未来解决这一危机的首要途径,即2020年应减少903.23×104m3开采量,其管理地下水位阈值为0.13~0.55 m。     

石羊河流域地下水资源及其保护战略对策研究

本文在充分分析石羊河流域地下水资源开采现状的基础上,进行了全区地下水资源评价,并根据资源现状和需求探讨了地下水资源可持续利用战略对策。研究认为该地区经济发展已经超出了水资源的承载能力,为确保经济社会的可持续发展,必须保护地下水资源,建立自然与人类和谐发展的用水机制。     

黑河中游过去20年地下水位空间变异性分析

以西北内陆干旱区黑河中游为研究对象,基于1985年和2005年地下水位观测资料,利用地理信息系统(GIS)和地统计学(Geostatistics)方法,综合分析了过去20年来地下水空间变异规律。结果表明:黑河中游近20年来地下水位空间相关性减弱,局部异质性增强,地下水的连通性和脆弱性增加,冲积扇中上部地下水补给区的水位下降(5～15 m)显著,冲积扇下部和河谷细土平原地下水消耗区水位稳定下降,河谷盆地和河谷平原区同时存在水位上升现象,产生了环境地质灾害。因此,为了保持干旱区内陆河流域可持续发展,需要从多角度分析流域的水资源变异规律,合理配置干旱内陆河流域水资源,针对局部环境地质灾害尽快采取相应措施。     

基于昼夜水位波动法估算地下水蒸散发量的研究——以河西走廊典型绿洲为例

使用多种昼夜水位波动法(White法、Hays法、Loheide法),计算了黑河中游荒漠绿洲过渡带地下水浅埋区生长季典型时段地下水蒸散发(ETg),并将估算结果同彭曼方法获得的潜在蒸散发(PET)、E-601测量的水面蒸发(ET0)和Φ20测量的水面蒸发(ET1)进行相关性分析。结果表明:在几种算法中,Hays法精度最高,其次是White法,Loheide法计算精度最低。因此,在计算逐日ETg时可优先使用Hays方法,并推荐使用ET0来检验计算精度。用Lo?heide法计算ETg可获得较高的精度(R=0.821,P<0.01),但具有明显时滞效应,滞后时间约为3 h。这些计算成果对当地水资源的合理配置与可持续开发利用具有一定的参考意义和应用价值。     

滦河内蒙段闪电河子流域地下水资源开采潜力评价

通过对滦河上游闪电河子流域水文地质实体辨识、含水层概念模型选择、边界条件确定、以及初始水头、含水层底板高程和水文地质参数空间变异性分析,采用可视模块化的三维有限差模型(VISUAL MODFLOW)对闪电河子流域地下水资源的开采潜力进行了评价。在评价过程中,基于地质统计学插值、估值理论,对于MOD-FLOW减小误差和简化参数的调节试算过程提出了新的计算思路,从而保证了模拟计算的精度。     

Isotope implications of groundwater recharge,residence time and hydrogeochemical evolution of the Longdong Loess Basin,Northwest China

Groundwater plays a dominant role in the eco-environmental protection of arid and semi-arid regions.Understanding the sources and mechanisms of groundwater recharge,the interactions between groundwater and surface water and the hydrogeochemical evolution and transport processes of groundwater in the Longdong Loess Basin,Northwest China,is of importance for water resources management in this ecologically sensitive area.In this study,71 groundwater samples(mainly distributed at the Dongzhi Tableland and along the Malian River)and 8 surface water samples from the Malian River were collected,and analysis of the aquifer system and hydrological conditions,together with hydrogeochemical and isotopic techniques were used to investigate groundwater sources,residence time and their associated recharge processes.Results show that the middle and lower reaches of the Malian River receive water mainly from groundwater discharge on both sides of valley,while the source of the Malian River mainly comes from local precipitation.Groundwater of the Dongzhi Tableland is of a HCO3-Ca-Na type with low salinity.The reverse hydrogeochemical simulation suggests that the dissolution of carbonate minerals and cation exchange between Ca²⁺,Mg²⁺and Na+are the main water-rock interactions in the groundwater system of the Dongzhi Tableland.Theδ¹⁸O(from-11.70‰to-8.52‰)andδ2H(from-86.15‰to-65.75‰)values of groundwater are lower than the annual weighted average value of precipitation but closer to summer-autumn precipitation and soil water in the unsaturated zone,suggesting that possible recharge comes from the summer-autumn monsoonal heavy precipitation in the recent past(≤220 a).The corrected 14C ages of groundwater range from 3,000 to 25,000 a old,indicating that groundwater was mainly from precipitation during the humid and cold Late Pleistocene and Holocene periods.Groundwater flows deeper from the groundwater table and from the center to the east,south and west of the Dongzhi Tableland with estimated migration rate of 1.29-1.43 m/a.The oldest groundwater in the Quaternary Loess Aquifer in the Dongzhi Tableland is approximately 32,000 a old with poor renewability.Based on theδ¹⁸O temperature indicator of groundwater,we speculate that temperature of the Last Glacial Maximum in the Longdong Loess Basin was 2.4℃-6.0℃ colder than the present.The results could provide us the valuable information on groundwater recharge and evolution under thick loess layer,which would be significative for the scientific water resources management in semi-arid regions.     

甘肃梨园河流域地下水来源及其水化学特征

通过分析水化学与氢氧稳定同位素的关系,研究梨园河流域地下水的补给机理和水化学演化规律。地下水总溶解固体（TDS）自西南向东北递增,最大值为1 258 mg/L。沿流程方向,深层地下水的水化学类型由Ca-HCO₃→Ca-Mg-HCO₃、Mg-SO₄→Na-SO₄型。浅层地下水的水化学类型由Ca-HCO₃→Mg-HCO₃-SO₄→Mg-SO₄型。地表水的水化学类型无分异,主要为Ca-HCO₃型。深层和浅层地下水沿途均发生了水岩融滤作用。Na⁺含量沿程增大,一是地下水中Ca²⁺与岩石中Na⁺发生阳离子交换作用,二是硅酸盐矿物的风化作用产生Na+。Phreeqc软件模拟显示,深层地下水中方解石先沉淀后溶解;CO₂、石膏、白云石和岩盐溶解。浅层地下水中,方解石由不饱和逐渐变为饱和;石膏、岩盐一直溶解。地下水的δ²H和δ¹⁸O值大部分位于大气降水线上方,反应了山区现代降水或雪冰融水通过出山地表径流补给,交替更新快,且深层地下水向上补给浅层地下水和地表水。地表、地下水相互转化是该区水循环的主要特征。     

石羊河流域经济发展与生态保护对策

甘肃省石羊河流域是资源性缺水地区,水资源严重地制约着当地的社会经济发展,同时,由于社会经济系统大量挤占了生态用水,下游民勤绿洲的生态系统已濒临崩溃。通过分析地下水与干旱区生态植被系统的关系,在量化流域生态恢复目标的基础上,提出了石羊河流域经济发展与生态保护对策。建议建立石羊河节水型生态特区,并初步进行了规划,对节水型生态特区的发展进行了讨论。