两千年来太原盆地古湖泊的水量平衡研究

根据1919-1970年汾河流域近50年器测的水文、气象资料,应用水量平衡的方法,从湖面降水量,入湖径流量和湖面蒸发量等方面,对两千年来不同的历史时段,太原盆地湖泊的水量平衡进行了估算。研究表明：在不考虑湖泊出湖水量的情况下,所有时段太原盆地湖泊水量都处于盈余的状态,所以能够维持存在。如果不考虑入湖径流量,只有先秦时期...     

近22年结则茶卡湖流域冰川、湖泊变化及原因分析

文中利用Landsat TM/ETM +/OLI遥感影像、SRTM4.1 DEM及ICESat卫星高程数据分别对结则茶卡湖流域的冰川和湖泊面积变化、高程变化、湖泊相对水量变化进行了分析.结果表明:1)1991-2013年流域冰川由133.62km2±0.02km2退缩至130.26±0.02km2,共退缩3.36±0.02km2,退缩百分比为2.5％;2)1991-2013年流域湖泊由107.87km2±0.02km2增加至115.82±0.02km2,共扩张了7.95±0.02km2,扩张百分比为7.4％;3)2003-2009年流域冰川水当量高度共降低2.77±0.10m(0.40m·a-),冰川物质损失为0.38±0.01km3水当量;湖高程共增加1.46±0.10m(0.21m·a-1),相对水量增加0.16±0.01km3;4)太阳辐射和升温是冰川消融的主要原因,略有增加的降水不能弥补太阳辐射和升温的影响.冰川融水增加是结则茶卡面积扩张、水位升高的主要原因,略有增加的降水和增加的冻土退化和消融量目前不是湖泊水量增加的主要因素.     

黄旗海湿地水量模拟与平衡分析

黄旗海湿地是华北地区重要的生态安全屏障,湿地所处的黄旗海盆地属于农牧交错区和多民族聚居区,生态十分脆弱。通过分析湿地退化原因,提出了平原区深层地下水过量开采是黄旗海湖水干枯的直接原因。建立了湿地湖水水量平衡分析模型,模拟不同降水和规划条件下入湖水量组成及其变化。分析表明:丰、平、枯水年份可以维持的平均水面面积分别为29.83 km~2、31.67 km~2和23.79 km~2;最大水面出现在年底,湖泊未来水文情势不同于历史时期,因地表来水呈减少趋势,湖水面的维持将越来越依赖地下水。2020年和2030年生态修复可维持湖水面面积目标分别为20 km~2和30 km~2。研究成果可为黄旗海流域水资源开发与水生态保护规划提供科学依据。     

苏干湖流域冰川、湿地对气候变化的响应研究

苏干湖(包括大、小苏干湖)是祁连山西段山间内陆河流域尾闾湖泊，所在流域仅有少量牧业活动。研究湿地和冰川对气候变化的响应，可为未来水资源保护和利用决策提供支撑。以苏干湖流域气象数据、遥感影像、冰川编目数据、水文监测数据等为基础，识别流域气候变化拐点，分析冰川变化规律、河湖湿地的演变以及冰川和湿地对气候变化的响应。结果表明：1)1956年以来，苏干湖流域年均温呈上升趋势，年降水量先减少后增加，流域气候经历了冷湿-暖干-暖湿等一系列变化。2)冰川的数量、面积和储量都在持续减少，冰川消融加剧。其中≤0.1km²的小冰川数量和面积呈增加趋势，冰川规模越小则越易发生消融。3)1995-2020年地表河流总流程由302.16km延长到325.29km,增长了23.14km;主干河流大哈尔腾河的径流量、径流深都在增加。4)湖泊的面积和水位同步变化，其中大苏干湖面积和水位都有所上升，小苏干湖面积和水位则基本不变。     

近60a巴尔喀什湖水量平衡变化及其影响因素

本文基于水文观测和遥感监测数据,获取近60 a巴尔喀什湖面积、水位变化信息,重建湖泊水量变化时间序列,探明巴尔喀什湖水量变化特征;依据湖泊水量收入(入湖径流、降水)支出(湖面蒸发)建立巴尔喀什湖水量平衡模型,分析巴尔喀什湖水量平衡要素变化特征,定量解析气候变化和人类活动对巴湖水量变化的影响.结果表明:(1)1961—2...     

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。     

青藏高原南部佩枯错流域冰川-湖泊变化及其对气候的响应

冰川和湖泊变化反映了区域的水热平衡变化,是气候变化的天然指示器。佩枯错流域位于喜马拉雅山北麓,流域内冰川-湖泊变化是对气候变化的响应。文中利用Landsat系列影像及测高数据ICESat/GLAS和CryoSat-2,获取佩枯错流域内1991,2000,2009和2014年4期冰川和湖泊面积以及湖面高程变化;通过建立湖泊面积和高程的关系式,获得湖泊的水量变化,结合气象要素,分析冰川-湖泊变化对气候的响应。结果表明:1991年以来,佩枯错流域内冰川、湖泊呈退缩趋势,且退缩速率加快,在2013年降水量突增导致湖泊水位有所上涨。可知,气温升高导致冰川加速消融,降水量与蒸发量的差额变化量影响湖泊变化。流域内冰川、湖泊变化对气候变化响应显著。     

奇台绿洲地下水开采及其对地表生态环境作用分析

奇台绿洲地处我国内陆干旱区 ,其绿洲农业以开垦荒地、扩大灌溉面积来满足其自身发展的需要。随着社会经济的发展 ,农业灌溉用水中地下水超采现象导致一系列地表生态问题。本文通过分析奇台绿洲地下水资源的开采现状 ,阐明在干旱区绿洲人类对地下水的开采已对地表生态系统已构成极为不利的影响     

艾比湖流域生态环境质量评价

艾比湖流域是我国西北内陆干旱区生态退化最严重的区域之一,上世纪50年代以来,随着流域的开发和气候变迁,湖泊水域面积剧减,湖周平原区呈现了沙漠化扩展、次生盐渍化严重和自然植被大量衰败等生态环境问题。研究分析认为,形成这些问题的根源(驱动力)是:1)持续的干旱和大风等气候特征控制了生态环境的总体面貌;2)地质地貌控制了生态环境的空间格局;3)水文状态特别是地下水控制了生态环境系统的演化方向和生态结构与功能,地表水、地下水、土壤水和大气降水均以各自的方式影响着流域的植被和生态;4)人类水资源利用和土地开发影响了生态环境的规模和稳定性。以此为基础,用各自的表征指标构成基于驱动力的生态环境质量评价指标体系。利用Matlab中的径向基神经网络模型定量评价了流域的生态环境质量,结果表明流域生态环境从山地向平原到湖泊逐渐变差,最差的地段是艾比湖湖滨的盐土平原、沼泽湿地,这说明保护艾比湖是该地区生态环境的核心问题,要实现流域协调发展必须保证足够的入湖水量。     

塔里木河和车尔臣河对台特玛—康拉克湖水域面积变化影响分析

塔里木河和车尔臣河是台特玛-康拉克湖泊群的主要水源，因入湖水量的实测数据缺乏，至今它们对湖泊群水域面积、储水量和空间格局的贡献度尚不清楚。因此，文中在多时相遥感数据和径流量数据的基础上，用Kendall秩相关分析法，剖析了台特玛-康拉克湖水域面积在1972～2021年的时空变化及其与车尔臣河出山口实测径流量和塔里木河下游生态输水量的关系，试图确定车尔臣河和塔里木河在台特玛-康拉克湖水域面积变化中的作用，为水资源管理、提高塔里木河生态输水工程的修复效果提供科学依据。结果表明：台特玛-康拉克湖水域面积年际波动大，最大值和最小值分别为562.33km²和1.5km²,出现在2020年和1976年，其与车尔臣河径流量及塔里木河生态输水量的变化吻合；塔里木河生态输水量与台特玛水域面积的关系显著，车尔臣河径流量变化与台特玛湖及康拉克湖水域面积变化均显著。这表明车尔臣河径流量变化对台特玛-康拉克湖水域面积变化的贡献也较大。因此在塔里木河下游生态修复工作中，需重视车尔臣河的贡献。     

1964—2014年柴窝堡湖面积的时序变化及驱动因素

以乌鲁木齐柴窝堡湖为例,根据Corona和Landsat遥感数据,提取近50 a湖泊水面变化的时间序列,利用激光测高卫星ICEsat/GLAS数据,提取2003—2009年水位变化信息,进而分析湖泊在气候变化和人类活动条件下的年、月空间变化特征。结果表明:柴窝堡湖水面变化分3个阶段:1964—2004年、2005—2010年和2011—2014年,其面积变化率分别为0.012 km2·a-1、-0.256 km2·a-1和-4.798 km2·a-1。水面变化由缓到急,并在2014年9月25日首现干涸,湖泊水体生态功能正在逐步丧失。湖泊水面的月变化在2005年以后逐渐明显,春季处于水面峰值,秋季处于低谷,多年的月变化曲线直观地反映了水面面积加速减退的趋势。湖面边界的空间变化与湖面水位的变化过程体现了"陡岸平底"的湖泊形态特征。2005年以前,湖水面积变化较小,而湖水水位变化相对明显;2005年以后,湖水面积显示有规律的加速缩减;2012年湖水边界退缩到湖盆底部后,湖水面积与地下水位变化呈现明显的相关性。驱动因素分析结果表明,1993年以后的地下水开采是湖泊水位与面积变化的主要动因,1999—2004年显著增加的降水减缓了湖泊水面的萎缩速度;而2004年以后,由于持续高强度地开采湖区地下水,湖泊的水量平衡被打破,导致了柴窝堡湖干涸的生态灾难。     

不同压采方案下天津市深层地下水修复效果对比分析

文中计算分析天津市平原区Ⅱ～Ⅴ含水层组典型漏斗区的漏斗面积、漏斗中心水位,根据漏斗分布,拟定了2个分层组地下水压采方案。其中,方案一的拟定仅仅依据地下漏斗分布,而方案二依据水务管理部门提出的2020年攻坚目标开采量,并综合考虑了地下漏斗分布、各乡镇的具体供给水源及用水需求,更适合实施开展。针对南水北调工程水源地和受水区的5种不同丰、枯遭遇情况,利用水文频率分析方法计算本地地表水及入境水、引滦水、引江水量,对两种压采方案进行供、需水均衡分析。构建平原区分层组的地下水数值模型,进行识别与验证,预测压采方案下各层组近、远期的地下水位分布,对比分析漏斗面积和漏斗中心水位的修复程度。结果表明,方案一的修复效果优于方案二,但方案二更易于实施。在南水北调工程通水的机遇下,研究结果为合理开发利用地下水资源、制定压采方案、修复地下漏斗提供了科学依据。     

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。     

近40a岱海湖面动态变化研究

文中以位于干旱-半干旱过渡区的岱海为研究对象,利用地形图和13期Landsat遥感影像,通过人工目视解译方法提取岱海水域面积和流域耕地面积,探讨其最近40a内时空变化过程及机制。结果表明:从1976年的149.55km~2萎缩到2015年的60.54km~2,缩减幅度达到59.52%。其中1995-2000年湖面萎缩最显著,缩减面积达到18.76km~2,2000-2006年湖面萎缩了5.01km~2,2010-2015年间又缩减了8.85km~2。从湖泊面积变化过程分析发现,其面积变化主要受人类活动以及气候暖干化等因素的共同影响。自1976-2015年间气温升幅明显,降水量和蒸发量呈减少趋势,入湖径流量减少明显。随流域人口迅速增长导致流域工农业总用水量快速增加,对湖泊面积变化形成巨大影响。     

内蒙古主要湖泊水资源及其变化分析

通过分析内蒙古地区主要淡水和微咸水湖泊的水量、水质状况,对近50 a来不同类型湖泊变化特征及其原因进行了分析。研究表明:呼伦湖的水量最大,达52.1×108m3;哈素海水量最小,仅0.18×108m3。哈素海为淡水湖,矿化度仅0.6 g·L-1,其余湖泊均为微咸水湖,其中达里诺尔湖矿化度最高,达6.1 g·L-1,水化学类型主要为Cl--Na+,与乌梁素海、岱海和红碱淖相同。哈素海的水化学类型主要为Ca2+-Mg2+-HCO-3-SO2-4;而呼伦湖为HCO-3-Na+。内蒙古地区湖泊总体上呈现出水位下降、面积收缩小、水量减少、水体咸化的特征。湖泊水质变化与湖泊水量变化具有明显的对应关系,湖泊水量增加水体淡化,反之咸化。淡水湖泊哈素海水质基本稳定;呼伦湖、岱海、达里诺尔湖和红碱淖水体矿化度升高较快;而乌梁素海由于受水利工程与农业灌溉等的影响,湖泊水量较为稳定,但水体矿化度呈明显的上升趋势。     

基于GMS的吐鲁番盆地地下水资源量模拟预测

吐鲁番盆地位于我国西北内陆,蒸发强烈,降水稀少,地下水是非常重要甚至是唯一的淡水资源。为了能够探明吐鲁番盆地地下水资源量的构成,通过数据收集、现场调查和水文地质实验获得了一系列的参数,利用GMS软件建立了吐鲁番盆地地下水的非稳定流模型;并且基于现状开采条件下对吐鲁番盆地的地下水做了20 a预测。模拟结果显示:吐鲁番盆地的地下水可采资源量约为4.42×10~8m~3·a~(-1),现状开采条件下到2031年的地下水位下降幅度最高为13 m。由于吐鲁番盆地开采地下水主要用于农业灌溉,故吐鲁番盆地的绿洲面积不会减少,但为了合理利用地下水资源,应该调节该地区的供水结构,加大农业用水节水设备的使用。     

巴丹吉林沙漠湖泊形成的机理分析

依据实际调查资料并结合前人研究成果,在探明区域水文地质条件的基础上,系统计算分析了沙漠区及外围盆地地下水的补给与排泄,发现沙漠区地下水补给量小于排泄量2.55×108 m3/a,不能解释内陆湖泊水量长久不衰的原因;而位于沙漠区西缘的黑河金塔-鼎新盆地地下水补给量大于排泄量2.66×108 m3/a,未见盆地内地下水位大幅度上升,多余的水量不知去向;与沙漠区衔接的其它盆地地下水资源匮乏且处于补排基本平衡的状态,根本无途径和多余的水量补给沙漠区.前人研究结果证实,横贯我国西北-东西的阿尔金大断裂的东延部分及其所形成的羽翼状断层带存在地表破碎带,且地势西高东低并具有良好的导水性,而这个地表破碎带通过了金塔-鼎新盆地和巴丹吉林沙漠,正好位于沙漠内陆湖泊群附近.而湖泊群一带存在大量钙华和钙质胶结层及湖水中3He/4He的比值,均表明湖泊水经过了深部地壳层的循环,加上黑河正义峡-哨马营段河水海拔高于湖泊群的佐证,认为黑河在金塔-鼎新盆地强烈渗漏所产生的地下水顺着阿尔金断裂自西向东源源不断地补给了巴丹吉林沙漠,经过目前还不为人知的深部循环方式,地下水在湖泊群地表破碎带向上运移形成上升泉,最终成为巴丹吉林内陆沙漠湖泊群水源的补给来源.     

1978-2013年官厅水库面积变化的时空分析

官厅水库水域面积变化受季节性降水、上下游用水影响明显,利用24景TM影像在分析了水库面积月变化的基础上,研究近35 a水域面积的年际变化情况,分析水库面积变化的影响因素并提出了对策.官厅水库水域面积变化经历了3个阶段,1978-1996年为上升期,最大水域面积达到112 km2;1996-2004年为下降期,最小水域面积降至38.8 km2;2004年至今为维持期,水域面积在低水平上维持在40 km2左右.目前水库景观破碎化严重,呈现狭窄的线性延长形状.通过与流域上游张家口相关区县主要社会经济指标进行Pearson相关分析发现,水域面积变化与上游地区国民生产总值,特别是第二产业生产总值呈显著负相关,与耕地面积呈显著正相关,与降水量呈弱正相关.导致水域面积快速缩小的主导因素是上游张家口地区以重工业为主的产业结构.官厅水库水资源治理需要系统设计,发展生态型产业是水资源治理的关键.建议通过区域合作,加快推动张家口以水资源治理为纽带,置换具有主导性的生态型产业,以实现流域水资源的有效治理.     

6700～5800 yr BP期间石羊河流域的水量平衡

根据石羊河流域终端地区具有14C测年的湖岸地貌、沉积证据恢复了古湖泊面积,运用水热平衡模型计算了石羊河流域6700~5800 yr BP期间的古降水量。主要结论如下:古湖泊面积在1∶5万DEM图上得出为581km2;通过对全新世以来的七级岸堤所匡算的湖面面积做线性回归,得出自然状态下现代的湖泊面积约为126km2;对于现代流域温度和流域降水量,分别采用了分布式温度模型和分布式降水量模型得出,结果为6℃/a和213mm/a;利用水热平衡模型恢复的古降水量为293mm/a,比现在降水量高37%。     

西藏羊卓雍错流域冰川-湖泊动态变化研究

基于landsat卫星数据,数字高程模型(DEM)数据以及气象数据,借助遥感和地理信息系统技术,定量分析了1977年到2012年西藏羊卓雍错流域内冰川、湖泊的变化及其原因。结果表明:35年间该流域冰川面积持续缩小,并且在2000年以后有加速退缩的趋势,共减少了58.45km2。湖泊经历了先缩小后增大再加速萎缩的过程,35年来湖泊共缩小了46.19km2。流域35年来年均气温上升明显,尤其是冬季气温上升幅度大,气温的升高是冰川快速退缩的主要原因;湖泊的消涨取决于降水和蒸发的综合作用,冰川和湖泊之间的水文关系不显著。该区域近年来有暖干化的趋势,水资源压力较大。