新疆玛纳斯流域生态环境需水分析

本文从生态系统、生态环境的概念出发,就西北地区的一个典型的流域代表玛纳斯河(以下简称玛河)流域的生态特点与问题,提出玛河流域的生态环境需水概念,并概述了国内外生态环境需水的现状。根据玛河流域生态环境需水的定义,本文从降水———径流的发生与演变出发,按山区和平原生态圈层结构分层次计算玛河流域生态需水,并区分生态需水的水源组成(降水、径流)。分析计算结果,对玛河流域生态需水计算结果进行供需平衡分析。     

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%。     

艾里克湖流域湖泊及植被生态需水研究

在外流域向艾里克湖应急生态补水的背景下,基于遥感和GIS技术,与气象站点实测资料相结合,采用有限水域面蒸发计算方法计算湖泊生态需水,利用FAO56 Penman-Monteith法,在ArcGIS建好彭曼模型计算研究区植被生态需水,最后根据维持不同的湖泊面积确定了三种生态补水方案。结果表明:保障艾里克湖生态环境适宜、最低保证和极度危险状态下,生态需水量分别为0.64亿m3、0.416亿m~3和0.261亿m~3,生态缺水量分别为0.571亿m~3、0.371亿m~3和0.233亿m~3。白杨河水库向艾里克湖生态补水不满足最适宜和最低保障状况下的生态缺水量,建议白杨河流域向艾里克湖新增生态需水量分别为0.34亿m~3和0.309亿m~3。研究结果可提高水资源的利用效率,为流域水资源配置及外流域向艾里克湖生态补水提供可靠的技术借鉴。     

基于生态需水配置的额济纳绿洲恢复方案

在简要分析额济纳地区水分-绿洲驱动演变的基础上,分析了额济纳地区未来供水条件,并从生态系统的需水机理出发,提出了基于生态功能考虑的干旱区生态需水量计算方法。以《黑河流域近期治理规划》提出的分水指标和生态恢复水平为依据,综合考虑绿洲规模和生态功能之间的竞争关系,以生态需水为主要配制指标,提出了近期2010年额济纳绿洲的恢复方案。     

玛纳斯河流域生态环境质量评价

随着玛纳斯河流域经济的迅速发展,流域生态环境问题日益显现。为了保证流域经济与生态环境的协调发展,开展生态环境动态监测并进行实时客观评价,提高生态环境优化调控与科学管理的效率,成为流域可持续发展的战略方向之一。因此,本文根据流域生态环境历史与现状的调查结果,对流域生态系统结构进行分析,将其主要生态环境问题归纳为生态环境质量评价指标,建立玛纳斯河流域生态环境质量标准,选择数学模型对流域进行单因子评价和综合评价,形成定量反映流域生态环境质量的成果,并根据玛纳斯河流域生态质量评价结果对玛纳斯河流域生态环境建设提出建议,为该流域的各种规划及生态环境建设提供理论依据。     

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。     

黑河大墩门至狼心山段生态需水量估算

采用不同方法估算了研究区2001年、1991年和1987年的生态需水量,对生态需水结构进行了分析.结果表明:2001年最低生态需水量为0.756 7×108～0.789 7×108 m3,1991年最低生态需水量为0.869 7×108～0.907 8×108 m3,1987年最低生态需水量为0.646 4×108～0.671 5×108 m3,生态需水结构和生态系统退化密切相关.不同时期生态需水的定量计算和定性分析,对科学制定生态恢复方案和水量分配方案具有很大的现实意义和借鉴作用.     

新疆玛纳斯河流域生态系统稳定性研究

玛纳斯河为天山北麓准噶尔盆地最大的内陆河,玛纳斯河流域生态系统独特,且具有干旱区生态系统的特点。近50年来,玛纳斯河流域由于受到人类活动的影响,生态系统稳定性发生了很大变化。通过运用生态学和系统学理论,使用AHP法对玛纳斯河流域生态系统稳定性进行了研究,确立了玛纳斯河流域生态系统稳定性评价指标体系,使用多个指标对流域生态系统进行了指标权重评定,通过计算认为玛纳斯河流域生态系统目前较为稳定。     

基于RVA的渭河中下游生态环境需水及其满足度研究

维持河流生态环境系统健康的关键在于满足河流生态环境需水。变动范围法（RVA）被广泛应用于河流水文情势的变化研究。提出了基于RVA阈值的生态环境需水计算方法。将该方法应用到渭河中下游林家村、咸阳和华县三个断面,得出三个断面的生态环境需水分别为5.295亿m³、11.274亿m³和23.908亿m³。与三个断面以往的研究结果相比,该方法具有一定的适用性。通过分析三个断面不同时期的生态需水满足度,得出三个断面的生态需水满足度最小值出现时间集中于汛期的5月、6月、8月和9月。因而在进行水资源配置时,应注意汛期的生态环境需水调度。     

和田河流域生态保护红线划定初探

生态保护红线的划定对保障干旱区内陆河流域可持续发展具有重要意义,以探讨适宜于该区域的生态保护红线划定方案为目标,选取和田河流域为研究区,在分析该区天然植被分布特征的基础上将其划分为两个不同等级的生态保护红线区,同时采用潜水蒸发法及基流比例法计算从而划定了该区天然植被生态需水红线,生态流量保护红线及地下水保护红线。结果表明:(1)流域天然植被被划分为重点生态功能区和生态敏感区/脆弱区;(2)下游重点生态功能区和生态敏感区/脆弱区主要分布在距河道5~8 km和8~15 km范围内;(3)天然植被生态需水红线为8.85×10~8m~3;(4)在丰、平、枯水年,生态流量保护红线分别为13.79×10~8m~3、12.14×10~8m~3、10.68×10~8m~3;(5)天然和人工绿洲区地下水位红线分别为2.0~4.0 m和2.0~2.5 m,地下水开采量红线为6.07×10~8m~3。本研究不仅为和田河流域"社会—经济—生态"协调发展提供科学指导,也为干旱区相似流域生态保护红线划定提供借鉴。     

干旱区生态需水量估算与退化生态重建

本文在概括、总结干旱区生态需水量的概念体系基础上 ,对民勤不同水平年生态需水量采用阿维里扬诺夫方法作了初步估算 ,结果表明存在其他用水挤占生态用水的情况。并从可持续发展的角度提出 ,节水治污、跨流域调水、加快产业结构调整和合理利用分配水资源是民勤今后发展的惟一出路。并以此为基础 ,提出民勤退化生态的重建 ,将民勤分为三个区 ,对不同分区的生态重建模式进行了探讨。     

西北干旱内陆河流域生态需水量理论初探

在西北干旱内陆河流域,随着人口增长和经济发展,经济发展需水与生态环境需水成为水资源开发利用和生态环境保护的主要矛盾。因此,合理量化生态需水是西北干旱区水资源优化配置尚待解决的问题。文章讨论了西北干旱内陆河流域生态需水量的概念及估算原则,并结合生态需水量估算的地带性理论,提出了利用水量平衡原理估算生态需水量的计算方法。以甘肃民勤县为例,分析预测了生态需水量,为干旱区水资源合理配置提供科学依据。     

湖泊最小生态需水探讨

由于人类活动的加剧以及全球气候的变化,湖泊出现了萎缩、水位下降、水质污染等问题,确定和保证湖泊生态系统必须的最小生态水量是淡水资源科学配置和永续利用的保证,本文根据水量平衡原理对湖泊最小生态需水的概念、模型、计算方法进行了探讨,并对模型的各参数,最低生态水位、降水量、蒸发量、地下水交换量、出湖水量进行了分析和讨论。     

塔里木河干流流域防治耕地盐碱化的生态需水量

本文从冲洗定额的构成出发,定义从计划冲洗层的含水量达到最大田间持水量这一时刻起到计划冲洗层的含盐量达到允许含盐量止这段时间所需要的在冲洗定额中起输送冲洗作用的那部分水量为盐碱耕地生态需水定额。通过对塔里木河流域典型灌区的调查分析,初步确定塔里木河干流流域防治耕地盐碱化的生态需水定额约为1500 m3.hm-2,最后得出目前塔里木河干流流域防治耕地盐碱化的生态需水量约为0.97亿m3。     

“3S”技术在生态用水量研究中的应用——以锡林河流域为例

随着水资源供需矛盾的日益突出,人们对生态环境保护和水资源配置问题日益重视,生态用水量研究受到了专家和学者的广泛关注。生态用水量的计算是在生态环境调查和分析的基础上进行的,而“3S”技术恰恰可以提供准确、大量的时空信息以及提取、分析和处理信息的技术方法,满足生态用水量研究的需要。基于这一认识,本文提出了一种在“3S”技术支持下的生态用水量计算方法,以锡林河流域为例,通过“3S”技术提取植被群落类型和空间分布等生态环境信息,应用生态用水概念及计算方法,建立空间信息(群落类型面积大小、数量)与生态用水量等级间的关系,应用遥感和地理信息系统的相关软件绘制锡林河流域生态用水图,统计得出不同等级生态用水量的大小,进而得到锡林河流域的生态用水总量。该方法为今后快速、准确的计算生态用水量提供了思想启示,为科学配置生态用水提供了依据。     

基于植被生态需水的区域水资源结构调整

通过确定泾河流域各类植被生态需水定额,再利用面积定额法计算生态需水量,对植被需水量、需水结构和单位面积需水量进行分析.结论如下:林地适宜生态需水量为341 773.23×104 m3,草地需水569 705.99万m3,农作物需水740 543.20万m3.其中农作物以小麦、玉米、各种谷物、蔬菜瓜果类需水最多.作物需水占植被总需水量的近一半,但作物生态效益远远小于林地和草地,其中还有一部分耕地为坡耕地.泾河流域不同的林、草、农作物比例和农作物种植结构,使得各县植被单位面积需水量和农作物单位面积需水量差异很大.前者的最大值在泾阳县,为5 339 m3/hm2,最小值在环县,为2 082 m3/hm2,平均值为3 081m3/hm2 ;后者的最大值在泾阳县,为5 682 m3/hm2,最小值在定边县,为4 022 m3/hm2,平均值为4 583m3/hm2.基于以上计算与分析,提出泾河流域水资源调整的对策为:以系统论为指导,实现生态环境与经济的协调发展;通过调整农作物、林地、草地种植结构和调整农作物内部结构是实现水资源合理配置重要一环,退耕还林还草,尤其是增加草地种植比例,提高林地、草地的覆盖度,是改善泾河流域生态环境的根本出路;多角度实施农业节水;树立流域系统协调发展观念,完善流域综合管理机制;进一步完善与解决相关科学问题.     

基于WEAP的塔里木河干流灌溉满足度模拟

根据《塔里木河流域近期综合治理规划》规定的水权分配方案,以保障干流天然植物正常生长所需水分和塔里木河下游不断流为前提,模拟计算了塔里木河干流现状灌溉需水的满足度。首先,采用定额法估算塔里木河干流天然植被需水量,选用90%保障率最枯月平均流量法,估算塔里木河干流最小河道内生态需水量,得出塔里木河干流不同保障率的水资源可利用量;其次,建立了塔里木河干流水资源评价和规划模型（WEAP）,估算了各灌区基准年的需水量;最后,模拟计算了不同保障率下各灌区逐月的需水满足度。结果表明：随着来水保障率的提高,除了塔里木河下游灌区需水得到满足外,其他各灌区各月需水满足度出现不同程度的下降,生产用水与生态用水矛盾逐渐突出。在平水年、枯水年和特枯水年,灌溉总缺水量分别为0.43×10⁸ m³、1.29×10⁸ m³和2.44×10⁸ m³,缺水最严重的月份主要集中在3月、11月,其次为4月和5月,缺水量最大的为塔里木河中游灌区。     

基于生态环境需水的延河流域水资源开发度研究

在充分认识和计算延河流域生态环境需水量的基础上,建立了水资源开发度模型,得出了延河流域目前水资源开发度为39.1%,而水资源的开发程度为20.8%,开发利用状态基本在警戒域值范围之内,但由于黄土高原的水环境特征,其前景不允许盲目乐观。针对延河流域不同河段的生态环境特征及社会经济状况,提出了其上、中、下游河段改善生态环境质量,实现流域水资源可持续利用的建议。     

黑河流域不同生育期生态用水量变化分析

根据不同农作物、森林等植被的生物学特性,采用张掖和额济纳旗的气象资料,估算了3~10月各旬平均的作物生态需水量,分析了张掖人工绿洲近20 a来主要农作物的种植面积和灌溉面积、作物以及下游天然绿洲的生态需水量的生育期变化。结果表明,绿洲产业结构调整的结果是,经济作物种植面积有所增加,粮食作物种植面积下降了26.6%。通过对黑河流域中游人工绿洲和下游天然绿洲逐旬生态需水量的估算发现,人工绿洲的主要粮食作物小麦、玉米与下游天然绿洲的生态需水量在生育期上不同步,小麦、玉米需水高峰分别在6月中旬和8月中旬,用水量分别为6.14 mm/d和8.6 mm/d;天然绿洲的需水高峰出现在8月下旬,为8 mm/d。张掖人工绿洲的区域平均生态需水量高峰在6月中旬,为6.37 mm/d,天然绿洲的需水高峰在8月下旬,区域最大需水量为6.06mm/d。对于整个流域,最大需水量高峰在6月中下旬,为6.03 mm/d。中游人工绿洲与下游天然绿洲生态用水的时间差,为水资源的合理调配提供科学依据。