黑河干流中游地区季平均地下水位变化分析

黑河流域水 -生态 -经济矛盾极为突出 ,干流中游荒漠绿洲农业与下游生态用水分配问题是诸多矛盾的焦点。国务院黑河分水方案实施两年多来 ,下游生态环境恶化得到了初步的遏制 ,相应中游地区的可用水资源量减少。本文应用 53个长期地下水观测井资料 ,对中游地区近 2 0 a来各季节地下水埋深变化趋势进行了分析 ,并计算了分水实施前后地下水位的变化幅度。结果表明 ,近 2 0 a来张掖甘州区地下水位降低趋势最明显 ,其次是临泽县和高台县 ;分水后以甘州区地下水降幅最大 ,其次是高台县 ,临泽县地下水降幅最小。分水后以夏秋季节变化最大 ,冬春季节相对较小。     

黑河中游甘州区地下水埋深变化的时空分异

根据黑河中游甘州区地下水位埋深时间变化的相似性和差异性,选择了4个典型站点,分析其地下水埋深随时间的变化趋势及产生的原因。继而基于测井埋深时间序列变化的相似性、测井位置的临近性以及地下水补给的一致性,将整个研究区分成了4个分区。第Ⅰ分区地下水总体呈下降趋势,但波动性很大,且2001年以后地下水出现上升的迹象;第Ⅱ分区地下水位呈持续下降趋势;第Ⅲ分区地下水位在分水措施实施前缓慢下降,分水后地下水位显著下降;第Ⅳ分区地下水位呈先上升后下降的趋势。并对每个分区地下水位的变化从地下水的补给和利用等方面进行了阐述。     

黑河流域节水工程实施对地下水补给资源影响变化分析

本文利用已有的水文地质资料,系统收集、整理了河西走廊地区黑河流域的水资源利用、水利化现状、节水工程实施状况,以1999年为水平年对黑河流域中下游地区由于节水工程的实施引起地下水天然补给资源的变化进行了分析计算.流域中下游地区的地下水资源与1999年相比将发生变化,中游张掖盆地地下水天然补给资源将减少10366.9万m3/a.下游的鼎新灌区地下水补给量较现状河道输水条件下减少7931.25万m3/a,额济纳平原地下水补给量增加26651.51万m3/a.地下水补给途径发生变化,主要补给由中游向下游转移.引起这种变化的主要原因是节水工程的实施.地下水补给量的变化也引起泉水溢出带泉水量减少.     

塔里木河下游断流河道输水的生态响应与生态修复

结合2000年以来对塔里木河下游生态输水、生态监测等相关实测资料的分析,讨论塔里木河下游生态受损和实施输水工程后的地下水位变化与生态恢复过程.研究表明:塔里木河下游植物群落物种组成、类型以及物种多样性变化与地下水位埋深有着密切的联系.自塔里木河下游上段英苏至下游段考干,随着地下水位埋深变化,生态受损程度不尽一致,群落类型由上而下趋于简单、物种数也在减少.实施生态输水过程中,塔里木河下游浅层地下水位普遍抬升,主要物种的覆盖度增加,物种数增多,优势度也发生了变化.塔里木河下游的生态受损与恢复与水文过程密切相关,加强流域水资源管理对确保流域生态系统的完整性有着重要意义.     

水资源联合调度模型在额济纳绿洲生态环境建设中的应用

对日趋缺水的额济纳绿洲,进行河水与地下水进行联合运用的目的是:减少水资源浪费,恢复生态水位,保护绿洲。按照国家水利部(1997)496号文件:《现状工程条件下黑河干流水量分配方案》(简称“97甘蒙分水方案),不同保证率下分配给内蒙古的水量。根据狼心山水文断面入境水量丰枯变化的分析结果,建立水资源联合调度模型,对四种不同来水方案进行计算。结果表明,执行“甘蒙分水”,采用内蒙长衬砌渠道输水,当保证率P=50%时,入境狼心山水量为7.527×108m3,到2020年地下水位埋深回升到2.35m,相应绿洲面积将扩大到5005.01km2,绿洲植被总盖度可达到58%。基本满足天然非灌溉林草的需水,逐步回补到生态要求的限定水位,使绿洲逐步得到恢复。     

黑河流域中游灌区灌溉引水量与引水结构的变化分析

基于1986-2009年张掖市灌溉引水统计资料,对黑河中游各灌区逐年灌溉引水总量和引水结构进行了系统分析。结果表明:1)在灌溉引水总量方面,黑河灌区有明显下降趋势,梨园河灌区呈现轻微上升趋势,而沿山灌区的引水总量与降水量的丰枯变化密切相关。2)黑河、梨园河与沿山灌区不同水平年的灌溉引水强度(m3/亩)在2000年后均有所下降,年均下降幅度分别为20.9%,32.6%,8.3%。3)就灌溉引水结构而言,黑河灌区受分水制度的影响最大,2000年后地下水年均引水比例上升了15%;梨园河灌区的地下水引水比例轻微上升;沿山灌区则基本无变化。     

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。     

额济纳三角洲地下水位年内动态变化特征分类分析

选取额济纳三角洲14口自动观测井日尺度的地下水位埋深观测值(2010.4-2011.4)作为数据基础,运用SPSS 18.0软件中的描述性分析,趋势分析和K-means聚类分析模块,对额济纳三角洲地下水位年内动态变化特征进行了分类分析。结果表明:研究区地下水位年内动态变化空间上存在着较大的差异性,其地下水位动态可分为四种波动类型。其中,类型Ⅰ主要分布在远离河道的荒漠地带,地下水位动态变化较为稳定;类型Ⅱ的观测井靠近东西河,地下水与河水不断的发生交换,多次的抬升下降是该类型地下水位动态变化的典型特征。类型Ⅲ主要分布于东河下游绿洲区,地下水位动态变化主要受人为调控的地表径流影响,地下水位剧升后缓慢下降是该波动类型的典型特征;类型Ⅳ分布在远离河道的绿洲区周边地带,其地下水位动态变化呈显著的下降趋势,地下水位缓慢下降是此波动类型的典型特征,这与地下水不断以蒸散发形式排泄,且得不到补给有关。     

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.     

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。     

松嫩平原地下水资源及其变化

在实地调查、勘探,获得大量实测资料的基础上,利用50多年的水文气象资料,对松嫩平原地下水资源重新评价发现,由于气候、水文条件的变化以及人工开采等人类活动的影响,地下水资源自上世纪80年代以来呈现逐渐减少的变化趋势.2005年全区地下水补给量比1984年减少14.06×108m3,比1994年减少8.81×108m3;开...     

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。     

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.     

民勤绿洲地下水环境动态研究

根据民勤绿洲1999～2008年51眼地下水位观测井资料和2010年采集的30个地下水水样资料,利用传统统计学和地统计学分析方法对该地区新时期地下水位时空变化动态和地下水化学特性进行了研究。结果表明:民勤绿洲地下水位近10年来总体呈逐年下降的趋势,年均降幅达0.52m;在引黄民调工程、石羊河流域分水方案等政策措施的影响下,2005、2007和2008年地下水位降幅均呈现减小趋势,并在2007年首次出现0.01m的回升;坝区和泉山区地下水位年均降幅较湖区分别高0.23m和0.52m,下降速度明显快于湖区;整个绿洲区地下水平均矿化度为3.34g/L,沿地下水流动方向,地下水化学类型变化较大,由坝区和泉山区南部的SO42--HCO-3-Na+或SO42--HCO-3-Ca2+型淡水-微咸水逐渐变为湖区的SO2-4-C1--Na+-Mg2+咸水-苦咸水。     

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。     

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。     

昌马水库运行后疏勒河流域盆地地下水补给资源及其水位变化分析

通过对昌马水库运行前后不同时期疏勒河流域各盆地地下水补给量与地下水水位动态变化分析表明:流域地下水资源呈减少趋势,地下水位表现为较强的区域性下降。昌马水库运行后,中游玉门踏实盆地地下水补给量大幅减少,比上世纪60年代、90年代末分别减少了3.11亿m3、2.95亿m3,下游安西敦煌、花海盆地地下水补给量小幅增加,中游昌马洪积扇前缘泉水量与60年代比削减了53.2%。各盆地水量补给减少区水位下降,增加区水位上升,下降(上升)幅度随补给量减少(增加)而增大。     

Evaluation of groundwater sustainability based on groundwater age simulation in the Zhangye Basin of Heihe River watershed,northwestern China

Water resources, as the primary limiting factor, constrain the economic and social development in arid inland areas. The Zhangye Basin is a representative area of inland river basins, which is located in the middle parts of the Heihe River watershed, northwestern China. Facing with the huge water shortage, people exploited ground- water at a large scale in recent years. The reducing recharge from surface water and over-exploitation of ground- water led to the decline of groundwater levels and threatened the sustainability of water resources. This study con- structed a conceptual and numerical groundwater flow model and calibrated the model based on the observed wells. A solute transport model was built using MT3DMS to calculate the groundwater age distribution in the Zhangye Basin. The simulated result shows that the youngest groundwater is distributed near the most upstream areas in the model domain, which is less than 1,000 a, older groundwater is distributed in deeper parts of the aquifer and near the discharge outlets, ranging from 6,000 a to over 20,000 a. Spatial variation of groundwater ages in the middle area indicates the recharge diversity between unconfined and confined aquifer. Groundwater age can serve as an indicator to evaluate groundwater’s renewal capacity and sustainability. The formation of groundwater resources in the lower stream area would spend 10,000 a or even more than 20,000 a, so exploitation of groundwater in these areas should be restrained.     

伊犁河谷地下水盐运动规律研究

根据研究区地质地貌,将整个研究区划分为三层阶地,通过对三层阶地的地下水盐动态进行实时监测,运用双因子方差分析方法,详细论述了地下水电导率随地下水位在不同时期及不同分布条件下的变化情况.结果表明,地下水电导率变化与水位变化有很大关系,且表现出很强的区域特征:各阶地电导率(EC)值均随水位的上升而增加,高EC值出现在高水位...     

太行山前平原地下水环境演化规律研究

本文依据河北省栾城县最新的浅层地下水水位埋深与水化学等资料 ,在综合分析研究区水文地质条件的基础上 ,系统分析了研究区内地下水水化学特征和地下水埋深分布情况。结果表明 :由于长期利用石家庄市的城市污水进行灌溉 ,区内地下水水化学场已发生明显的改变 ;长期的超采地下水 ,使得本区的地下水位埋深逐年增大。地下水的水化学特征和埋深特征表明 ,在解决本区的水资源短缺问题时 ,除考虑利用各种节水措施改变目前存在的传统灌溉制度外 ,还必须考虑区内污水灌溉对地下含水层污染的可能性 ,防止污染地下水。