干旱区地下水埋深空间分布对天然植被覆盖度影响研究—以塔里木河下游为例

以塔里木河下游输水河畔的植被覆盖度和地下水埋深为研究对象,建立遥感反演模型获取研究区植被覆盖度的空间分布,建立地下水数值模型模拟与覆盖度同时段的埋深空间分布,采用空间分析方法对覆盖度和埋深的空间分布数据进行分析,获取不同埋深区间所对应的植被覆盖度,并得出以下结论：研究区植被覆盖度在地下水0～20m的埋深区间上呈阶梯状分...     

内陆干旱灌区地下水位调控研究

主要对内陆干旱区作物对地下水与土壤水的利用特征进行了分析。干旱区内地表水、地下水与土壤水的联合调度,是实现干旱区内水资源合理开发利用与抗旱、治盐、改良土壤及生态保护等多目标综合治理的有效途径。"三水"的联合调用须以地下水埋深动态调控标准为依据,以井灌井排工程为主要手段,形成地表水为补给水源、潜水含水层为调节水库的利用模式,达到水资源优化、盐碱地治理与生态维护等综合目标的实现。     

长期膜下滴灌棉田土壤水盐分布变化及其对棉花生长影响

以库尔勒市包头湖农场长期膜下滴灌棉田为研究对象,通过连续3年棉田整个生育期土壤水分和盐分含量的测定,对长期膜下滴灌棉田土壤水盐分布变化及其对棉花生长影响进行了研究。结果表明:各年份土壤平均含水率在整个生育期呈降增降的趋势,平均含盐量呈增降增的趋势;20~50cm土层土壤含水率较高,土壤盐分在30~50cm土层聚积;土壤含盐量高于0.51%时产量开始受到抑制,高于1.79%时棉花产量将降低为零。     

焉耆盆地绿洲区地下水硝态氮污染空间变异性研究及成因分析

为了研究焉耆盆地绿洲区地下水硝态氮污染状况,通过野外采样及室内分析,运用地统计学方法中的普通克里金(Or-Kriging)法对绿洲农区207个地下水进行了硝态氮空间变异分析,并以河流、农田排渠水中的硝态氮量分析了硝态氮污染的原因。结果表明,绿洲区地下水体硝态氮量总体水平较低,平均值为3.32mg/L,属国家地下水Ⅱ类质量标准,但不同区域地下水的硝态氮量差异明显;采用普通克里金插值对绿洲区未测区域进行估值并按照国家地下水质量标准进行分区表明,绿洲农区大部分区域地下水硝态氮量已接近世界卫生组织(WHO)的最大允许质量浓度(10.0mg/L),个别地区已处于污染警戒状态(20.0mg/L),需尽早采取有效措施防治。随着近些年集约化农业的发展,氮肥施用量的增加及利用率偏低是盆地绿洲区地下水硝态氮污染的根本原因。     

面向生态系统多对象保护与修复的水库优化调度

近20 a来,随着塔里木河(简称"塔河")流域水资源综合规划与调度的实施,已基本实现"水流到台特玛湖、大西海子水库多年平均下泄3.50×108 m3"的生态输水目标.但是,塔河下游其文阔尔河与老塔里木河之间的两河区域内植被稀少、生态环境脆弱,多年的生态恢复效果并不显著.鉴于此,本文以大西海子水库为调控主体,以大西海子下...     

塔里木河下游水量转化特征及其生态输水策略

2000—2015年的生态输水对塔里木河下游生态恢复发挥了重要的作用。通过连续16 a的动态监测和野外数据采集,对生态输水的特点、方式、水量转化特征、生境变化和影响范围等进行了系统的分析,同时对生态输水策略与生态保护模式进行了初步探讨。结果表明:(1)主河道线状输水方式,难以扩大环境响应范围,开展汊河输水和面状输水是十分必要的;(2)水量转化和耗散比例为:补给地下水44.2%,土壤与植被消耗48.8%,入湖水量与河道内水面蒸发7%;(3)地下水响应的最大距离为1 000 m,在距河500 m范围地下水位上升、水质好转显著;(4)鉴于生态退化的趋势得到遏止,但其脆弱性依然没有根本转变,恢复并合理调控其文阔尔河和老塔里木河区间的地下水位,扩大受水区范围,建立更加稳固的生态恢复平台,是今后生态输水与生态环境保护的主攻策略。     

干旱区不同地下水埋深膜下滴灌灌溉制度模拟研究

通过在新疆巴州灌溉试验站进行的膜下滴灌棉花灌溉制度试验,得出了适合当地的常规滴灌制度。为进一步研究浅层地下水对灌溉的补偿效应,利用Hydrus软件对不同地下水埋深下膜下滴灌棉花生育期耗水量进行了模拟。通过引入关键点土壤含水率的概念,提出了膜下滴灌棉花受水分胁迫的标准。结果表明：地下水对棉花的耗水具有一定的补偿作用,地下水埋深越浅,则所需的灌溉定额越小。当地下水埋深小于1.5 m时,滴灌定额为3 300 m³·hm^-2;当地下水埋深为2.0 m时,滴灌定额为4 500 m³·hm^-2;当地下水埋深很大而对作物根区没有补给时,棉花完全依赖于灌溉所需的滴灌定额则为5 550 m³·hm^-2。考虑到干旱区内具有较高的潜在蒸发势,会导致土壤的次生盐渍化,从而危及作物的生长,1.5～3.0 m的地下水埋深是灌区内较理想的水位区间。     

塔里木河下游生态输水策略分析

自2000年5月至2011年间的12次生态输水,对塔里木河下游地下水恢复发挥了重要的作用。截至到2011年10月的实测数据,相较于输水前,英苏、阿拉干、库尔干和老英苏各断面的地下水位均有不同程度的上升,上升幅度与离河距离相关。距河1 km处的上升幅度分别为2.0、3.0、4.0 m和1.0 m左右,地下水位均有较明显的恢复。当地下水埋深达到4.0、3.5 m和3.0 m时,与此相对应的植被生存状态分别称之为维持生存、基本生存与适合生存。由此可以计算出,塔里木河下游距河1.0 km范围内3种植被生存状态对应的耗水量分别为1.6×108、2.2×108 m3和2.7×108 m3。大西海子水库以下的下泄水量可分别在春、秋、冬季3个时段进行。据此,近期的输水策略为：年输水量应维持在2.7×108 m3以上,输水适宜时段为春、夏季,以尽快恢复下游地下水环境并逐步满足河畔植被适合生存的耗水量;远期输水则可视上游来水的情况,采用满足维持生存、基本生存与适合生存3种耗水量的交替输水方式,输水量的下限为1.6×108 m3,以达到有限水资源条件下提高水资源利用率与维持生态系统稳定的目标。     

膜下滴灌布置方式对土壤水盐运移和产量的影响

以棉花主要根系层各生育期保持适宜土壤含水率为灌水目标,设置一膜单管四行和一膜双管四行两种毛管布置方式,以TRIME-T3管式TDR测定土壤含水率指示灌水,开展膜下滴灌大田试验,研究了干旱区膜下滴灌棉田土壤水盐运移规律及分布特征,并对不同滴灌模式下的棉花产量和灌溉水生产效率进行评价。结果表明:膜下滴灌单、双管布置棉花生育期内灌溉定额分别为390、550 mm;双管布置在10~40 cm棉花主要根系层形成适宜作物生长的淡化脱盐区,生育期内棉花主要根系层土壤含水率处于适宜的范围,灌水均匀度高,控盐效果好,棉花生长不受水盐胁迫;单管布置盐分随水分运移至湿润锋边缘至外行,棉花主要根系层有积盐的趋势,加上滴头流量大,不利于淡化脱盐区的形成。膜下滴灌毛管布置方式决定土壤水盐分布特征,进而影响植株对水分和养分的吸收,单、双管布置棉花产量分别为5 355、6 075 kg·hm~(-2),灌溉水生产效率分别为1.38、1.11 kg·m~(-3),单管布置灌溉水生产效率较高。     

焉耆盆地绿洲区水体硝态氮量调查及其空间分布研究

[目的]研究焉耆盆地绿洲区水体硝态氮污染现状及地下水空间分布规律.[方法]2014 ～2015年通过野外采样及室内化验,利用紫外可见分光光度法测定地表水(80个)、不同埋深地下水(284个)水体硝酸盐含量,并运用统计分析及克里金(Kriging)法研究盆地现状硝态氮量及空间分布.[结果]除包气带水体外,绿洲区水体硝态氮量水平总体较低,但不同类型、区域水体间差异性明显,变异性较高.主要河流与农田排渠均受到人为因素干扰,部分农田排渠硝态氮量已超过10.0 mg/L.地下水硝态氮量与埋深密切相关,包气带水＞手压井＞灌溉井＞自来水井,随着埋深的增加,硝态氮量呈减小的趋势.氮素进入田间后,富集于耕作层等包气带土层,为进入地下水的起点.普通克里金插值(Or-Kriging)结果显示,部分典型灌区地下水已接近甚至超过国际(WHO)地下水安全允许浓度(硝态氮量＞10.0 mg/L),较高的区域多分布于典型灌区.[结论]集约化种植氮肥施用量的增加、利用率偏低是焉耆盆地绿洲区水体硝态氮量升高的主要原因,包气带中积累过多的氮素是水体污染的潜在风险.