流域生态需水的理论及计算研究进展

生态需水是生态水文学的重要研究内容之一.该文分析了生态需水国内外研究进展,在辨识生态需水及其相关概念的基础上,该文认为广义的生态需水是在一定生态目标下,维持相应时空范围内生态系统水分平衡所需要的总水量,而狭义的生态需水是一定的生态目标下,为维持生态系统正常生态与环境功能所需要补充的径流性水资源量.生态需水研究涉及陆地和水域生态系统,该文重点探讨了河流、湿地湖泊等水域生态系统以及陆地植被(包含农田)生态需水理论研究现状,综述了个生态系统生态需水主要计算方法.生态需水研究应加强基础理论研究、生态需水量化方法以及耦合方法研究,尤其是不同生态系统目标下生态需水量的分析还需进一步探讨.     

生态需水研究进展及估算方法评述

生态需水研究是实现水资源优化配置、维持流域生态环境健康发展的前提和基础。在当前生态需水研究中,估算方法众多,选用的监测指标提供的整体信息容易发生重叠,不易得出生态需水变化规律。为此,在回顾国内外生态需水研究进展的基础上,对生态需水量估算方法的优缺点、适用条件等方面进行了系统评价,以便在实际应用中根据研究目的选用不同方法。同时,指出当前研究中存在诸如术语混乱、概念不清、定量研究突破少等若干问题,今后应从加强收集监测资料、建立生态学模型、建立一套完善的生态需水概念体系,以及加强多学科合作交流等方面提出未来研究方向。     

基于生态功能分区的陕北延河流域旱地系统生态需水测评

该文以延河流域旱地系统为研究对象,选取具有生态学和水文学意义的指标,建立流域生态功能分区指标体系,应用"3S"技术,划分流域生态功能分区。在此基础上,运用相应的数学模型,对各分区旱地系统的生态需水及其空间分布特征进行测评和分析。结果表明,延河流域基本划分为防风固沙区、防旱抗旱区、水土保持区、农业种植区和植被保护区等五大生态功能分区。景观尺度上,有林地-黏壤土的单位面积生态需水最大,约为502.31mm/a;牧草地-砂壤土的单位面积生态需水最小,约为300.01mm/a。生态功能分区尺度上,植被保护区的单位面积生态需水最大,约为357.72mm/a,防旱抗旱区的单位面积生态需水最小,约为304.73mm/a。该研究为明确流域水生态环境保护目标以及水土资源的利用方向和生态整治重点提供科学依据。     

基于生态需水的水资源分析——以贵州省盐津河流域为例

[目的]探究中国西南湿润地区流域生态需水量计算方法,为流域水资源配置提供科学的数据参考。[方法]选择贵州省盐津河流域为研究对象,采用彭曼法、Kristensen-Jensen模型、MIKE SHE分布式水文模型(DHI)、环境功能设定法等方法从农田系统、林草系统、水生态系统计算流域最小及满意需水量,并结合水资源状况对盐津河水资源配置提出建议。[结果]盐津河总生态需水量为1.39×10~7~2.04×10~7m~3,流域内农田用水较多的是4,7和8月,林草系统不存在缺水现象,河道内枯水期及丰水期水量差距较大,可利用水量为3.84×10~7~9.17×10~7 m~3,在保证枯水期生态水量同时,取水时间主要在5—8月。[结论]河道取水应注意考虑农田作物用水规律,在预留农业用水时需要考虑作物类型及种植面积,严格遵循降雨及生态用水规律,建立蓄水设施,保证全年的生产生态用水。     

生态环境需水研究现状及展望

生态环境需水研究是生态水文学的研究内容之一,是当前生态学、水文学、土壤学、植物学、环境科学等学科的前沿领域和热点之一。本文回顾归纳总结了生态环境需水的概念内涵,估算的主要方法及研究现状,并提出了今后研究需要进一步解决的问题。认为今后应加强以下几个方面问题的研究:第一生态环境需水不同尺度相互转化。第二生态环境需水的形成机理。第三生态系统健康评价指标。第四生态环境需水量阈值研究。     

玛纳斯流域生态需水变化与景观格局的响应关系研究

选取西北干旱区水土开发的典型区域玛纳斯河流域为研究对象,基于遥感和GIS技术,与气象站点实测资料相结合,采用FAO56Penman-Monteith法,在ArcGIS建好彭曼模型计算研究区生态需水。利用TM数据解译出1990年、2000年、2010年3期土地利用分类图对玛纳斯河流域进行景观生态学研究,最后尝试性分析生态需水与景观格局关系。结果表明:(1)各区域生态需水变化趋势存在差异,主要表现在山区生态需水增加,平原区生态需水减少。景观格局分析发现2000—2010年中部平原的西面和北面成片出现连通现象,是生态环境恶化较为严重区域。(2)空间上,山区生态耗水量增加,植被多样性指数上升,蔓延度指数下降。时间上,生态耗水量增加,周边的蔓延度指数上升,多样性下降;(3)空间上,绿洲景观格局指数变化与生态需水定额无明显关系,时间上,生态需水定额减小,但在人类活动影响下,周边的景观连通性下降,多样性上升,与山区的结论相反。生态需水定额的减少,将有利于植被的生长,但由于人类活动的影响,生态环境遭到破坏。     

东辽河流域河流系统生态需水研究

河流系统的生态需水是指维持河流正常的生态结构和功能所需要的一定水质最小水量 ,具有明显的时空变化特征。河流系统的生态用水包括河道系统 (包括排沙生态用水和水面蒸发生态用水 )和洪泛地系统两大系统的生态用水。东辽河流域河道系统生态需水量占年均径流量的 44 .43%。洪泛地生态用水量为 16 .87亿 m3,占全流域年均降水量的 2 8.0 2 %。必需采取有效措施进行河流水资源开发的有效调控。     

辽宁省卧龙湖最小生态需水的研究

湖泊最小生态需水对于维护湖泊生态功能,协调社会经济用水和湖泊生态用水之间的关系,实现水资源科学配置和持续利用有着重要的作用。以辽宁省卧龙湖为研究对象,构建了最低生态水位和最小湖区耗水的计算模型。基于所有的气象,水文等资料,计算出卧龙湖湖泊最低生态水位为86.73 m。湖区年平均最小生态耗水为357.092 1万m3。     

干旱、半干旱牧区草地生态需水与生产潜力研究

针对目前天然草地在无灌溉及农林措施条件下的生态需水问题 ,以内蒙古各类草地为对象 ,研究天然草地需水与降雨、土壤水、草地植被盖度、生物量的定量关系 ,建立以土壤水可利用量和草地生态平均耗水量为基本参数的天然草地需水计算方法 ,确定达到一定生态水平、维持生态平衡和发挥期望功能的天然草地需水量阈值范围。分析草地生产潜力 ,认为通过对牧草适当利用和保护 ,天然草地增产潜力约为 12 % ,采用调整畜牧业结构 ,加快畜群周转 ,提高草畜转化率 ,采用划区轮牧、补播改良牧草等加大草原生态建设力度 ,提高水分利用效率可增产 2 0 0 %～ 30 0 % ,不仅能够减轻草地过牧压力 ,改善生态环境 ,而且促进落后的传统畜牧业向现代畜牧业转变     

青海共和盆地生态需水研究与计算

 针对水资源合理配置研究中生态需水所处的位置与研究意义,在总结前人研究成果的基础上,以青海共和盆地为例,对生态需水进行初步计算,得出:共和盆地河道外生态需水量为0.053亿m3,主要为人工林地所用,河道内生态需水量为3.523亿m3,共和盆地生态需水量共计3.576亿m3,占共和盆地总水资源量的54.79%。因此,生态需水在区域水资源可利用量中占有较大比重,应将其作为重要部分纳入研究区水资源配置中,对水资源进行重新分配;同时,研究区的生态环境建设措施应以恢复退化草场和改造乔木纯林为乔灌结合林为主。     

三工河流域景观格局的形成与环境分异特征

景观格局是地貌格局、土壤格局、水资源格局、植物分布格局及生产力格局等的综合。从景观生态学的角度分析了三工河流域景观格局的形成、分布及其环境分异特征 ,讨论了景观格局与环境分异的相互关系 ,最后阐明了三工河流域山地、绿洲和荒漠景观格局的形成及所处的环境特征。     

干旱区内陆河流域水资源开发对水土环境效应的评价指标体系设计

水资源开发的水土环境效应评价是水资源可持续利用评价的前提和基础。根据干域的水土环境特点,分析了水资源开发的水土环境效应间的内在联系,论述了水土环境效应评价指标体系构建的必要性及其构建原则,设计了评价指标体系的大致框架,并就指标体系构建的合理性及指标设置方法进行了论证。     

中国黑河流域与澳大利亚墨累-达令河流域水管理对比研究

水管理问题是中国西北内陆河流域社会经济发展及生态环境建设的关键问题之一,而有效的水管理,是中国各大河流尤其是西北内陆流域面临的重要问题。在对中国西北黑河流域与澳大利亚东部墨累-达令河流域概况分析的基础上,探讨了两流域水管理的相关问题,在借鉴墨累-达令河流域管理的成功经验基础上,提出了优化黑河流域水管理的对策:(1)优化用水结构,提高经济效益;(2)重视统一管理,实现水资源优化配置;(3)强化组织管理,制定流域管理法;(4)鼓励公众参与,进一步深化水权制度改革。     

基于分维模型的台兰河流域土地利用变化研究

以新疆台兰河流域1990年、2000年和2005年土地利用数据为例,将分形理论应用于土地利用空间分布及其变化的研究中,定量分析干旱内陆河流域土地利用空间结构复杂性、稳定性以及各土地利用类型随时间的变化趋势,从而阐述不同土地利用类型的空间分布规律。结果表明:各种土地利用类型都具有空间分形特征,分维数是面积、斑块数量和平均斑块面积等单项指标有机结合的综合表现,是综合表征土地利用变化空间格局的定量指标。1990年、2000年和2005年不同土地利用分维数的排序分别为:水域工矿居民用地耕地草地未利用地林地;水域工矿居民用地草地耕地林地未利用地;水域工矿居民用地草地林地耕地未利用地。1990年、2000年和2005年台兰河流域整体土地利用分形维值分别为1.5993,1.5986,1.6079,流域土地利用的分维数呈现先减后增的趋势,土地利用空间结构趋于复杂化,土地利用类型有扩张的趋势。1990年、2000年和2005年台兰河流域整体空间结构稳定性指数分别为0.1720,0.1563,0.1435,说明整个流域土地利用类型的空间结构稳定性逐渐下降。     

祖厉河流域水系分维与地貌发育阶段浅析

根据Horton-strahle水道序列划分原则,采用数学模型,对黄河上游水土流失严重的祖厉河流域进行分析计算,得出该流域水系分维及其主河道分维,并确定了其流域发育阶段,为同类型区的小流域水系分维计算、地貌发育阶段的确定和水土保持工作提供可操作性强的方法。     

基于GIS下的岷江干旱河谷地区泥石流发生域危险性评价

 四川省汶川县地处岷江上游,是我国泥石流频发地区。泥石流的发生与分布受地质构造、地貌条件、岩石种类、降水和植被等多种因素影响。以汶川县为例,在GIS技术支持下,通过计算机对空间数据获取、处理和分析,建立该地区泥石流发生域危险性评价指标体系及评价模型。通过合理选取评价指标、确定指标权重、计算综合评价值,得出:在该研究区域的16条沟系中,依据综合指数值,最易发生泥石流的沟系为桃关沟,佛堂坝沟等沟系,有潜在泥石流发生的沟系为新桥沟,板子沟等,而炭里沟,板桥沟等沟系属于无泥石流发生沟系。该评价结果经与历史资料对比和专家认可,符合实际,客观可行,可为防灾减灾、泥石流预报提供参考。     

白龙江流域泥石流特征分析

泥石流孕灾环境和流域形态是泥石流发育及其活动的基础,把握孕灾环境和流域形态特征对开展泥石流防灾减灾工作具有重要的现实意义。在分析白龙江泥石流空间分布格局的基础上,从区域构造环境、地形地貌、地层岩性和降水等方面研究了流域泥石流的孕灾环境特征,探讨了各因子与泥石流分布的耦合关系。针对白龙江干流250条泥石流沟,运用数理统计方法,对其流域面积、主沟长和相对高差等重要参数进行了统计分析,明确了干流泥石流的流域形态特征。     

云南省澜沧江流域的土壤侵蚀及其环境背景

土壤侵蚀是引起土地退化和河流泥沙淤积的根源,其产生与各种自然因素和人类活动存在一定关系。利用ArcView3.2和ARC/INFO8.1软件,通过图层叠加,统计分析和缓冲区分析等,对云南澜沧江流域的土壤侵蚀与地形坡度、土地利用/土地覆被现状、土壤类型和分布以及河流、道路两侧的缓冲区等之间的关系进行了分析。     

泥石流粒度分维值的初步研究

运用分形理论,提出泥石流粒度分维的概念及其计算方法。根究泥石流粒度分析结果,分别求解泥石流形成区原始土体粒度分维、流体粒度分维和堆积物粒度分维,并分析它们与泥石流体颗粒机械组成和流体性质方面的相互关系。泥石流粒度分维值为泥石流形成、运动和堆积特征以及流体性质提供了可供参考的指示意义。     

金沙江流域输沙特性分析

金沙江是长江上游河流泥沙的主要来源。通过对金沙江流域主要控制水站径流泥沙资料的统计分析，论述了金沙江河流泥沙的来源和沿程分配、输沙量的年内分配和年际变化、径流量和输沙量的关系，以及泥沙形成的原因。为研究金沙江流域的水土流失和泥沙输移规律，合理地开发和利用其水土资源提供了科学依据。