干旱区水资源可持续有效利用探讨─—以新疆为例

水资源是干旱荒漠区资源组合中最稀缺的资源。水资源是绿洲形成、发展的物质基础,水资源利用与经济发展之间存在互动关系。本文在阐述水资源与绿洲经济发展关系的基础上,分析了新疆水资源利用现状及存在的问题,最后提出水资源持续有效利用对策。     

干旱区水资源可持续有效利用探讨：以新疆为例

水资源是干旱荒漠区资源组合中最稀缺的资源。本资源是绿洲形成、发展的物质基础,水资源利用与经济发展之间存在互动关系。本文在阐述水资源与绿洲经济发展关系的基础上,分析了头绪水资源利用现代及存在的问题,最后提出水资源持续有效利用对策。     

河西走廊中段临泽绿洲水资源供需平衡及承载力分析

水资源管理制度改革及种植业结构调整是提高西北干旱区绿洲水资源承载力的有效途径。结合2000-2015年临泽绿洲地表水与地下水资源利用、种植业分布格局、水利设施建设等资料,采用水资源承载力平衡指数（IWSD）和地下水开采潜力指数分析了临泽绿洲水资源供需平衡的年际变化,并利用适宜灌溉规模对绿洲水资源最大承载力进行了研究。分析得出：2000-2015年期间,在P=50%来水情况下仅蓼泉和板桥灌区能维持水资源供需平衡且地下水开采不超过最大允许开采量;受水资源管理改革、种植业结构调整等因素影响,绿洲单位面积耗水量下降0.35×10⁴ m³·hm^-2;优先保证绿洲内部生活、工业及生态用水,2020年规划下可承载灌溉面积为（3.51～3.91）×10⁴ hm²。适当缩减绿洲边缘灌溉面积,协调各灌区井渠灌溉是实现绿洲“水-生态-经济”可持续发展的有效途径。     

水资源约束下的张掖绿洲城镇发展模式初步研究

水资源是绿洲城镇存在和发展的重要约束因子,它影响到绿洲城镇的产业结构、空间格局、规模等级及生态环境。张掖绿洲城镇水资源紧缺,利用结构不合理,经济效益低下。选择合理的绿洲城镇发展模式,可使水资源的持续利用和绿洲城镇的快速发展达到良性循环。本文以提高水资源经济效益和绿洲城镇健康发展为模式选择的约束条件,提出了节水防污型城镇模式、商贸枢纽型城镇模式、特色农业型城镇模式及生态型城镇模式。     

中国新疆玛纳斯河流域水土资源开发与人工绿洲生态系统的建设

本文分析了新疆天山北坡玛纳斯河流域治理沙漠、防治沙漠化的开发过程。总结了该地区根根流域生态系统特点,充分发挥流域内水土资源潜力,以水资源限度及其利用水平作好流域规划。并从建设完整的水资源系统、联合运用地表和地下水、掌握灌溉技术三方面充分发挥水资源的生态效益出发,同时注重建设沙漠地区绿洲防护体系,改良土壤提高土地生产力和调整农林牧结构的经验。因而,石河子垦区已建立成为一个典型的人工灌溉绿洲生态系统。     

以色列的水资源及其利用

以色列是世界上气候干旱、水资源十分缺乏的国家之一。但以色列利用有限的水资源在荒漠上创造了现代知识与科技密集型节水农业的奇迹。水资源管理与利用的关键主要体现在政策、法规与配水制度的制定与实施、水利工程的建设、边际水资源的开发利用(废水、咸水、海水)、尤其是现代灌溉技术的研究推广与应用上。水资源的科学、合理、高效利用奠定了以色列现代节水型农业与节水型社会的基础。他们的创举是人类使干涸的沙漠变为绿洲的范例。     

三工河流域新老绿洲发育度的比较

绿洲是干旱区最重要的景观单元之一。人工绿洲是在干旱条件下经长期人类活动改造而形成的特殊景观。随着人类对绿洲水土资源开发利用程度的不断加强,绿洲呈现出不同的发展阶段。从天然绿洲到人工绿洲,是人类适应和改造干旱区自然环境的历程。在这一人地相互作用的过程中,绿洲显示出明显的发育演化特征。从多学科综合的角度,提出绿洲发育度的概念,并从灌溉体系的建设状况、水资源的利用水平、植被与生态建设、农业发展程度、社会经济水平和绿洲景观结构等7个方面提出了绿洲发育度的评价指标体系,以天山北坡2个人工绿洲为例,从空间上定量比较2个绿洲的发育程度,其中阜康市绿洲发育度高于222团绿洲(阜北农场)。     

干旱绿洲农业区水资源优化利用研究

针对干旱绿洲农业区水资源利用中存在的问题,采用多目标模型方法建立数学模型,并以张掖绿洲为研究背景,结合经济目标、生态环境目标和社会目标,进行水资源优化利用实例研究。结论表明,采用多目标模型方法研究干旱绿洲农业水资源优化利用可以促进该地区经济、环境和社会的协调发展,以经济发展为主,进一步加强环境的保护,提高生态环境效益在整个国民生产总值中的比例,在发展经济的同时,取得较好的生态环境和社会效益。     

张掖绿洲水循环经济发展探讨

在探讨张掖绿洲水资源开发利用现状及存在问题的基础上,分析了现状水资源利用格局对生态环境的影响,提出了发展循环经济是实现绿洲水资源可持续利用的必然选择,总结出张掖建立水循环经济的途径。在此基础上,还对循环经济发展的社会观念、技术体系、市场培育、产业结构调整等方面的问题也做了积极探讨。     

黑河流域典型区土地利用格局变化及影响比较

在黑河流域选择两个典型区域进行土地利用变化的空间差异与影响的对比研究,利用20世纪60年代以来的三期遥感数据,通过定量表征指标体系,对比分析了两个区域不同空间土地利用格局变化和土地利用类型变化的分异特征,定量评价了土地利用变化对不同区域绿洲系统的稳定性和水资源空间分配的影响。结果表明：过去35年来两个对比区域不同的土地利用格局变化,形成了显著的绿洲沿河流的溯源迁移和以基于下游老绿洲的渐进性绿洲外围拓展两种不同模式,前者导致流域水资源过度集中消耗于流域上游和源区,中下游水资源可利用量急剧减少,在35年间下游荒漠化土地增加了85.1%,灌溉绿洲萎缩了25.5%;后者则不同,水资源利用量的空间配置在区域下游具有小幅度集中,区域绿洲系统整体的稳定性较高。从流域整体的水土相互关系出发,合理规划干旱内陆流域土地利用模式和空间土地资源配置,对于促进流域整体的可持续发展具有重要意义。     

干旱区绿洲景观尺度稳定性初步分析

在景观尺度上,从绿洲景观多样性、景观廊道的复杂性以及土地利用及其生态环境效应等方面探讨了绿洲景观稳定性的内涵,并对新疆三工河流域绿洲进行实例分析和应用。结果表明：(1)人工绿洲景观的稳定需要绿洲景观的多样性逐渐降低和景观廊道的复杂性增加;但天然绿洲的稳定需要增加景观的多样性和景观廊道的复杂性。(2)人工绿洲景观稳定性还可从绿洲土地利用变化方面分析,绿洲土地利用变化是人类投入大量负熵的结果,投入的负熵越多,绿洲土地利用程度越高,越有利于绿洲从低级的亚稳定状态不断向高级稳定态发展,从而实现绿洲可持续发展。但人类的投入并不总是有利于绿洲的稳定,可用土地废弃比例的变化,说明人类投入对绿洲生态环境和稳定性造成的影响,土地废弃的比例越高,绿洲生态环境的质量也就越低,绿洲的稳定性也就越低。(3)通过绿洲景观多样性、景观廊道的复杂性和土地利用状况综合评判,1978～1998期间三工河流域绿洲景观及其各部分的稳定性逐步提高。     

和田河流域水资源与生态环境变化及其对策研究

和田河流域光,热,水、土地资源丰富,农牧业 潜力很大,然而该流域生态环境极其脆弱,环境灾害多发,水资源开发利用及区域发展不可避免地其生态环境产生很大影响。本文从多个侧面阐述了该流域水资源与生态环境的相互关系和影响,并提出了相应的对策和建议。     

水在克里雅河流域生态地理环境中的作用

水是克里雅河流域生态地理环境的主导因素, 依水系分布形成的于田绿洲和天然绿洲共同构成了克里雅河流域生态系统。克里雅河为混合引给型河流, 冰川融雪补给占71%, 故径流年内变化大, 年际变化比较稳定, Cv=0.17。地下水天然补给量大部是地表水转化而来。水资源开发利用中, 既要分析上游绿洲开发对下游的影响, 又要考虑维护下游天然绿洲对上游人工绿洲开发的制约, 统筹兼顾。北部深入塔克拉玛干沙漠200多公里, 沿河阶地, 河漫滩及散流区宽5-10km的天然绿洲, 是保护于田绿洲稳定的前沿屏障, 有重要的社会生态意义。目前因水系变迁和洪水退缩, 植被衰败, 沙漠化过程发展。从环境、资源生态管理和保护出发, 宜建立克里雅河下游天然绿洲保护区, 确保下游干三角洲天然绿洲的稳定。天然植被的维护更殖再生, 应纳入整个流域水资源生态系统的总体管理之中。     

三峡库区石碗溪小流域农业生态综合治理

小流域是大江大河的基本单元,也是长江流域水土流失治理的重点。三峡库区小流域数量众多,其环境质量影响着三峡工程的安危。石碗溪流域位于三峡库区开县境内,山地多平地少,人地矛盾突出,陡坡地耕种普遍,水土流失与生态环境退化严重。在实地调查研究的基础上,深入分析了该流域由于自然和人为原因共同导致的农业生态环境退化,生态功能降低等问题。针对这些问题,从流域实际情况出发,以流域内不同海拔及坡度区的气候、水文、土壤状况的分异为依据,利用Arcview软件,将流域划分为4个不同的综合治理区域,在此基础上,提出了适合当地农业发展的流域生态治理模式,从而为整个流域的可持续发展提供了技术指导。     

塔里木河流域基础数据库设计关键问题研究

根据塔里木河流域的现状和未来发展要求,基于GIS、GPS、RS等技术,采用当前非常流行的数据仓库管理技术即空间数据和属性数据一体化、多源数据无缝集成及基于C／S结构和关系数据库三层体系结构的建库思想,阐述了基础数据建库的数据获取、技术路线、数据组织、编码设计、索引建立、数据入库等关键技术问题,实现了多尺度、多类型海量空间数据和属性数据的无缝集成和统一管理。这对开展水资源优化调度、生态环境应用研究,具有非常重要的理论和实际意义。     

紫色丘陵区典型小流域氮素迁移及其环境效应

选择四川盆地中部紫色土丘陵区典型小流域,通过2002～2004年3 a对主要土地利用地类氮素流失、小流域地表水和井水氮素迁移形态、途径与通量的连续观测,研究非点源氮素的来源、去向、迁移特征及其环境效应。结果表明,紫色土坡地氮素主要通过径流与泥沙迁移,坡耕地、居民点氮素流失是小流域非点源氮的主要贡献者,其氮素流失负荷分别为150．4kg、73．84 kg,占小流域氮素迁移总负荷的52．4％、25．7％；紫色丘陵区小流域地表水已呈现明显氮索富营养化特征,地下水硝酸盐污染较为严重,应重视该地区非点源污染控制；小流域氮素迁移的尺度差异明显,坡地以颗粒态氮为主,小流域以硝酸盐为主,氮素迁移的尺度效应可能导致非点源氮污染的异地效应,从而加剧长江三峡水体富营养化压力。     

塔里木河下游生态输水河道两侧区域地下水运动规律研究

根据塔里木河下游断流区域含水层水文地质特征及其实际输水过程中河水对浅层地下水的补给规律,建立了塔里木河下游绿色走廊生态输水河道附近区域地下水运动的一维非稳定流模型,并通过在整个输水过程中流量与水位两种边界条件相互转换的一种方法求解模型。最后应用上述模型分析了间歇性输水条件下塔里本河下游断流河段河道两侧地下水位恢复状况,为输水生态效益的定量评价及其今后输水工作的决策提供理论基础。     

黄河中游砒砂岩地区长川流域土地利用变化分析

根据1976年的Landsat-MSS影像数据以及1987年和2000年的Landsat-TM影像数据,应用遥感和地理信息系统手段以及转移矩阵和景观空间格局指数分析方法,对地处黄河中游砒砂岩地区的内蒙古准格尔旗长川流域土地利用及其变化进行研究。结果表明：1)研究区内分布最多的土地利用类型是灌木林地、草地和难利用地,该三个土地利用类型的面积占研究区域总面积75％;2)从1976～2000年期间,虽然乔木和灌木林地的面积明显增加,但同时也存在林地和草地向难利用土地、沙地和农地的转变过程。与此同时水域亦明显减少;3)水土保持生物措施的实施、农田开垦和降雨量偏少可能是导致研究区土地利用变化的主要原因。     

黑河调水的生态经济思考

黑河流域由于人类在20世纪对水资源的非理性利用,使得水资源在生态环境系统和社会经济系统中的分配严重失调,生态经济问题突出。黑河分水的目的是遏制下游额济纳旗生态的进一步退化,本文以水资源为主线,对黑河分水后流域内社会经济和生态状况进行了分析,结果表明,由于流域综合治理和张掖市产业结构调整的保证,流域整体生态经济状况得到了一定的改善,符合帕累托改进原理,为流域生态和经济的良性发展提供了依据。     

疏勒河径流量与绿洲面积、农业产值及生态效益的关系

基于1954-2010 年疏勒河干流出山径流量、2000-2010年流域内灌区水资源供应量、灌区农作物种植类型、农作物及林草地面积等资料,通过建立系统动力学模型,探讨了气候变化背景下疏勒河径流量对绿洲的影响。结果表明:绿洲受径流量变化影响显著,若出山径流量按1954-2010 年变化趋势增加,绿洲面积、农业产值、生态效益将有不同程度增加; 若出山径流量减小,绿洲面积、农业产值、生态效益亦相应减小。2020年出山径流量较2010年分别减少5%、10%、15%时,绿洲面积和农业产值相应减小4.5%、8.9%、13.4%。在径流量不变情况下,若普及常规节水,林、草地面积均增加16%以上; 若普及高效节水,林、草地面积均扩大54.7%; 若提高渠系利用率到0.70,林草地面积扩大5%以上,总产值增加5.4%; 若提高渠系利用率到0.75,林草地面积增加12%以上,总产值增加12.2%。