华北平原水资源合理开发利用的思路与举措

经过几十年的大量开采利用,华北平原地下水资源不仅表现为区域超采和局部严重超采,也暴露出地下水补给源严重萎缩的问题。其主要表现在中西部粗质平原的地下水易补给区,因汇流山地水库强力拦蓄,河道主体补给功能丧失,而在中东部细质平原的径流主产区,因水位埋藏浅和水质咸化,降水径流不能形成对地下水的有效补给,蒸发流失严重。以往实践强调山区水利工程建设而轻视了东部低平原区径流拦蓄利用,重视对高海拔咸水体的改造利用而忽视了对低海拔咸水体的改造利用,强化地表水库建设的重要性而忽略了地下水库的重要性。面对华北平原供水紧张的严峻形势,调整水资源开发战略势在必行,其具体思路是:以千方百计提高降水利用水平为中心,调整和改善水资源开发利用整体布局;以地下水补给调蓄为重点,大力集蓄雨洪水和改造利用浅层水,充分发挥地表水和地下水两大功能作用。其具体举措有:实施山前梯级水坝的地下水库"回灌"工程;实施中东部及滨海淡水蓄水利用工程;实施东部浅层地下水规模化改造开发利用工程。若上述措施得以实施,可使降水利用率从现状的20.65%提高到26%以上,则华北平原供水问题有望获得解决。     

黑河流域走廊平原地下水补给源组成及其变化

通过环境同位素、水文分割法和相关分析研究表明,祁连山区降水、冰川雪融水和基岩裂隙水通过出山口地表径流补给构成黑河流域走廊平原地下水主要补给源,具有年际和年内丰枯动态变化规律,与祁连山区降水量和气温的关联度分别为0.97和0.79,与平原张掖站降水量和气温的关联度分别为0.43和0.60。在自然径流条件下,祁连山区降水量变化是改变走廊平原地下水补给的主导因素,约占91%权重;气温变化是重要影响因素,约占9%权重。20世纪80年代以来祁连山区各补给源处于偏丰期。因此,近年来走廊平原地下水补给量相对50年代减少27.1%,人类活动是重要影响因素,急需加强科学调控。     

甘肃西北部黑河流域水资源对下游生态环境变化的影响阈

从流域尺度水资源承载能力及其有限性、可变性和上下游关联性的角度,探讨了黑河流域下游区生态环境变化的影响阈,阐明了不同水文年中游区的安全引水量和不同目标下下游区的生态环境修复对水资源的需求阈。基于多年平均地表径流量37.8×108m3/a的安全引水量为13.97×108m3/a和枯水年份(95%保证率)的安全引水量为10.14×108m3/a,下游区初步改善生态环境的生态需水量为8.01×108m3/a。提出了中游区经济社会可持续发展的水资源保障阈,即未来20年生产生活安全需水量介于22×108～23×108m3/a之间。在此基础上,阐明了在中游区经济社会稳定持续发展目标约束下确保黑河流域下游区生态环境不断改善的流域水资源优化配置模式及对策。     

甘肃西北部黑河流域中游地表径流和地下水补给变异特征

大量实际资料和综合研究表明,在西北内陆区当人类活动影响强度超过37%时,地表径流过程由天然状态转变为以人为干扰为主,不仅造成下游区获得的地表径流量大幅减少,而且中游区地下水补给也失去自然特征,补给量明显减少,同时还影响地下水径流过程及其溢出量衰减,进而导致下游区生态环境需水更加紧缺和退化.调控中游区安全引水量和调整中游区种植产业结构,发展节水型农业,是解决黑河流域下游区生态环境问题的关键.     

黑河流域地下水同位素特征及其对古气候变化的响应

通过环境同位素及其Tamers、IAEA模型应用研究表明,黑河流域平原区地下水补给及更新与古气候变化密切相关,8000~5000a BP、3500~2500a BP和近1000年以来的多雨期是主要补给期;潜水较年轻又更新快,承压水较老又更新慢;东部地下水更新较快,西部更新较慢;祁连山前戈壁带地下水更新较快,细土平原更新较慢;近河道带地下水更新速率大,远离河道则小。东部以山区降水通过出山地表径流补给为主,西部冰川雪融水和山区基岩裂隙水是主要补给源。因此,遵循地下水补给与更新的自然规律,与地表水联合优化调控,有利于该区地下水可持续利用及下游区生态环境保护。