干旱区水土资源时空变化的定量研究

水资源是制约干旱区土地资源开发利用的主要自然因素，水、土资源利用在时间和空间上平衡与否的矛盾影响着干旱区生态环境与社会发展。用定量化的数学模型表示二者的互相影响，能描述、解释和预测二者关系并能为制定对策提供依据。本文首先分析了干旱区土地利用与水资源的相互影响，然后对水土资源相互影响下时空变化的模拟方法和理论进行了综述。一方面从蒸散的计算、模拟地下水补给、模拟区域尺度上土地利用影响、模拟土地管理措施影响、模拟抽取地下水影响、以系统方法模拟土地利用影响等几方面对土地利用影响下水资源的时空变化模拟进行了综述。同时对水资源影响下土地利用变化的模拟从主要考虑水文作用的水文－植被模型的建立应用及引入人为因素为驱动力的土地利用变化模拟两方面做了综述。文章最后进一步概括了干旱区水土资源时空变化模拟的趋势并就此方面的研究提出了三点展望意见。     

民勤绿洲现状土地利用模式影响下地下水位时空变化的预测

用GIS与专业计算地下水运动的FEFLOW软件结合模拟研究了民勤绿洲现状土地利用模式影响下地下水位的时空变化。结果表明,如民勤绿洲现状土地利用模式发展下去,受其影响,绿洲地区的地下水位将持续地以较快的速度下降,到2010年10月,绿洲内将出现以绿洲腹地为中心、范围波及整个绿洲的两个地下水漏斗,漏斗中心地下水埋深将达47～52m,绿洲边缘地下水埋深将增加到17～22m,与1997年10月相比绿洲地下水位将下降9～34m。分析表明,在上游来水不变或减少的情形下,保持现状土地利用模式,将会逐步耗竭地下水资源,加速民勤绿洲的荒漠化过程的发生;如果调整作物种植结构、采用节水灌溉技术,将会减少地下水抽取量,减缓地下水位下降的趋势。     

西北干旱区退耕还林(草)后水土资源开发的优化模式研究

在综合分析以往水土资源开发中存在的问题基础上，提出了实施退耕还林后西北干旱区水土资源开发的基本思路。根据水量平衡原理，建立了以土地利用、植被变化对地下水影响为主线的数据模型，并预测了在水土资源开发的现状模式下，流域水土资源的变化。所建模型概念明确，形式简单，所需资料容易获得。以民勤绿洲为例，把土地利用的影响作为源汇项处理，根据土地利用模式对地下水时空变化影响的分析结果，提出了兼顾生态环境与经济社会两方面效益，以绿洲水土资源利用矛盾最小为核心目标的水土资源开发模式。以新疆三工河流域为例，把植被变化的影响作为源汇项处理，根据植被变化对地下水时空变化影响的分析结果，提出了兼顾生态环境与经济社会两方面效益，以重点调控绿洲内部垂向水分消耗、合理控制地下水开采为核心目标的水土资源开发模式。上述研究范例，从理论上解决了水利和水文地质部门长期以来有关地表水和地下水到底如何开始才算合理的争论，也证实了上述水土资源开发模式不但在经济上合理，而且具有良好的生态效益。