甘肃省石羊河流域水环境劣化的反思

一、自然环境及水资源概述石羊河位于甘肃省河西走廊东段,流域面积4.1万km~2.上游祁连山区属高寒湿润--亚湿润--亚干旱区,年平均降水量500～700mm,蒸发量800mm左右,是石羊河流域的水资源补给区.中下游属于河西北部温带干旱区,年平均降水量150～250mm,蒸发量800～1800mm,是石羊河流域水资源径流区和排泄区.石羊河水系常年流水的河流有8条,自西向东为西大河、东大河、西营河、金塔河、杂木河、黄羊河、古浪河、大靖河,它们于洪水河口汇集后,称为石羊河.平均年径流量16亿m~3.     

甘肃河西石羊河流域出山径流分析及来水预测

径流量是水资源规划、利用、管理、调度的重要依据。根据石羊河流域的实测径流资料统计分析得到：流域地表水资源量为15.52×10⁸ m³;流域各代表站出山径流的C_V值在0.15~0.35之间,年极值比在1.77~14.20之间,呈现出从西向东逐渐增大的空间分布特性。运用加法模型对石羊河流域径流量进行预测,结果表明未来4年内为丰水年。     

甘肃省石羊河流域水资源与环境经济综合规划研究

甘肃省石羊河流域位于西北内陆干旱区，水资源勘查程度和开发利用程度很高，目前水资源产生危机和环境劣化，本研究利用费用效益分析，投入产出分析，系统动力学仿真模拟等方法，对流域水资源与水环境经济进行综合规划。提出了解决流域水资源危机的基本途径和有关政策建议。     

石羊河流域地下水水质状况及演变趋势分析

石羊河流域水资源严重不足,过度开发利用,进入下游地区地表水量逐渐减少,地下水位普遍持续下降,导致河湖干涸、林木死亡、草场退化、沙尘暴肆虐、河流及地下水污染等一系列生态环境问题。依据流域内154眼地下水井的水质监测资料,对流域地下水水质现状进行评价,分析流域地下水质量在空间上的分布及变化状况。分析结果,整个流域受到污染,提出加强综合治理保护地下水资源已非常迫切。     

石羊河流域蒸发量变化特征及影响因素分析

利用Mann-Kendall、小波分析和灰色关联度法,分析了石羊河流域6个气象站1959～2005年蒸发量变化特征及主要影响因子.研究结果表明:石羊河流域47a平均蒸发量呈下降趋势,蒸发突变点大约发生在20世纪60年代、80年代中后期和2000年左右,夏季和春季蒸发量减少幅度较大是年蒸发量减少的主要原因;蒸发量的空间分布与其减少趋势的空间分布均呈西南-东北的增加变化特征,这与流域下垫面情况和气象因子密切相关;蒸发量有28a和20a的周期变化,其内还包含有10～14a的小周期变化;影响蒸发量的主要气候因子中,气温、日照时数和风速与蒸发量的关联度较大,平均气温和日照时数呈显著上升趋势,平均风速表现为显著下降趋势,降水、相对湿度和水汽压变化较弱,平均风速的明显减少可能补偿了气温和日照时数增加引起蒸发量的增加,导致蒸发量的减少.     

石羊河流域水质监测中挥发酚的测定方法及成果分析

挥发酚属于一类重要污染物,对生态环境和人体健康会产生严重危害,所以被列为水质监测的必检项目之一。石羊河是甘肃河西走廊三大水系之一,流域内水质的好坏直接影响着武威市的水资源可持续利用和社会经济发展。通过对石羊河流域20个地表水监测点水样中的挥发酚进行测定,检测结果表明:各监测点挥发酚含量在0~0.001 5 mg/L之间,挥发酚污染少,均达到《地表水环境质量标准》(GB838-2002)I类水质标准及《生活饮用水卫生标准》(GB5750-2006)的水质标准(0.002mg/L),流域水质总体较好。随着城市化进程的加快和水污染状况的日益严峻,应重视生产和生活污水的有效治理,不断提高挥发酚的监测精度,为保证水质监测工作的准确性提供依据。     

石羊河中下游流域水环境化学特征研究

选取石羊河中下游流域的河水为研究对象,通过对三个监测站一年的数据进行对比分析研究石羊河中下游流域水环境化学特征并且进行水质评价。结果表明,在石羊河中下游流域水质中,HCO3-、SO42-和Ca2+含量较高,水质属于偏碱性的中等矿化度水,并且矿化度随HCO3-的增加而增加;下游河水的p H值、总硬度、矿化度及水中主要离子含量均达到GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》或GB3838-2002地表水环境质量标准Ⅳ类水质标准要求,水质较好。但中游水质较差,没有达到以上标准。     

石羊河流域植被指数时空变化及荒漠化遥感监测

利用SPOT VGT NDVI数据对石羊河流域1999—2010年期间植被覆盖的时空变化进行了研究,并基于像元二分模型求算植被覆盖度,以植被覆盖度为指标对研究区荒漠化程度进行定量监测与评价。结果表明:12年来石羊河流域植被覆盖度整体呈增加的趋势,增加速率为0.003 2 a-1。植被改善的面积远大于植被退化的面积,植被改善区域的面积为11 130 km2,占研究区总面积的26.45%,主要分布在金昌、永昌、民勤、武威东部以及古浪的西北部地区;植被退化区域的面积为3 546 km2,占研究区总面积的8.43%,主要分布在天祝藏族自治县的东部和古浪南部的乌鞘岭地区。荒漠化土地面积整体呈下降的趋势,极重度荒漠化土地明显减少,转化为重度荒漠化;非荒漠化土地的增加主要以绿洲的扩张为主。     

石羊河流域城镇化用地空间扩展分析

石羊河流域是流域经济社会可持续发展研究的重点区域之一。为找出流域城镇化用地空间扩展的机理,从社会经济、区位交通、生态约束出发,开展了城镇空间扩展用地评价与预测研究。首先,利用改进的土地适宜性评价方法,找出城镇扩展可能性和各乡镇适宜性高值区的空间格局,发现其主要位于流域中部绿洲生态功能区,沿G30高速公路和312国道分布,以县城/城区为中心呈星形扩散。然后,利用经过精度检验的土地转化模型（LTM）,在适宜性评价因子的基础上模拟城镇扩张。结果表明：凉州区和金川区为流域发展的"两核",312国道天祝至永昌段、211省道凉州至民勤段、212省道永昌至金川段为流域发展的"三带"。上述结果可为政府制定流域发展规划提供参考。     

石羊河流域表土孢粉与植被的关系

通过对石羊河流域不同植被带76个表土样的孢粉分析, 研究了该流域各植被带的表土孢粉组合及主要植物花粉与其植物比例的关系. 结果显示: 石羊河流域各科属孢粉与植物之间的关系复杂, 同一科属孢粉在不同植被带中的代表性也各有差异, 所以某科属孢粉的代表性问题需要在不同植被带中分别讨论. 森林带的云杉属花粉和流域自身的大气环流状况是影响流域表土孢粉组合及各科属花孢粉与植物关系的主要因素.     

石羊河流域中下游近40a地下水位动态特征分析

石羊河流域位于河西走廊东部,是中国西北最发达的经济区域,也是甘肃省内水资源最紧张、用水矛盾最尖锐、生态环境不断恶化的地区之一。依据河西走廊石羊河流域中下游64个观测点1977～2015年地下水位观测点时间序列观测资料,在深入阐述研究区地下水位季节性及多年动态特征、类型和平面分布规律的基础上,利用Kendall秩次相关系数和Hurst指数分别分析了研究区地下水位的趋势性和持续性特征。根据计算数据,分析了研究区域地下水位下降的原因。结果表明：石羊河流域平原地带绿洲区和绿洲区外围地下水位的趋势性和持续性各不相同,地下水位的年均值与月均值都通过了显著性检验,呈不断的下降趋势,绿洲区地下水位下降幅度、下降趋势大于绿洲区外围,并具有较强的持续性,且绿洲区地下水位下降的持续性比绿洲区外围更强。     

天水市主要地质环境问题及防治对策研究

天水市位于甘肃省东南部,区内地质环境背景条件复杂,人类工程活动对地质环境的扰动不断加剧,市区经济发展面临着多种地质环境问题的制约,其中以地下水资源衰减、地下水污染、地质灾害以及特殊土地质环境问题最为突出。本文在研究上述地质环境问题的基础上,对地质环境问题造成的经济损失进行了评估,提出了环境地质问题防治对策。     

10ka BP来石羊河流域气候演变特征分析

根据石羊河流域及周边地区的大量研究结果分析,整理和建立了10 ka BP来石羊河流域气候演变序列,可以划分出主要的7个气候湿润期和6个干旱期.近50 a以来石羊河流域气候干旱化趋于显著,有4个主要特点:1971—2000年比1951—1980年平原绿洲地区年平均降水(气温)增加(正常);高山和沙漠边缘地区降水量减少(气温正常或偏高);大部分地方年平均蒸发量普遍减少10～131 mm;年平均沙尘暴、雷暴日数减少.     

石羊河流域水资源对气候变暖的响应及对生态环境的影响

近46年来石羊河流域的气温呈持续升高趋势,1994年显著变暖.与变暖前相比,年平均气温偏高1.0℃,线性增温速率快7倍.显著变暖后,流域年降水增加了15%(约15.8 mm),出山口径流却呈略减少趋势(约2.2亿m3),地下水位也在快速降低.出山口径流的略减少发生在上游山区年降水量减少的大背景下,人类活动是影响流域中游地表径流利用量和下游可利用量变化的主要原因.对植被的监测表明,以荒漠草甸和沙生植被为主的稀疏植被面积在快速减少,同时还存在植被类型的退化现象,植被覆盖面积和地下水位埋深两者呈显著负相关.受气候变化和人类活动的共同影响,石羊河流域的生态环境正在趋于恶化.     

1980-2010年石羊河流域生态服务类型变化与分析

根据石羊河流域1980年、1990年和2010年三期遥感影像数据,基于GIS技术方法,分析了石羊河流域各县市的土地利用方式变化情况。评估了流域主要生态系统生态服务价值量,分析了30 a来流域生态系统服务价值在时间和空间上的变化。结果表明：过去30 a来,石羊河流域的土地利用变化主要以耕地、草地、未利用土地的变化为主。石羊河流域生态系统服务的总价值呈减少趋势,生态服务价值在空间分布上表现为下游呈增加趋势、中上游表现为减少趋势。流域下游生态服务价值增加的主要原因是流域生态保护与恢复措施取得了显著成效。     

生态文明背景下的石羊河流域水资源及水环境研究方向

石羊河流域是我国西北干旱地区一个重要的内陆河流域,由于城镇化及工农业经济的快速发展所导致的对水资源过度开发利用的影响,引起了一系列生态环境问题,已经成为制约流域生态文明建设和经济社会可持续发展的瓶颈。本文在分析流域水资源及水环境存在的问题的基础上,提出了流域水资源与水环境研究方向。上游开展水源涵养区水资源调查评价与水环境研究、中下游开展平原区水资源潜力评价及水环境调查、腾格里沙漠开展地下水勘查及研建石羊河流域平原区水资源管理与信息系统四个方面的工作方向,并提出了具体的目标任务和详细的技术路线与技术方法,以期实现石羊河流域生态保护和高质量发展的目标。     

石羊河流域水文要素变化特征分析

选取石羊河流域永昌、肃南、天祝、古浪、武威、民勤6个气象站1961～2000年的降水、蒸发资料及黄羊河水库、杂木寺、南营、四沟嘴、古浪、沙沟寺、插剑门、大靖峡水库、红崖山水库9个水文站1961～2000年的径流资料,运用距平分析法和Kendall秩次相关法对流域水文要素的时程变化特征进行了分析。研究结果表明:石羊河流域降水、蒸发年内分配不均,但年际变化不大;降水集中于6～9月份,占全年的65%以上,蒸发集中于5～8月份,占全年的54%。径流的年内分配与降水一致,集中于6～9月,占全年的58%。径流的年际变化呈明显减少趋势,尤以红崖山水库入库流量减少最为显著。     

石羊河流域及其典型绿洲景观动态变化研究

根据1986年和2000年的TM影像数据,利用GIS技术和景观结构分析软件FRAGSTATS,分别在类型和景观两个水平上分析了石羊河流域及武威和民勤两个典型绿洲近15a来的景观结构变化.结果表明:在整个流域水平上,虽然发生了景观结构的空间变化,但总体上相对稳定.在典型绿洲区,特别是民勤绿洲景观格局的变化较大,表现为景观的破碎化,形状的简单化和景观多样性的降低,以及耕地、沙地的增加和林地、草地的显著减少,沙漠化趋势加剧.     

石羊河流域民勤绿洲生态需水与生态建设

分析石羊河流域现状水和生态问题,总结产生流域水与生态问题的根源。在分析石羊河流域下游地区生态系统组成的基础上,推算下游民勤绿洲生态系统生态需水。同时讨论石羊河流域下游民勤绿洲保护的对策和措施,提出建立节水型"社会—经济—生态"复合大系统的创新思想。最后,创新性地提出在石羊河地区建立生态特区的意义,为本地区发展和生态保护提供另一种思路。