河西内陆河流域的水循环分析

通过对我国西北内陆区水循环分析,剖析了河西内陆河流域的水循环特点,即在山区形成水资源、在平原散失水资源和在人工绿洲区产生二元结构;揭示了流域内的水资源以水循环为纽带,相互转化并互相联系;并对山区消耗水量,走廊、盆地、人工绿洲建设引起的地表水与地下水转化的变化和消耗水量的增加,以及内陆河下游水分亏缺问题作了分析评价;并提出了要传递流域水循环整体概念、评价山区与平原绿洲之间的局地水循环、实现在西部开发中实施内陆河流域综合治理的良性循环等问题的讨论。     

西部干旱区内陆河流域脆弱生态环境研究进展——以新疆塔里木河流域为例

干旱区内陆河流域的脆弱生态环境是在长期的演变过程中形成的。人类对自然资源，特别是水资源的不合理利用，加剧了脆弱生态环境的演变过程，影响了干旱区的生态安全。从国内外脆弱生态环境研究进展状况以及以塔里木河流域为典型代表的干旱区内陆河流域自然地理特征分析中，揭示了脆弱生态环境的特征及演变规律。近一个世纪以来，人们针对内陆河流域的人与环境问题、水资源问题（包括水文地质、水资源变化特征、水环境变化特征）、气候以及自然地理学领域做了大量的研究工作。随着国家西部发展战略的逐步实施，干旱区内陆河流域将成为西部地区重要的资源开发与经济发展潜力巨大的地区。     

祁连山与河西内陆河流域绿洲的大气水循环特征研究

祁连山和河西走廊地区为西风带、青藏高原季风、东南季风三个大气环流系统的耦合区,其内陆河流域的大气水循环特征受大气环流影响比较显著.根据已公布文献提供的资料,分析了祁连山区年平均降水与海拔和大气环流影响系统之间的关系,研究了祁连山发育的内陆河流域的绿洲水平空间尺度的分布特征,探讨了海拔和绿洲植被密集度对绿洲地表蒸发力的影响,揭示了绿洲单位面积耗水量与绿洲灌溉率之间的关系.最后,讨论了内陆河流域绿洲的特点以及开发和保护的思路.     

黑河流域水环境演变及其驱动机制研究进展

基于近几十年来诸多学者对西北干旱区典型内陆河流域——黑河流域水环境演变诸方面研究成果,综述了上游山区成水环境、中游绿洲用水环境和下游荒漠天然绿洲水成环境在不同时间尺度上的演变过程及其驱动机制。通过对各种古环境代用指标的对比研究表明：在大尺度上,流域上下游表现出阶段性的一致性水环境演变趋势;在小尺度上,则表现水环境演变的时空异质性。驱动机制方面,在空间上,流域上、中、下游水环境演变的气候变化和人类活动影响驱动作用各有侧重;在时间上,表现为不同尺度上气候变化与流域人类活动耦合作用的驱动机制。     

利用SEBAL和改进的SEBAL模型估算黑河中游戈壁、绿洲的蒸散发

蒸散发是干旱、半干旱地区内陆河流域水分消耗的主要途径, 利用遥感估算流域尺度上的蒸散发对内陆河流域水循环和水资源的合理利用具有重要的指导意义. 基于2012年开展的黑河流域生态-水文过程综合遥感观测联合试验(HiWATER)的观测资料和高分辨率的ASTER影像, 分别利用 SEBAL 模型和改进的SEBAL(M-SEBAL)模型估算黑河中游不同时期戈壁、绿洲等不同下垫面的蒸散发, 通过涡动观测数据对比分析了SEBAL模型和M-SEBAL模型估算戈壁、绿洲蒸散发的精度. 结果表明: SEBAL模型在绿洲低估感热通量, 高估潜热通量; 在戈壁高估感热通量, 低估潜热通量. M-SEBAL 模型充分考虑不同下垫面地表辐射温度与植被覆盖度之间的关系, 能很好地反映不同植被覆盖区域的湍流通量的异质性, 估算黑河中游戈壁、绿洲蒸散发的精度高于SEBAL模型.     

内陆河流域水文过程研究的一些科学问题

水科学研究的发展,对水文科学提出了新的挑战,即如何在流域、区域和全球尺度进行学科交叉、综合集成和协同研究,从而更全面地认识水在地球资源和环境变化中的作用,认识水圈及其与大气圈、岩石圈和生物圈的相互作用。为了解内陆河流域水文循环和水量平衡各分量之间的变化和转化关系及其与生态和环境之间的相互作用,以及对全球变化和人类活动的响应和反馈,基于内陆河流域上游山区径流形成区、中游人工绿洲水资源开发利用区和下游荒漠绿洲径流散失区的流域水文循环特征,从能水通量、生态和生物地球化学过程讨论了山区水文过程;从生态水文、尺度转换、阈值和反馈讨论了水文和植被的相互作用;从国外提出的关键作用带的概念讨论了内陆河流域地下水—土壤—植被作用层的水文过程。提出了开展内陆河流域水文过程观测和研究的基本框架。     

黑河流域节水生态农业与流域水资源集成管理研究领域

概述了中国内陆河流域面临的水问题和日益激化的用水矛盾,强调了内陆河地区支柱产业--绿洲农业应该坚持节水和生态的方向,流域集成管理是持续农业的基础.长期从事该方面研究的黑河流域是个较好借鉴,同时也提供了深入开展相关研究的基础,为此提出了以黑河流域为背景的四大研究流域:水文、生物、经济系统水循环与水资源形成演变,节水农业的生物学研究与抗旱品种繁育,农业节水新材料研发与工程节水技术集成,水资源合理配置与流域集成管理;并简述了各领域的主要方向.     

河西内陆河流域水资源转化分析

分析河西内陆河流域的水循环二元结构,揭示了各自水量转化特点及相互联系;对山区消耗水量,走廊盆地人工绿洲建设引起的地表水与地下水转化的变化和消耗水量的增加,以及内陆河下游水分亏缺问题作了评价.提出了理解流域水循环整体概念,评价山前平原水资源消耗的影响,在流域水资源开发利用中改善水资源转化.     

黑河流域节水生态农业与流域水资源集成管理研究领域

概述了中国内陆河流域面临的水问题和日益激化的用水矛盾,强调了内陆河地区支柱产业——绿洲农业应该坚持节水和生态的方向,流域集成管理是持续农业的基础。长期从事该方面研究的黑河流域是个较好借鉴,同时也提供了深入开展相关研究的基础,为此提出了以黑河流域为背景的四大研究流域：水文、生物、经济系统水循环与水资源形成演变,节水农业的生物学研究与抗旱品种繁育,农业节水新材料研发与工程节水技术集成,水资源合理配置与流域集成管理;并简述了各领域的主要方向。     

中国西北内陆河水问题及其应对策略——以黑河流域为例

中国被联合国列为13个贫水国之一,占国土面积1/3的内陆河地区先天性的水资源不足,再叠加不合理的利用,使得水问题成为西北内陆河流域经济发展和生态保护的关键性问题.以黑河为例论述了流域尺度的水、土、生态、环境及管理问题;提出缓解流域水资源矛盾必须在流域尺度提高水效益的适应对策;讨论了绿洲灌区水资源利用率提高的4个环节,即灌溉水向土壤水转化、土壤水的生物利用、生物水的生产率以及市场需求的产业配置;展示了水源涵养、节水型绿洲建设、生态水利用率提高的部分实例;分析了水资源的社会化管理的阶段、问题与途径,强调流域虚拟水配置战略,指出提高流域水-生态-经济综合效益仍有较大潜力.     

Groundwater simulation using a numerical model under different water resources management scenarios in an arid region of China

Groundwater plays an important role in the economic development and ecological balance of the arid area of northwest China. Unfortunately, human activity, for example groundwater extraction for irrigation, have resulted in excessive falls in groundwater level, and aquifer overdraft in the oasis, disrupting the natural equilibrium of these systems. A groundwater numerical model for Minqin oasis, an arid area of northwest China, was developed using FEFLOW software to simulate regional groundwater changes under transient conditions. The vertical recharge and discharge (source/sink terms) of the groundwater models were determined from land-use data and irrigation systems for the different crops in the different sub-areas. The calibrated model was used to predict the change for the period from 2000 to 2020 under various water resources management scenarios. Simulated results showed that under current water resources management conditions groundwater levels at Minqin oasis are in a continuous drawdown trend and groundwater depth will be more than 30 m by 2020. Reducing the irrigation area is more effective than water-saving irrigation to reduce groundwater decline at Minqin oasis and the annual groundwater budget would be −0.978 × 10⁸ m³. In addition, water-diversion projects can also reduce the drawdown trend of groundwater at Minqin oasis, and the groundwater budget in the Huqu sub-area would be in zero equilibrium if the annual inflow into the oasis was enhanced to 2.51 × 10⁸ m³. Furthermore, integrative water resources management including water-diversion projects, water-saving irrigation, and reducing the irrigation area are the most effective measures for solving groundwater problems at Minqin oasis.     

民勤绿洲水资源利用的综合效益评价

水资源利用是民勤绿洲发展兴衰的关键影响因素. 将民勤绿洲水资源利用的历程划分为三个典型时期——"以粮为纲"时期、改革开放时期、生态保护时期, 并以其作为研究的特征时期, 建立了民勤绿洲水资源利用综合效益评价的数学模型. 利用网络层次分析法确定各项指标权重, 基于网络层次分析法的运算结果, 对民勤绿洲水资源利用的综合效益进行了定量评价, 结果表明: "以粮为纲"时期, 生态效益开始下降, 水资源利用的效果欠佳; 改革开放时期, 经济效益和社会效益均明显增长, 但生态效益出现新一轮下降, 水资源利用的效果有利有弊; 生态保护时期, 尤其是石羊河流域重点治理规划实施之后, 生态、经济和社会效益都开始上升, 水资源利用的效果相对最佳. 评价结果旨在为类似地区水资源利用政策措施的改进提供决策依据.     

干旱地区内陆河流域水文问题的研究实践与展望

过去，干旱地区内陆河流域水文研究主要偏重于山区水文，注重山区来水及径流分析，而很少涉及灌区问题和生态问题，对绿洲水文和荒漠水文的研究十分缺乏。以新疆为例，通过对干旱地区河流的基本特征和水文机理的分析研究，从径流形成、水资源开发利用、生态环境保护三位一体，即从全流域水文循环的角度出发，提出了以山区水文、绿洲水文、荒漠生态水文为三大构成要素的干旱地区内陆河流域水文系统的新概念，并基于干旱地区内陆河流域水文问题的研究实践，提出了各自领域的研究内容和方向，进一步拓宽了水文问题的研究领域，对水文学科的研究与发展提出了新的思路，注入了新的内容。     

美国海岸带自然资源与生态损害评估及修复工作对中国的启示

海岸带是位于海陆结合部的复杂环境系统,是人类活动最集中的地区。中国大陆海岸线约18000km,涉及沿海11个省,由于经济社会高速发展,海岸带地区的人口、资源、环境矛盾日益突出,面临海岸带资源无序开发、水土污染、滨海湿地退化、海岸侵蚀、地面沉降等一系列生态环境与灾害地质问题,已成为影响生态文明建设的主要问题之一。因此中国持续加大海岸带生态环境保护力度,并提出实施重要生态系统保护和修复重大工程、强化湿地保护和修复等政策措施。美国国家海洋和大气管理局主导的海岸带损害评估及修复计划已实施了近30年,并取得了显著效果,其完善的法律制度体系、规范的损害评估和修复程序、数据集成管理和共享应用等成功经验值得学习借鉴。建议加快完善中国海岸带生态环境损害评估与修复的技术方法体系和制度体系、有序开展海岸带自然资源和生态环境调查、加强海岸带及滨海湿地等重要生态系统的演化和修复技术研究与示范,并构建统一的海岸带基础调查数据库、建立海岸带监测预警体系。     

新疆水资源问题研究与思考

新疆地处干旱内陆区,水资源相对匮乏,未来社会经济发展与生态环境保护面临严峻的水资源瓶颈制约。本文系统分析了新疆水资源及主要生态环境特征,综合评价了水资源开发利用现状及存在的主要问题,并就新疆可持续发展中水资源面临的挑战进行了研究探讨,针对新疆水资源配置、高效利用中存在的问题以及气候变暖水资源及生态环境的影响,提出了具体解决办法和应对措施,对于实现新疆水资源可持续利用、优化配置具有重要的指导意义。     

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。     

西北绿洲的水资源合理开发利用—以青海省格尔木—诺木洪山前绿洲为例

在西北干旱地区，整个生态环境非常脆弱，而水又是维系绿洲区生态环境的重要保证。因此，绿洲的水资源开发利用应充分考虑当地生态环境的可持续发展，根据这一原则，我们在青海省格尔木－诺木洪绿洲进行了该地区的水资源合理开发利用研究。     

喀斯特断陷盆地水资源高效开发利用模式构建

在调查研究典型喀斯特断陷盆地水文地质特征、地表水文过程、“五水”转换及水资源均衡,研发地下水高效开发利用、地表水调蓄、水污染风险评估与水质修复、农田节水灌溉及土壤保墒、水资源优化调控等系列技术的基础上,以可持续发展和系统科学理论为指导,构建了喀斯特断陷盆地水资源高效开发利用模式,包括理论与技术支撑体系和开发利用工程体系两个层次。前者的基本构成及内涵为:水资源高效开发利用工作流程、理论依据及技术支撑,是模式的理论与技术内涵;后者为沿着盆地地表、地下水的形成、运动和转换过程,从上游山区到下游河谷区,逐级分区部署的水资源开发利用工程体系,工程布局做到因地制宜、科学合理,大、中、小、微型并举,集中供水与分散供水兼顾,同时系统推进水质修复、水循环利用、节约用水等措施,实现水资源的高效和可持续开发利用。      

Construction of ecological environment of oasis in Qingtongxia Irrigation District

Oasis is the core area of social and economic development in the arid western regions, and is also a territory with prominent ecological environmental problems. Because of the unreasonable development and utilization of soil and water resources, the ecological environment of oasis in Qingtongxia Irrigation District is threatened by soil salinization, shrinkage of lakes and wetlands, and deterioration of water environment. As for these environmental problems, the direct cause is the loss of regulation of groundwater depth or serious pollution of water caused by man-made irrational exploitation, and the root cause lies in shortage of water resources and unreasonable allocation of water resources. In this regard, it is believed that the primary task for the construction ecological environment of oasis in Qingtongxia Irrigation District is to adjust the allocation structure of water resources and to ease the contradiction between supply and demand of water resources, for which the direct means is to carry out dynamic control of water and salt based on the ecological landscape structure and land type in the Irrigation District in accordance with local conditions.     

Quantitative Analysis of Natural and Human Factors of Oasis Change in the Tail of Shiyang River over the Past 60 Years

The human and natural factors complicit in the driving forces of oasis change have always received considerable interest from the international research community. In this study, we used principal component analysis of natural and socio-economic statistical factors to quantitatively analyze the causal relationships and their contributions to the observed periodic expansion or shrinkage of the Minqin Oasis over almost 60 years. Our results show that human factors were the dominant factors governing expansion or shrinkage, with average contributions of 69.38% and 76.16%, respectively. Moreover, policy decisions have been the pivotal human factors. Under the influence of various policies, we have found that water resource utilization, land reclamation, population explosion, ecological protection and economic development have each played leading roles in different periods. This study provides a scientific basis for modelling the dynamics of an oasis for sustainable management.