石羊河流域中下游地区地下水位动态特征及变化趋势

依据石羊河流域中下游地区64个观测点30年（1978-2007）的地下水位观测资料,定量分析了地下水位的季节性动态特征和多年变化规律及其分布地带,将季节性动态划分为径流、开采、灌溉一开采、蒸发4种类型,多年动态划分为快速下降、缓慢下降和基本稳定3种类型。采用灰色理论建立了所有观测点地下水位的灰色残差修JEGM（1,1）预报模型并进行了预报。预报至2010年,石河河流域中下游地区的地下水位仍将处于不断下降过程,但下降幅度较1978-2007年有所减缓,部分地带地下水位可能趋于稳定。预报结果对于改善流域特别是下游民勤绿洲的生态与环境将起到积极的影响。     

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。     

石羊河流域近46年来最高、最低气温时空变化特征分析

以1960～2005年石羊河流域月平均最高、最低气温资料为基础,采用气候倾向率、趋势系数、Kriging插值、Mann­Kendall突变检验、小波分析等方法对石羊河流域最高、最低气温的时空变化特征、突变特点和变化周期进行分析。结果表明： 近46年来石羊河流域最高、最低气温均有明显增温趋势,增温幅度存在季节差异,冬季增温最明显,夏季增温最弱; 增温趋势强弱的地域差异明显; 升温突变显著,突变时间存在一定季节差异,冬季最早,最低气温升温突变普遍早于最高气温,且显著性高于最低气温。最高、最低气温变化周期显著,最高气温存在4年的振荡周期,最低气温存在7～9年和4年的振荡周期。     

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。     

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.     

石羊河流域中下游绿洲土地利用变化与水资源动态研究

根据1986年和2000年的TM影像数据,利用地理信息系统(GIS)技术通过景观斑块的转移矩阵计算,分析了石羊河流域凉州区和民勤两个典型绿洲近15年来的土地利用变化;并利用不同时期中下游绿洲水资源量和开发利用程度,结合种植业结构,分析了该区域水资源利用动态变化。结果表明,耕地大量增加,凉州区和民勤绿洲分别增加了6302 hm2和36434 hm2,民勤绿洲林地大面积减少,2000年林地面积仅为1986年的55%,绿洲面积减少了23365 hm2;而中游凉州区绿洲面积却增加了8167 hm2;上下游用水量之比从20世纪50年代的1.612急剧增大到90年代的8.33,用水矛盾日益突出,下游水库来水量40年来下降达63.1%;地下水开采强度日益增加,机井分布密集,地下水位大幅度下降;种植业结构不合理,耗水量较大的粮食作物所占的比例过大。     

基于SD模型的石羊河流域中下游水资源承载力初步研究

在深入分析石羊河流域中下游＂水-生态环境-社会经济＂复合系统的基础上,运用系统动力学方法,建立了包括8个一级系统、27个状态变量、27个速率变量、65个辅助变量、31个表函数、41条反馈回路及191个SD（System Dynamics）方程的水资源承载力系统动力学模型.选取水浇地灌溉面积增长率、水浇地灌溉定额、水浇地灌溉水利用系数、菜田灌溉定额、菜田灌溉水利用系数等5个参数作为方案设计的决策变量,设计了四种方案,在对各方案水量供需关系模拟分析的基础上,以加大农业节水力度、平水年可供水量为约束条件,通过SD模型模拟计算了各规划年研究区可承载的水浇地灌溉面积及社会经济与生态规模.     

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.     

甘肃石羊河流域地质环境劣化经济损益分析及对策

本文通过对甘肃省石羊河流域水资源开发引起地质环境劣化的经济损失计算,分析了流域经济收益的16.39％为地质环境劣化经济损失所抵消;流域上中游地质环境劣化经济损失7.75％,而流域下游地质环境劣化经济损失为108.35％,说明中上游不断繁荣发展的同时,下游地质环境日益恶化,下游经济增长为零增长,是以牺牲地质环境为代价的。据此提出:流域统一管理,建立节省型经济,调整产业结构,进一步开源节流,建立水资源产业的政策建议。     

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.     

基于遥感分析的近20 a来人类活动对石羊河流域地表径流的影响研究

用归一化植被指数(NDVI)数据提取的农业绿洲NDVI累积作为人类活动因素综合,结合石羊河流域主要河流出山口水文站和下游控制站蔡旗水文站1981年10月至2003年9月平均径流资料,分析近20 a来人类活动,主要是中下游人工绿洲农业活动对石羊河流域地表径流的影响.结果表明: 近20 a来在出山口径流变化不大的情况下,下游蔡旗水文站的来水量明显减少;中游人工绿洲NDVI累积与蔡旗水文站径流量呈明显负相关,而与上下游径流差呈正相关,这表明可用NDVI累积数据代表人类活动因素分析其对径流变化影响的研究.1992年以后中游人工绿洲NDVI累积与上下游径流差相关关系明显好于1992年以前的关系,由此可见1992年以后人类活动对径流的影响要强于1992年以前.中游人工绿洲NDVI累积与上下游径流差呈正相关表明,中游人类活动直接导致下游径流量的减少,而下游绿洲NDVI累积的变化与下游河流来水量没有直接的关系,这可能与下游绿洲的发展依靠地下水的过渡开采实现,这种方式的绿洲发展可能难以长期维持.农业绿洲NDVI累积趋势分析表明,中游农业绿洲有向外扩张趋势,而下游民勤农业绿洲有东退西进之势.     

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。     

基于MIKE BASIN的石羊河流域水资源管理模拟模型

水资源高效管理是提高水资源动态管理的有效方式,是实现地表水、地下水、再生水等多水源联合调配,提高水资源利用效率的综合管理措施,为水资源合理配置和高效利用提供技术支撑。以石羊河流域为研究对象,基于MIKE BASIN模型,根据研究区降水、蒸发和用水等资料,建立了石羊河流域水资源管理模型,模拟了石羊河流域径流量、水库和灌区需用水量变化特征。从模拟结果可以看出,所建立的水资源管理模型是正确的,选取的参数和计算的结果基本合理,模拟结果总体上反映了流域水资源变化状况,符合石羊河流域水资源的实际情况。通过模型预测了2015与2020年流域需水量,从预测结果可以看出,2015年较2010年减少23 572,19×10~4m~3,2020年较2015年减少20 926,77×10~4m~3,说明整体上流域需水量呈下降趋势。     

石羊河流域冰川变化与地形因子的关系探究

以甘肃省石羊河流域为研究区,运用GIS和RS技术结合人工目视解译,提取了1995年、2002年、2009年、2015年、2016年5期遥感影像冰川边界信息。结合DEM数据提取了坡度、朝向、海拔三个地形因子。基于相关性分析与地理探测器的方法,对冰川变化与地形因子进行了相关分析,并研究了冰川变化与地形因子之间的空间关系。结果表明：（1）该地区冰川年均面积变化率由1973-1995年的-1.27%·a^-1变为2015-2016年的-2.87%·a^-1,消融速度加快,面积小于0.1 km²的小冰川消融显著;（2）石羊河流域冰川分布主要的朝向是N、NE、NW,朝向与冰川变化具有一定相关性,南坡退缩较快;（3）坡度与冰川变化呈异向相关,海拔高度控制着冰川的消融速度,低海拔冰川的退缩幅度更大;（4）地形因子对冰川变化空间分异的影响显著不同,海拔是冰川变化空间分异最重要的控制因素,其次是朝向,最后是坡度。