民勤盆地地下水资源开采潜力评价

民勤盆地位于我国甘肃省河西走廊石羊河流域的下游,上个世纪九十年代以后,该区域由于地下水大规模的开采,造成了水质恶化、植被退化、沙漠入侵等一系列的严重的生态和环境问题。为准确评价民勤盆地的地下水资源开采潜力,采用相对完整的地下水综合潜力评价方法,对民勤盆地地下水开采潜力进行定量评价。结果表明,民勤盆地地下水开采潜力指数P为1.16,潜力系数为1.18,地下水综合潜力模数为0.31,从综合地下水开发利用现状来看,地下水潜力一般,地下水开发利用处于临界值,地下水开发利用在保证当地国民经济规划用水中已处于极限状态。为今后地下水资源开发利用提供依据,保证民勤盆地生态环境安全。     

民勤盆地地下水供需分析及对策

本文分析了民勤盆地水文地质条件和地下水资源的特点、开发现状,阐述了地下水开发利用中存在的主要问题.在此基础上提出了民勤盆地地下水开发利用的对策与建议.     

地下水资源最优开采灰色局势决策方法

本文根据灰色局势决策方法，按照最大效果测度原理确定民勤盆地地下水资源的最优开采方案。     

灰色预测模型与地下水管理模型的耦合技术

本文以甘肃省民勤盆地为例.根据灰色预测理论推导出了地下水矿化度和开采量之间的线性关系,并将其直接耦合于地下水管理模型中,同时对该区地下水开采量进行了优化分析。     

民勤绿洲天然植被生长与地下水埋深变化关系

甘肃石羊河流域民勤盆地水资源短缺,生态环境脆弱,弄清地下水埋深与天然生态植被生长的关系,是精准调控地下水开采、针对性制定生态保护政策的重要理论依据。利用民勤盆地2000—2017年LANDSAT遥感数据,计算归一化差值植被指数（NDVI）年均值,结合85眼监测井的地下水埋深实测数据,分析了植被生长与埋深的关系。结果显示：研究区植被NDVI较低,多年均值约0.1,2012年后NDVI趋于增大,反映人工造林等措施成果明显。地下水埋深总体趋于增大,2008年后增幅减缓,目前埋深西部大于20 m,东部、北部小于20 m。区内适宜植被生长的埋深范围为2.5~3.9 m,多年平均适宜生态水位约2.66 m;埋深小于4 m时,NDVI与埋深表现为高度负相关(R<-0.8),即埋深越小,NDVI越高;埋深大于4 m时,两者无明显关系。较前人成果,文章从长序列时间、盆地空间尺度分析了民勤绿洲区天然植被生长与地下水埋深的变化,得到浅埋区生态水位,进而圈定了生态治理重点靶区。     

西北地区干枯湖床沉积粒度组成与东亚沙尘天气

调查了准噶尔盆地玛纳斯湖、阿拉善高原居延泽及民勤盆地猪野泽等北方众多的现代干枯湖泊,重点分析了干枯湖床沉积物粒度组成。干枯的玛纳斯湖、古居延泽以及民勤盆地古猪野泽沉积物粒度分析结果表明,干枯湖床的地表湖相沉积物粒径小于10μm的颗粒占60%以上,干涸湖床上沙质草原地表也含有大量小于10μm的粘土颗粒,含量接近50%;而弃荒土地地表细颗粒物质散失迅速,民勤盆地弃荒土地地表粘土含量仅存不到13.9%。中国西北地区活动沙丘粒度组成小于63μm粒径的颗粒很少,小于10μm的颗粒微乎其微。因此西北沙漠地区活动沙丘沙对华北或华东地区影响相对较小。认为沙尘暴、扬沙或浮尘天气虽然多发生于中国西部沙漠、阿拉善高原沙区、河西走廊北部沙区以及蒙古东部、中部地区,但由于粗颗粒沙扬起高度与搬运距离有限,真正影响整个华北、华东地区的沙尘物质是小于63μm的粉砂级别的颗粒,特别是小于10μm的粉尘。认为影响东亚地区的粉尘天气物源不仅是中国西部的内陆沙漠、沙地,更重要的是干枯的湖泊、弃耕的荒地与裸露的沙砾草场。     

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.     

末次盛冰期和全新世大暖期中国季风区 西北缘沙漠空间格局重建初探

通过实际考察和总结分析位于中国季风区西北缘的腾格里沙漠、巴丹吉林沙漠以及共和沙地的地层年代资料,初步确定这些沙漠/沙地在末次盛冰期和全新世大暖期的空间范围。结果发现,在末次盛冰期腾格里沙漠扩张到了香山北麓和祁连山北麓,东至贺兰山前,向西覆盖了整个民勤盆地,面积至少扩大了28.8% ; 巴丹吉林沙漠南到北大山,东至雅布赖山,北部覆盖了整个额济纳盆地,面积扩大了39.0% ; 共和盆地沙地流沙面积至少扩大了19.8%。在全新世大暖期,腾格里沙漠南部边界向北退缩了20km左右,共和盆地沙地流沙大范围固定成壤。     

石羊河流域地下水盆地分区划分研究

石羊河流域属严重缺水的内陆河地区,流域水资源开发利用严重超过其承载能力,部分区域地下水利用达到174%,致使流域地下水位快速下降,天然植被枯萎死亡,土地沙漠化、盐渍化进程加快,生态十分脆弱,严重危及居民生存。本文基于流域地质结构和水文地质状况,按照地质结构、地下径流特性,对流域地下水盆地进行分区划定,并对流域水资源量进行计算评价,结果表明:石羊河流域地下水主要划分为大靖地下水盆地、武威地下水盆地、永昌地下水盆地、民勤地下水盆地、昌宁地下水盆地和潮水东地下水盆地,经流域地下切面计算和抽水试验验证,区内地下水降水入渗补给量为0.937亿m^3/a,侧向径流补给量为0.086亿m^3/a,合计地下水天然补给量为1.023亿m^3/a。相对误差为0.033亿m^3/a,绝对误差3.23%,分析较为准确,地下水盆地分区合理。研究结果为流域地下开采与保护提供了科学支撑。     

民勤盆地矿化度与视电阻率关系研究

影响地下水矿化度的因素较多,并且相互之间存在着控制作用。地层岩性的电阻率与地下水矿化度之间存在着非线性的反比例关系,而且不同地区的控制作用不同。本文通过研究民勤盆地水文测井的视电阻率资料,分析水质,建立了二者之间的数学模型表达式。对预测本地区地下水水质,指导钻探成井,避免成井风险具有十分重要的意义。     

甘肃民勤绿洲沙漠化防治新对策

利用卫星遥感图像分析了民勤绿洲环境恶化的主要原因 ,提出目前除了要实行以往科学家所倡导的种种治理方案外 ,还应在民勤西北部雅布赖山的两个缺口处一带集中种植防护林并修建人工防护墙的新见解     

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。     

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.     

Temporal variations of sandstorms in Minqin oasis during 1954–2000

The purpose of this present study is to investigate in detail the frequency and variation of sandstorms in the Minqin oasis. Using daily observational data from sandstorms and other meteorologic data from 1954 to 2000, the relationship between a sandstorm and meteorological parameters and human activities, which can be used for daily weather forecasting, have been illuminated. The results of the analysis show that sandstorms have a clear daily and monthly variation. Monthly mean and annual mean duration of sandstorms in the Minqin oasis coincide well with the frequencies of sandstorm occurrence.     

The temporal change of driving factors during the course of land desertification in arid region of North China: the case of Minqin County

Taking the key research area in the arid region of North China—Minqin County—as a case, this paper analyzes the main factors impacting land desertification. Based on factor analysis method and the collection of data in the last 50 years, this paper researches the spatial changes of driving factors during the course of land desertification in Minqin, Gansu Province. The results of factor analysis indicate that the driving force of human factor on land desertification accounted for 56.33% in 1956–2004 and for 66.19% in 1981–2004, the driving force of nature factor on land desertification accounted for 11.29% in 1956–2004 and 8.11% in 1981–2004, and the synthesis of driving forces of human and natural factors accounted for 11.19% in 1956–2004 and for 14.88% in 1981–2004. This indicated that human driving force on land desertification was increasing in Minqin County gradually.     

石羊河流域下游生态系统服务功能价值的评估

以石羊河流域下游民勤为主要研究范围, 对民勤县1994-2005年12 a间生态系统服务的价值进行了估算和对比分析. 结果表明, 1994年区域生态系统服务的总价值为9.976×10~8元, 2005年区域生态系统服务的总价值为8.475×10~8元, 12 a来区域内的生态系统服务价值下降了近1.501×10~8元. 由于缺乏对盐碱地、建筑用地等服务价值的相关研究信息, 该结果仅是对民勤生态系统服务价值的保守估算. 总的来说, 研究区域生态系统服务价值呈现快速下降趋势.     

The assessment of water stress with the Water Poverty Index in the Shiyang River Basin in China

The paper is concerned with the application of the Water Poverty Index (WPI) as a holistic tool to assess the Shiyang River Basin’s water stress at the regional level. The basin is one of the inland river basins in China, with the degree of exploitation and utilization of water resources very high and water scarcity most severe. Appropriate indicators are needed to measure water stress for policy making and decision-making. The WPI links physical estimates of water availability with socio-economic factors associated with water scarcity. The study presents details of the methodology used, and the results show that the water stress in Minqin is the most severe in the basin, with a WPI value of 26.3, and that the water situation is the best in Jingchang with a WPI score of 66.9. In addition, measures in the basin are obtained of resources, access, capacity, use and environment.     

西北干旱内陆河区水资源利用与绿洲演变规律研究──以石羊河流域下游民勤盆地为例

水资源的开发利用对我国西北干旱内陆河区的生态环境具有重要的影响,天然植物的生 长与种群随地下水位和阵水的变化而演变。由于良好的绿洲生态系统是实现于旱内陆河区社会。 经济和环境可持续发展的基本前提,在西部大开发中,必须综合考虑水资源开发利用与绿洲生 态环境保护问题,本文以民勤盆地为例,研究典型干旱内陆河区水资源利用、农业灌溉与绿洲 演变的转化关系和基本规律。