疏勒河流域昌马灌区地下水资源数值模拟

应用有限差分方法,采用不规则多边形剖分,对昌马冲洪积扇区地下水资源数量的变化趋势进行了模拟计算。结果表明,该灌区地下水的补给,将由现状以河水入渗补给为主变为以农灌水入渗补给为主,主要补给区由南部洪积扇区移至北部细土平原区;天然排泄量减少,人工排泄占有重要地位,地下水排泄的重心也和补给一样向北迁移;地下水均衡状况将由现状的基本均衡变为负均衡,年均收支逆差2 288亿m3;地下水位总体持续下降,局部略有上升。     

疏勒河流域昌马灌区泉水量预测分析

疏勒可流域农业灌溉主要采用地表水灌溉，泉水为该区农业灌溉的主要水源之一，该文利用20世纪90年代的测流资料，采用有限差分方法对疏勒河中游泉水量的变化趋势进行预测分析。结果显示，随着时间的延长，泉流量呈逐渐减小的趋势，但下降梯度逐渐变小，最终趋于稳定。     

基于SEBAL模型的疏勒河流域蒸散发估算与灌溉效率评价

我国西北干旱区内陆河流域水资源匮乏,水资源利用主要用于农业生产,准确估算内陆河流域蒸散发与农业灌溉效率,对研究内陆河流域气候变化和水资源合理利用具有重要作用。利用基于地表能量平衡方程的SEBAL模型,对2017—2018年疏勒河流域蒸散量进行定量估算与时空分布特征分析,并结合降水量与净灌溉水量数据,对疏勒河流域昌马灌区的年内灌溉水有效利用系数进行估算。结果表明:(1)疏勒河流域2017—2018年日均ET呈单峰变化趋势,最大值为6月的5.03 mm·d-1,最小值为12月的0.55 mm·d-1,并存在明显的空间分布差异。(2)疏勒河流域四季ET差异显著,夏季ET达到最高的201.83 mm,春秋次之,冬季最低为53.92 mm;ET由东南向西北逐渐减小,流域上游ET明显高于中下游地区。(3)昌马灌区各灌溉时段不同的灌溉水量造成了各灌季蒸散量的差异,灌区ET高值区主要分布在中部与东南部,低值区主要分布在西北部和灌区边缘。(4)昌马灌区年内灌溉水有效利用系数呈下降趋势,其中春灌、夏灌、秋灌和冬灌分别为0.76、0.71、0.69和0.55,年均灌溉水有效利用系数为0.67。     

疏勒河流域昌马灌区泉水量预测分析

疏勒河流域农业灌溉主要采用地表水灌溉 ,泉水为该区农业灌溉的主要水源之一 ,该文利用 2 0世纪 90年代的测流资料 ,采用有限差分方法对疏勒河中游泉水量的变化趋势进行预测分析 ,结果显示 ,随着时间的延长 ,泉流量呈逐渐减小的趋势 ,但下降梯度逐渐变小 ,最终趋于稳定     

疏勒河流域农业水土资源时空匹配特征分析

水土资源是农业生产最重要的基础性资源,其空间的合理有效配置有利于资源的充分利用和区域可持续发展。以疏勒河流域为研究对象,基于水足迹理论核算流域农业生产水足迹变化规律,采用基尼系数和空间错配模型定量评估研究区2000—2020年农业水土资源的时空匹配动态趋势及其敏感性。结果表明：（1）2000—2020年疏勒河流域农业作物生产水足迹和作物种植面积总体呈波动下降趋势,作物生产水足迹峰值出现在2007、2018年,作物种植面积峰值出现在2009、2018年;流域年均蓝水足迹贡献率达90.9%,且与绿水足迹呈互补关系,表明蓝水是疏勒河流域农业用水的主要来源。（2）农业水土资源的空间匹配程度逐渐提高,总体处于较匹配的状态;蓝、绿水足迹与作物种植面积的空间不匹配程度逐渐得到改善,空间分布中均呈现出中部高、四周低的特点。（3）作物种植面积对作物生产水足迹变化呈中、高度敏感性的地区数量不断增加趋势。     

疏勒河流域气候变化情景下的适应对策

疏勒河是中国河西走廊3大内陆河水系之一,近100 a受气候变化及人类活动的影响显著。采用实地考察和社会问卷调查的方法,评价当地适应气候变化的能力,进而提出对当地社会经济发展具有建设性的适应对策。研究表明,疏勒河流域适应气候变化的能力较低,主要表现在:气候变化明显,河流水量减少;疏勒河上游地区草场退化严重;牧民适应气候变化能力有限并有所减弱;城乡居民收入差距进一步加大,不利于社会的稳定发展。政策建议是:加强各级政府间的协作和政府部门的引导作用,统一利用和管理流域水资源;加强对低文化层次人群的教育工作;加速农村剩余劳动力向城市转移;继续实行生态环保政策;优化产业结构。     

疏勒河流域生态系统服务供需空间匹配特征

生态系统服务与人类可持续发展紧密相连,研究区域生态系统服务供需特征,了解其空间匹配状况是实现生态资源有效配置和推动区域生态安全的重要前提。基于多源数据,在InVEST模型、ArcGIS和GeoDA软件的支撑下,分析疏勒河流域产水服务、固碳服务、食物服务供需特征和空间匹配状况。结果表明：（1）除产水服务外,疏勒河流域其他各项生态系统服务供给均大于需求,但不同区域和生态系统服务间存在差异。（2）疏勒河流域综合服务供需比为0.063,不同生态系统服务的供需比由高到低依此为：固碳服务（0.1854）、食物服务（0.0078）和产水服务（-0.0043）。（3）产水服务和固碳服务空间匹配类型都主要以低高型空间错位和高低型空间错位为主,食物服务空间匹配类型主要以低低型空间匹配为主,其中产水服务的空间匹配错位现象最严重。     

1990—2005年疏勒河流域土地利用/覆盖变化分析

选择疏勒河流域为研究区域,利用1990年TM、2000年ETM和2005年TM影像为信息源,应用地理信息系统和遥感技术,提取三期疏勒河流域土地利用信息,并对土地利用动态进行了分析。结果表明,近15 a来,疏勒河流域土地利用变化缓慢,土地利用格局没有发生显著变化;不同土地利用类型中,耕地面积和建设用地增加较多;林地、草地面积减少;水域在1990—2000年间减少,2000—2005年间增加;未利用地在1990—2000年之间增加,2000—2005年之间减少。     

玛纳斯河流域地貌与地下水的关系

以玛纳斯河流域为例,研究地貌和地下水的特点及其关系。结果表明,水文地质单元的界线明显与地貌单元的界线一致,地下水的类型、贮存和循环方式受地貌单元的控制。形成这种现象的原因是,地貌单元内第四纪沉积物的岩性、厚度、密度和裂隙等决定了地下水的赋存状态和循环方式。     

玛纳斯河流域山前平原地下水资源分析及合理开发利用研究

以玛纳斯河流域山前平原为例 ,论述我国西北内陆盆地地下水资源特点和组成 ,即地表水 -地下水联系密切、转化频繁。在已建立的研究区地下水流数值模拟模型的基础上 ,进行地下水均衡分析 ,得出研究区多年地下水补给资源量为 5 9816× 10 4 m3/a、可开采资源量为 396 90× 10 4 m3/a、地下水可利用量为 44 6 90× 10 4 m3/a。给出了不同水文地质分带的地表水 -地下水转化关系和转化量 ,预测需水量以每年 1.5 6 %～ 2 .17%的速度增长情况下 ,到 2 0 2 0洪积扇的中上部地下水位下降幅 2～ 5m ,而在溢出带以下下降小于 2m ,含水层的贮存量累计减少了6 85 0 0 .88× 10 4 m3。提出了地下水的合理开发利用模式 ,并将研究区分为 4个水资源开发利用分区 :冲洪积扇上部地表水利用区、中部地下水集中开采区、冲积扇缘井泉灌区和冲积平原井渠并灌区。     

基于RWEQ模型的疏勒河流域防风固沙功能价值评估

疏勒河流域地处西北内陆,是“一带一路”的关键节点。近年来随着全球变化与经济社会活动强度增加,导致建设用地快速扩张、土地沙化等问题,影响区域生态与经济社会的可持续发展。疏勒河流域处于北方防沙带中心,开展其防风固沙价值评估对于构建区域生态安全格局和保障流域可持续发展具有重要生态意义。基于修正风蚀方程模型(RWEQ)对2008—2018年疏勒河流域防风固沙功能及其价值进行评估。结果表明：(1)2008—2018年疏勒河流域防风固沙总量为43.927×10⁴～129.530×10⁴t·km^-2,防风固沙量呈上升趋势。(2)2008—2018年疏勒河流域防风固沙价值快速增加,其多年平均价值占比由高到低依次为减少土地损失价值(99.46%)、保持土壤肥力价值(0.47%)、保持土壤有机质价值(0.04%)、减少交通运输经济损失价值(0.03%)。(3)流域防风固沙功能与土地利用密切相关,防风固沙能力较强的区域主要分布在草地、耕地等植被覆盖率较高区域;低值区主要分布在流域土地利用类型为未利用地区域。(4)相较社会因素,自然指标因子对流...     

疏勒河流域土地利用变化驱动因素分析——以安西县为例

在西北干旱地区,土地利用结构的合理与否对区域生态环境和经济建设具有直接制约作用。本文以安西县为例,对疏勒河流域主要土地利用类型耕地、林地、草地、荒漠化土地变化驱动力以及与土地沙漠化之间的关系进行了分析研究,指出自然因素是制约土地利用水平和结构的基本要素,而人为因素对现代土地利用变化的驱动作用更为显著。耕地面积的增加主要与水资源开发利用率提高有直接关系,人口增长对耕地面积增加有间接促进作用。耕地面积减少则主要与人为不合理利用引起的土地荒漠化有关。在林地变化中,自然条件限制着该县森林发展,人为因素对林地变化的驱动作用大于自然因素的影响;草地面积减少主要是人为超载过牧和破坏的结果。此外,本文还根据数据分析并应用灰色关联度方法对导致当地土地荒漠化的最大驱动力进行判别。结果表明:引起该区荒漠化的最主要因素是超载过牧,其次是人口压力和农业开垦,区域气候变化对荒漠化的驱动作用要小于人为因素的驱动作用。分析指出,在尊重自然的基础上,进行科学管理,人为力量将成为优化干旱地区土地利用结构和提高生产力的重要驱动力。同时,提出了疏勒河流域土地利用结构合理化调整的原则建议。     

基于地理探测器模型的疏勒河流域景观生态风险评价及驱动因素分析

疏勒河流域地处河西走廊最西端,是典型的干旱内陆河流域,生态环境极其脆弱,也是我国重要的生态屏障之一。借助Fragstats软件从斑块和景观2个尺度,结合2000—2018年土地利用数据,评价分析疏勒河流域景观生态风险时空变化特征,利用地理探测器定量分析了该流域景观生态风险驱动因素。结果表明:(1)疏勒河流域主要景观类型为未利用地和草地,其斑块个数(NP)、景观形状指数(LSI)、最大斑块指数(LPI)和聚集度指数(AI)值均较高;2000—2018年蔓延度指数(CONTAG)值下降、香农多样性指数(SHDI)和香农均匀度指数(SHEI)值缓慢上升,流域景观破碎度严重。(2)疏勒河流域景观生态风险空间分布呈现北高南低,2000—2018年呈现流域景观生态风险逐渐下降趋势,其中较高风险和高风险地区面积下降明显。(3)人为干扰度是影响景观生态风险空间分布的主要因子,归一化植被指数(NDVI)次之,人口密度影响最小;景观生态风险的影响均为双因子增强或非线性增强,无显著差异大多表现在自然和自然因子间,自然和人为因子之间存在显著性差异。因此,对流域进行景观生态风险指数评价和驱动因素分析至关重要。     

格尔木河流域地下水生态功能及经济损益阈值解析

在西北内陆河流域,地下水是维系人类生存、生态环境和社会经济发展的重要水源,但这些流域生态环境脆弱。为保护地下水资源和脆弱的生态环境,亟待开展地下水合理开发利用研究。本文在分析格尔木河流域水文地质条件、环境地质问题基础上,采用遥感解译、野外调查和地下水动态监测的方法,界定了地下水的生态功能及阈值,即维系植被生态地下水埋深为0.5~10 m、减轻盐渍化程度的地下水埋深应大于3 m、减轻城市内涝的地下库容应大于3.42×10⁸ m³、维系达布逊湖面积的入湖流量应大于2.82×108 m³·a^-1。基于格尔木河流域生态系统服务价值构成,得到减轻城市内涝及减缓盐渍化程度的环境正效益值分别为8 000×10⁴元·km^-2和163×104 元·km^-2;地下水不合理开发利用导致植被退化、河湖面积萎缩的环境负效益值分别为191元·km^-2和1 032元·km^-2。本文研究成果可为流域内地下水资源开发利用和生态环境保护科学依据,同时也可为西北其他内陆河流域地下水合理开发利用借鉴。     

太原盆地地下水资源模拟研究

山西省太原盆地由于地下水长期超采,引发了地下水降落漏斗、地面沉降等环境地质问题。通过GMS建立地下水水流三维数值模型,基于模型预测了现状开采条件下地下水水位的变化趋势,并提出合理利用地下水资源的措施,为地下水资源的优化管理提供科学依据。     

滠水河流域经济环境协调发展系统动力学模拟

从系统分析的视角出发,根据滠水河流域的自然与社会经济特点,构建经济环境协调发展系统动力学模型,模型主要参数包括人口、GDP、城市化水平、产业结构、水资源可利用量、水环境容量等。通过模型正负反馈环进行因果关系分析,考虑人口、资源、环境与经济之间的互动与制约关系,进行子系统划分,并确定人口平均增长率、服务业废水率、工业废水率以及水土流失率为敏感性因素,以敏感因素为核心,设计3种不同情景,得出经济、环境协调发展情景为最优方案。通过对不同发展情景的分析与比较,提出滠水河流域有必要采取措施控制人口增长,促进经济发展,保护生态环境,实现该流域经济与环境协调发展。     

柴达木盆地西缘尕斯库勒湖流域地下水流数值模拟及地下水资源评价

尕斯库勒湖流域所属行政区茫崖市自建市以来尚未建设较大规模的集中供水水源,在以水定产、以水定城的城市发展构架下,评价流域地下水资源及开采潜力对城市发展至关重要。文章基于资料收集、动态长观、钻孔抽水试验等手段,采用断面径流量法结合流域尺度的数值模拟,评价了区内地下水天然资源量和允许开采量,并对地下水开采后对水文环境的影响进行了评估。结果表明:尕斯库勒湖流域地下水天然资源量为 98.82×104m3/d,允许开采量为 23.5×104m3/d,地下水资源开采系数 <0.4,开采程度低;开采稳定后下游泉水减少 10.89×104m3/d,蒸发量减少 12.88×104m3/d,开采量和泉水及蒸发量减少之和相等,开采地下水间接袭夺了无效蒸发和部分泉水;下游湿地区降深≤0.5 m,湿地面积不产生退化;尕斯库勒湖入湖量减少 2.53×104m3/d,能维持湖泊及湿地周围生态环境的良性循环。     

基于水化学和稳定同位素定量评价巴音河流域地表水与地下水转化关系

以分析青海巴音河流域地表水与地下水转化关系为目标,2016年8月,沿巴音河采集了23组地表水样、13组地下水样和9组泉水样,室内分析得到了其对应的主要水化学离子和氘氧稳定同位素数据,运用统计分析、Piper三线图、Gibbs图分析了流域水化学特征;以溶解性总固体（TDS）、氯离子（Cl^-）和氧同位素（δ¹⁸O）作为示踪剂,定性分析了巴音河沿程地表水与地下水的转化关系;基于质量平衡法,运用δ¹⁸O定量计算了巴音河沿程地表水和地下水之间的转化量。研究结果表明：TDS、Cl^-、δ¹⁸O可用于定性分析巴音河流域不同河段地表水与地下水之间的转化关系,定量评估其转换强度;巴音河流域地表水和地下水的水化学类型主要为HCO₃·Cl-Ca·Mg,地下水水化学类型更为多样,地表水受控于岩石风化作用,地下水与泉水受到岩石风化与蒸发作用的影响;地表水与地下水水力联系密切,沿巴音河流向,二者相互转化频繁,上游河段,地下水主要接受地表水渗漏和沿途侧向径流补给,补给比例分别为65.33%、34.67%,至黑石山水库上游,地表水接受上游地下水和溢出泉水的补给,补给比例分别为49.54%、50.46%;中游河段,地下水接受地表水和北部山区侧向径流补给,补给比例分别为65%、35%;下游河段,地表水接受地下水和泉水补给,补给比例分别为53.12%、46.88%。研究结果有助于建立流域水循环模式、揭示水资源形成机制,可以为巴音河流域水资源可持续开发利用和生态环境保护提供理论和技术支持。     

长江三角洲(长江以南)地区深层地下水三维数值模拟

长江三角洲地区做为未来中国经济发展的一大重心,对该区地下水资源进行评价具有十分重要的意义。文章将该区作为一个整体来进行数值模拟,避免了以前将各行政区边界作为研究区边界分别来模拟各局部地区地下水资源量所带来的人为误差。对如此大面积、条件复杂的多层含水层系统,建立了反映该区地下水贮存和总体运移特征的三维模型,在采用地下水数值模拟国际通用标准软件GMS对其进行精细剖分的基础上,对模型参数进行了识别,进一步对该区地下水资源几种不同开采方案进行了评价,为该区今后建立水资源管理模型提供依据,为其经济发展规划和可持续发展提出合理的用水建议。     

基于 SWAT模型的那棱格勒河流域径流模拟及水量平衡分析

那棱格勒河是柴达木盆地内流域面积和流量最大的内陆河流。本文在那棱格勒河上游构建了SWAT分布式水文模型,采用SUFI-2算法进行参数敏感度分析、率定和验证,对1979—2018年的月值径流量进行模拟分析。结果表明,敏感度最强的前3个参数依次为融雪基温、降雪气温及气温直减率,在率定期和验证期决定系数R²和Nash-Sutcliffe效率系数分别高于0.81和0.65。水量平衡分析结果显示1979—2018年流域的蒸发量、地表径流量、地下水补给量、地下侧流量分别占降水的92.30%、17.76%、16.18%和5.84%。表明流域内径流量主要来自冰雪融水,各水量平衡分量受温度影响较大。降水量变化趋势与地表径流量变化趋势较一致,说明降水转化为径流的时间较短。本研究对那棱格勒河流域水文研究及水资源调控具有参考意义。