新疆焉耆盆地绿洲水盐双梯度下天然植被多样性分异特征

通过对焉耆盆地河畔带、荒漠带、湖畔带土壤水盐及地下水位和天然植被关系的分析,研究了干旱绿洲水盐过程与分异天然植被生长和绿洲生态的影响.结果表明:绿洲天然植被生物多样性取决水盐双梯度影响,盐分不断向湖畔积聚是引起焉耆盆地湖畔生态系统生境恶化的主导因子.绿洲内部河畔带物种多样性与地下水埋深关系表明,在埋深1.5m区域,随着地下水埋深的加大,物种多样性减少;在埋深1.5～3m区域内,随着地下水埋深加大,其物种多样性在增加;而当埋深在3～4m之间时,随着地下水埋深的加大,植物多样性呈明显减少趋势;而在埋深4m区域内,多样性指数波动不大.调查表明,随着埋深的变化,地表的天然植被草本、灌木、乔木也呈现明显的分异,地下水水盐条件制约植被分布、生存和演替,各种植被类型适应不同的地下水位和盐分特征.     

焉耆盆地绿洲区近50年地下水文时空变异及水盐演变

以地统计学理论和焉耆盆地绿洲区浅层地下水矿化度不同时期(1960年和2005年)的实测数据为基础,对取得的实测数据进行了半方差函数分析,结果表明:焉耆盆地绿洲区地下水矿化度和埋深在时间和空间上都存在明显的时空变异性.在空间尺度上,地下水矿化度在开都河中下游地区及其两岸灌区有增大的趋势;在时间尺度上,地下水随时间推移向盐化加重方向发展.近50年水盐动态表明焉耆盆地一直处于积盐过程,而绿洲区则处于脱盐过程,盐分都积累在博斯腾湖区,在1982年后转移至孔雀河流域.焉耆盆地地下水盐化态势表明,近年来地下水各项离子质量浓度都在积聚.绿洲区水土资源开发不仅改变了水盐分布,而且也深刻影响了地下水水体.     

ArcGIS制图表达在地下水超采区制图中的应用

山西省开展地下水超采区划分工作,对于地下水管理、保护及地下水资源的可持续开发利用具有重要意义。本文以山西省地下水超采区为例,介绍了ArcGIS制图表达技术在超采区制图中的应用和步骤,解决了普通方法制图中存在的问题,极大提高了制图的效率。     

石羊河流域地下水埋深时空变化研究

石羊河流域位于甘肃省河西走廊东部,该流域地下水开采所引发的一系列生态环境问题已成为制约当地社会经济可持续发展的重要瓶颈,对该流域地下水进行研究,不仅在地下水资源应用研究方面具有科研意义,而且在流域地下水资源的合理利用和流域生态恢复建设方面具有实践和指导意义。本文通过利用石羊河流域武威盆地,民勤盆地,昌宁盆地,南湖等地下水埋深长期观测资料和定期地下水位调查点调查资料,对地下水埋深的时空变化特征进行分析,结果显示,该流域地下水埋深从上世纪80年代开始呈下降趋势,上世纪90年代埋深下降最大,2000年后地下水位开始回升,地下水埋深年际变化,季节性明显。1987~2006年地下水埋深空间变化强烈。掌握研究区地下水埋深的时空变化规律,可为生态水量调度方案的编制提供重要的数据支持。     

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。     

新疆克州境内近20年地下水变化趋势分析

结合新疆克州境内两个地下水观测站点的地下水数据,对近20年的地下水埋深变化趋势进行分析。结果表明:新疆克州境内的山区盆地区域从2000-2018年年平均地下水埋深总体变化较为平稳,各年度地下水埋深在3～4. 5 m之间变幅,各年代际地下水埋深的变幅为0. 8～1. 2 m之间,7月份属于地下水位较低的月份,2月份属于地下水位较高的月份;境内年地下水埋深呈现递增变化,且变化趋势不明显;夏季由于降水补给,地下水呈现递增变化,秋季和冬季地下水由于补给量有所减少,总体呈现递减变化,春季地下水无明显变化趋势。     

西北内陆盆地降水入渗补给季节性变化——以新疆昌吉地下水均衡试验场为例

西北内陆盆地降水稀少,一年中有较长时间的冻结期,了解其降水入渗补给规律的季节性变化对于准确评估其地下水资源量和解释气候变化对其地下水补给的影响非常重要。采用新疆昌吉地下水均衡试验站27套地中蒸渗仪1992—2015年试验资料,应用拉依达法则筛选出长系列观测资料中的异常值,结合昌吉试验场相关气象要素观测资料划分西北内陆盆地冻结期、冻融期和非冻结期的时间区间,分析不同时期影响降水入渗补给地下水的主要因素;计算不同时期多年平均降水入渗补给量占多年平均年降水入渗补给量的百分比,确定不同季节对年降水入渗补给的重要性;依据多年平均降水入渗补给量随潜水埋深的变化规律,确定冻融期、非冻结期不同土质降水入渗的最佳潜水埋深。结果表明:在试验条件下,砂卵砾石和细砂非冻结期最佳潜水埋深为0.5 m,轻黏土非冻结期最佳潜水埋深0.1 m;细砂冻融期最佳潜水埋深为1.0 m,砂卵砾石冻融期最佳潜水埋深为0.5 m,轻黏土冻融期最佳潜水埋深为0.1 m;冻结期地下水位埋深对土壤入渗能力的影响十分明显,潜水埋深和降水入渗补给量之间没有显著的线性关系;冻融期是西北内陆盆地浅埋型地下水降水入渗补给的重要时期,冻结期是西北内陆盆地深埋型地下水降水入渗补给的重要时期。     

新疆焉耆盆地水环境氢氧同位素特征及其指示作用

根据焉耆盆地开都河水及其两岸地下水中的氢氧稳定同位素资料及氘过量参数(d)值,分析了焉耆盆地内不同水体的δ(D)、δ(18O)和d值的分布规律,并得到地下水的主要补给来源及其与开都河水的相互作用关系;地下水的δ(D)在-87.60‰～-61.82‰间,δ(18O)在-10.90‰～-9.73‰间;开都河水的δ(D)在-71.95‰～-58.58‰间,δ(18O)在-9.57‰～-8.64‰间。结果表明:焉耆盆地内地下水和地表水同源于山区的降水和冰雪融水,且经历了较强的蒸发作用;地下水与地表水之间的直接水力联系较弱,深层地下水主要接受开都河水在洪积扇区的入渗补给,浅层地下水主要接受河流引水灌溉入渗;不同深度地下水之间的水力联系较为密切,为统一的地下水系统。     

塔里木南缘策勒绿洲地下水空间变异性与土地覆盖关系研究

基于策勒绿洲78个取样点的地下水埋深、矿化度和pH值的观测资料, 应用遥感、地理信息系统、 空间插值和地质统计学分析的方法对所取数据进行空间变异性分析.结果表明: 1)地下水埋深和pH值服从正态分布, 矿化度服从对数正态分布;2)地下水埋深、矿化度和pH值都具有强烈的空间相关性, 在步长为8 km范围之内, 地下水特征的空间变异是各向同性的, 当步长＞8 km时, 四个方向上的半变异函数发生了不同的变化;3)受盆地地形影响, 地下水埋深从南到北变浅, 东部区域埋深最浅, 最小为1.56 m;矿化度分布趋势则是从南到北逐渐增大;pH值高值区发生在绿洲东南部和中北部, pH值高的区域矿化度较低, 而pH值低的区域矿化度较高;4) 绿洲耕地主要分布于地下水位埋深为5～25 m, 且矿化度＜2.0 g·L~(-1) 的区域;林地和草地分布于绿洲边缘区, 该区域地下水埋深浅, 平均水位＜10 m, 而地下水矿化度较高, ＞2.0 g·L~(-1) .     

利用包气带环境示踪剂评估张掖盆地降水入渗速率

降水入渗补给速率是干旱半干旱地区地下水资源评价和保护中的重要参数。长期以来在河西走廊中游盆地地下水资源评价中,一直认为地下水位埋深>5m的地带难以产生降水入渗补给。本文在黑河流域中游的张掖盆地分别选择沙丘区和裸地区,综合运用包气带同位素和水化学信息,开展了降水入渗补给研究。包气带氯质量平衡法结果表明:现代气候条件下,张掖盆地地下水位埋深>5m的地带仍存在降水入渗补给,在沙丘覆盖区,地下水位埋深6.3m时,降水入渗补给速率为13.3～14.4mm/a,入渗系数0.10～0.11;在裸地区,地下水位埋深8.6m时,降水入渗补给速率为16.8～18.4mm/a,入渗系数0.13～0.14。     

三种地下水位动态预测模型在吉林西部的应用与对比

准确而可靠地预测地下水埋深对生态环境保护和水资源规划管理具有重要意义。针对吉林西部浅层地下水位动态变化的复杂性和非线性,提出了基于小波分析与人工神经网络相结合的预测方法小波神经网络(WA-ANN)模型。将研究区2002年1月2009年12月当月降水量、蒸发量、人工开采量和前月平均地下水埋深4个参数作为输入,当月平均地下水埋深作为输出,建立浅层地下水埋深预测模型,并与BP神经网络(BP-ANN)模型和自回归移动平均(ARIMA)模型进行比较,对比分析了三者的建模过程及其模拟精度。结果显示:相比两种ANN模型,ARIMA模型建模过程更为简单,计算效率更高;但WA-ANN模型的拟合精度高于BP-ANN和ARIMA模型,预测效果更好。总体来看,WA-ANN模型在浅层地下水埋深预测中具有一定的应用推广价值。     

柴达木盆地植被对气候与地下水变化的响应研究

应用2000—2013年的MODIS NDVI数据计算了柴达木盆地的植被覆盖率,分析了其动态变化规律。结果表明:盆地内裸土和低覆盖率植被的面积随着时间的变化是逐渐减小的;而中等覆盖率、较高覆盖率和高覆盖率植被的面积都是逐年增加的;气象因素、高程、地下水位埋深及地下水矿化度是植被变化的主要影响因素。植被指数的变化与气温和降水的变化呈正相关关系,同时,植被对地下水位埋深的依赖性较为复杂:芦苇、沙蒿和红柳对水位埋深的变化较为敏感,当水位埋深小于2 m时,植被生长较好;而白刺则对地下水位埋深的依赖性较小。当地下水溶解性总固体小于3 g/L时,植被长势较好。     

巴丹吉林沙漠潜水蒸发的数值模拟研究

为了确定巴丹吉林沙漠潜水蒸发强度与地下水埋深的关系,基于巴丹吉林沙漠的气候背景、砂土特征和不同地下水埋深时的典型植被特点设计了54种情景,利用Hydrus-1D建立不同情景下的SPAC水分运移模型,对周期性气象条件驱动下的潜水蒸发开展数值模拟。模拟结果表明:多年平均潜水蒸发量有着随地下水埋深增大而非线性减小的趋势;不同情景的极限埋深都大于3m,在埋深等于3m时潜水蒸发量都小于最大值的5%;当地下水埋深为0.5~1.5m时,潜水蒸发量对地下水埋深的变化最为敏感;当地下水埋深为1m时,潜水蒸发量对包气带岩性的变化也很敏感;在地下水埋深小于0.5m和大于1.5m的区间,气候、岩性、地下水埋深的变化对潜水蒸发量的影响变得微弱。另外,多年平均潜水蒸发量和地下水埋深的这种非线性关系可以用一个新提出的经验公式进行较为准确的拟合,将这个研究结果用于评价巴丹吉林沙漠湖泊集中区地下水的蒸发消耗,发现潜水蒸发总量显著大于湖面蒸发总量,前者约为后者的2.5~2.6倍,必须在沙漠水分平衡的分析中加以考虑。     

新疆焉耆盆地油气运移方向综合地球化学分析

分析了新疆焉耆盆地侏罗系原油的物性、含氮化合物含量和储层自生伊利石的同位素年龄在纵向和横向上的变化规律,探讨了焉耆盆地侏罗系油气运移方向。由上述分析可知,该区原油密度、含氮化合物含量和自生伊利石K-Ar年龄在平面上和垂向上均呈现出规律性的变化,即:平面上自南而北这些参数逐渐降低,垂向上同一构造带内随埋深减小这些参数逐渐变小。由此表明焉耆盆地侏罗系油气运移方向在平面上是从南向北,即油气先充注宝南储层,然后依次注入宝中和宝北储层;在纵向上是从深层向浅层运移,从八道湾组向三工河组和西山窑组储层中运移聚集。     

地下水资源遥感评估技术研究进展

地下水的赋存和埋深是地下水资源勘察的重要内容。遥感技术具有数据获取快、综合成本低、观测尺度大等诸多优势。基于遥感的地下水资源评估技术一直受到研究人员的关注,也是遥感应用研究中的热点和难点。回顾总结了遥感技术在评估地下水赋存和埋深领域的应用与研究进展,根据不同评估技术的特点将其划分为单因子模型评估法、多因子综合模型评估法、重力卫星数据评估法3种。得出以下结论①地下水遥感评估技术经过多年发展,模型方法更加多样,精确度不断提高,可以作为传统地下水资源勘察的重要辅助手段;②遥感评估地下水赋存的研究发展迅速,但针对地下水埋深信息的评估研究进展相对缓慢;③高时空分辨率遥感技术和机器学习技术的结合运用、无人机遥感技术的应用是地下水资源遥感评估技术的未来发展方向。     

陕北能源化工基地地下水开发的植被生态效应及对策

为了建立陕北能源基地基于生态良性循环的地下水开发利用模式,依据生态学和水文地质学原理,采用生态-水文地质调查与遥感定量分析相结合的方法,在研究陕北能源化工基地的植被生态空间分布特征、近30年来的演化趋势和影响因素的基础上,从植物类型、植物根系、植被指数与潜水埋深对比分析入手,建立了本区地下水位埋深与植被生态的依存关系,确定了影响植被生态的地下水位阈值,并开展了地下水开发的植被生态环境效应敏感性区划,提出了基于生态良性循环的地下水资源开发利用对策。     

空间插值方法模拟地下水空间分布适宜性探讨——以敦煌盆地东湖保护区为例

选取敦煌盆地东湖保护区稀少地下水控制点区域为研究区,以潜水埋深数据为例,利用克里金、反距离加权法和径向基函数法等3种插值方法获取地下水潜水埋深栅格图像,并通过交叉验证和拟合分析对插值结果进行比较,分析总结3种插值方法在缺少足够控制点区域获取插值图像的适用特点及差异性,结果认为:在干旱半干旱地区艰苦环境下,利用取之不易的少量地下水控制点通过克里格插值方法模拟区域地下水位埋深结果是可靠的,同时对于空间相关性较强的类似空间变量,利用克里格插值可以较好地获取区域变量空间分布趋势。     

滇东岩溶盆地水文地质类型

本文论述了滇东地区岩溶盆地的水文地质特征,按结构——成因的原则进行了类型的划分,分为(1)底伏压流溶蚀盆地;(2)并迭潜流压流侵蚀溶蚀盆地;(3)多层潜流压流自流断陷盆地。对上述各类盆地建立了水文地质模式,综合了它们的含水层时代、厚度和埋深,水位和流量,地下水类型。提出滇东岩溶盆地有两个发育时期,一是新第三纪形成断陷盆地及部份溶蚀盆地:二是第四纪形成侵蚀盆地及一些溶蚀盆地。     

塔里木河下游物种多样性与地下水位灰色关联分析

根据植被样地资料和地下水埋深观测资料, 运用灰色关联法对物种多样性与地下水埋深的关系进行了分析. 结果表明: 在塔里木河下游, 物种多样性与地下水埋深变化关系密切, Shannon-Weiner指数、 Simpson指数、 Margalef指数、 Menhinick指数、 JSW指数和JSI指数与地下水埋深之间的灰色综合关联度都在0.70以上, 其中物种多样性指数Simpson指数与地下水埋深变化的灰色综合关联度最高, 为0.866, 其关联度数值体现了地下水埋深对物种多样性变化的主导性.     

近50年衡水市浅层地下水位动态特征分析

自20世纪50年代后期,衡水市浅层地下水被大规模开采利用。依据衡水市1968~2014年的浅层地下水埋深观测资料,分析了近50 a来该地区地下水位的动态变化过程,得出地下水水位累计下降9.35 m,地下水埋深最大的安平县达到32.6 m。选用地学统计克里格插值法,应用Surfer软件绘制地下水埋深分布图,着重分析多年来地下水埋深的区域分布特征及变化规律。分析了地下水水位降落给生态环境带来的影响,提出了全面加强水源保护涵养等切实有效的对策措施。