注重荒漠区胡杨林生态保护与修复的汊渗轮灌研究

针对传统生态调度"只放不灌""大水漫灌"造成的生态水利用效率低、灌溉面积有限等实际问题,本文基于荒漠区耐旱性植被胡杨特殊的生物节律,提出汊渗轮灌的灌溉理念,明确了汊渗轮灌的定义、内涵,构建了汊渗轮灌系统和灌溉模式,搭建了汊渗轮灌的基本框架。以我国最大的内陆河塔里木河下游为例,基于汊渗轮灌的灌溉模式优化塔河下游原有的工程布局,构建双通道+沟道、汊河的面状生态输水新方式,制定了大西海子水库实时生态调度方案,与胡杨林的汊渗轮灌系统相结合,实现了2020年塔河下游生态调度与汊渗轮灌的应用实践。研究表明:(1)相比于以前生态水在河道和台特玛湖无效蒸发,此次生态水量的蒸发量仅占总水量的0.4%,生态水的利用效率超过83%,大大提高了生态水的利用效率;(2)试验区地下水位提升0.28~0.84 m,地下水存储水量约128万m^(3),初步实现了储水于地下的"地下生态水银行",保障了生态调度与汊渗轮灌的可持续性;(3)汊渗轮灌新增生态输水长度7 km,新增胡杨林生态修复面积60万m^(2),为胡杨林的漂种、发芽、生长等健康生境提供了良好保障。研究成果可为荒漠区保护性植被的生态保护与修复提供新的思路和方法。

大尺度生态调度研究与实践

通过分析总结国内外生态调度与生态恢复研究进展、发展趋势及其特点,提出水库调度已从将“生态目标”嵌入兴利调度的简单调控过程,转变为“后坝工时代”大尺度生态调度的综合调控过程,即:全流域-大空间尺度、长系列-大时间尺度、水循环-大系统尺度。指出生态调度是生态恢复和保护最有效的措施之一,提出了干旱区内陆河流域生态保护面临的挑战和需要研究解决的关键技术。以塔里木河下游生态输水和额尔齐斯河生态调度为研究对象,通过连续20年的动态监测、资料收集、野外数据采集及实验室数据处理,对生态输水方式、生态恢复响应、生态调度策略和生态保护模式等,进行了深入研究。结果表明:①生态恢复是一个长期的过程,需对地表水、地下水、植被响应、生境条件、生物多样性等开展长期监测,以掌握其动态情况,采取更为科学有效的调控措施;②为了提高塔里木河下游生态恢复成效,研究提出在实施双通道、汊河和面状输水的同时,采用“沟汊渗灌”延伸扩大受水区范围,快速有效补给地下水,建立了基于地下水位调控的“地下水银行”及生态修复平台。③创建了额尔齐斯河“七库一干”、“三次脉冲”、漓漫灌溉等多尺度耦合的生态调度技术体系和科学化、系统化、制度化的管理体系,初步形成水河湖联通、水网通达、水势漫溢的河谷林草漓漫灌溉系统。改变以往生态调度“只放不灌”和“大水漫灌”的粗放式管理模式,丰富了生态调度的研究内涵与实践。