甘肃省河西内陆河流域农灌水权制度创新

二十世纪后期,甘肃省河西内陆河灌区随着经济社会的发展,用水量大幅增加,水资源短缺的矛盾越来越突出,已成为河西地区生态、经济、社会发展中木桶效应的最“短板”,建立能够节约用水的农灌水权制度已迫在眉睫。文章通过总结河西内陆河流域水资源现状和现行水权制度存在的缺陷,借鉴河西内陆河流域张掖试点的经验,运用新制度经济学的观点,把水权制度的一般理论运用到河西内陆河灌区农业灌溉的实践当中,构建了河西内陆河灌区可交易的农灌水权制度,形成通过市场配置农灌水资源的节水农业运行机制和组织形式。

甘肃省河西内陆河流域荒漠化综合防治(Ⅰ)

(1)河西内陆河流域属于典型的干旱荒漠气候,水资源十分缺乏。水资源是河西内陆河流域荒漠化众多因子中的主导因子,控制水资源的开采量和合理利用水资源是河西内陆河流域荒漠化防治的关键。(2)要解决河西内陆河流域的荒漠化问题就必须首先解决当地群众的生活问题,要解决当地群众的生活问题,就必须首先解决荒漠化问题,二者互为前提。(3)解决河西内陆河流域生态环境保护与经济发展矛盾的原则应该就地挖潜、就地消化,而不应该将人口和经济发展对于环境的压力向外转移。解决生态环境保护和群众生活的根本出路在于挖掘科技与管理的潜力。(4)河西内陆河流域荒漠化综合防治第一层面的工作是首先将一部分对于生态资源的压力转移到依靠非生态资源方面去;第二个层面的工作是制定荒漠化综合防治总目标和流域配水方案及用水限额方案;第三个层面的工作是寻求解决群众生活问题的出路即提高生态资源利用效益的途径;第四层面的工作是在内陆河流域全面实施荒漠化综合防治方案。第五层面的工作是实现生态资源的集约经营。(5)以生态环境建设控制指标为下限约束条件、以最小成本为投资目标,以生态环境建设措施为决策变量,建立生态环境建设优化模型;以生态资源保护指标为上限约束条件、以最大产值为效益目标,以资源开发措施为?

甘肃省河西内陆河实测出山径流量变化及其影响因素分析

甘肃省河西内陆河流域水资源极其短缺,流域内中西部和东部水系出山径流变化存在一定差异,研究出山径流量的变化情况及不同因素的贡献率,对保障区域水资源可持续开发利用具有重要意义。基于1956-2021年出山径流及主要产流区降水、气温资料,采用多种趋势和突变检验法、累积量斜率变化率法,结合径流补给特征,解析三大水系出山径流变化及其对降水、气温变化的响应情况,结果表明:(1)石羊河水系多年平均出山径流量13.60亿m^(3),历年呈不显著减少趋势,降水呈不显著增加趋势,气温显著升高使蒸发量增加,致使径流呈减少趋势;(2)黑河水系多年平均出山径流量由突变点2006年前的30.62亿m^(3)增加为突变点后的35.60亿m^(3),降水对径流变化的贡献率为16.7%,气温显著升高,对径流变化的影响增强;(3)疏勒河水系多年平均出山径流量由突变点1998年前的14.22亿m^(3)增加为突变点后的17.93亿m^(3),降水和气温对径流变化的影响相当,贡献率分别为30.4%、30.2%。河西内陆河三大水系径流补给特征、气候条件存在一定差异,致使径流对不同驱动因素的响应情况也不一致。

基于生态水文最优性理论的河西内陆河流域植被覆盖模拟

在生态恢复过程中,生态系统中植被所处状态对于生态平衡是否可持续至关重要,本研究以河西内陆河流域2000-2020年生长季气象和植被数据为基础,应用Eagleson生态水文最优性理论,模拟流域内生态水文平衡状态下的最优植被覆盖度Meq,植被覆盖度恢复阈值与当前现状植被覆盖度的差值即为植被恢复潜力。结果表明:1)模拟的多年平均最优植被覆盖度Meq与多年生长季平均实际植被覆盖度M的变化一致,但过渡更加平稳,呈现从东南向西北递减的趋势,流域内多年生长季平均实际植被覆盖度为0.163,模拟的多年平均最优植被覆盖度为0.166。2)流域内平均恢复潜力为0.003,植被覆盖度仍具有恢复潜力的面积占比为62.76%,分布在流域北部地区,3个流域内平均植被恢复潜力为石羊河流域>黑河流域>疏勒河流域。3)河西内陆河流域植被恢复潜力与区域干旱指数密切相关。森林的平均植被恢复潜力随着干旱等级增加呈减小的变化特征;而灌木植被覆盖度超过恢复潜力的程度随干旱指数增加呈先加剧后减轻的变化特征。

河西内陆河流域生态屏障建设综合评价与提升策略研究

生态屏障建设是推进人与自然和谐共生的中国式现代化的重要手段,内陆河流域生态屏障建设评价对于总结生态屏障建设成效与问题及落实中国式现代化建设战略任务具有重要意义。基于社会—生态耦合视角,在构建生态屏障建设评价指标体系基础上,运用综合指数法,对2015—2020年河西内陆河流域生态屏障建设状况进行了动态综合评价,并据此提出提升策略。结果表明:(1)河西内陆河流域生态屏障建设综合指数呈小幅上升态势,生态屏障建设处于发展提升阶段,流域生态安全多处于一般和较差状态;(2)流域生态屏障建设成效空间上整体呈现出自西往东逐渐下降的趋势,其中张掖市生态屏障建设成效明显,生态屏障建设综合指数稳步提升。基于上述研究,建议从社会—生态系统整体性出发,将生态屏障建设融入流域建设全过程,在生态产业、生态文化和生态社会等方面进行整体谋划和系统安排,统筹推进流域生态屏障建设转型提升。

河西内陆河流域地下水超采区治理的探索与思考——以民乐县地下水超采区治理为例

地下水是水资源的重要组成部分,也是维系良好生态环境的重要控制性因素,特别是在西北干旱内陆地区,地下水资源发挥着其他水源无法替代的作用。本文结合民乐县地下水超采区综合治理典型案例,分析了地下水超采治理的痛点和难点问题,提出了逐步治理地下水超采治理的对策建议。

WRF-Hydro模型参数在河西内陆河流域的敏感性分析

为研究WRF-Hydro模型参数在河西内陆河流域的敏感性,以西营河流域九条岭水文站以上区域为研究区,在离线模式下利用2015—2018年的全球预报系统(GFS)数据驱动WRF-Hydro模型。基于LH-OAT方法对WRF-Hydro模型的6个主要参数对不同评价指标和空间分辨率的汇流演算网格的敏感性进行了分析,定量计算了各参数的敏感性指标,划分了敏感度等级,并结合典型洪水分析了各参数对洪水过程线的具体影响。结果表明:河道曼宁糙率乘子(MANNFAC)为极敏感参数,入渗系数(REFKDT)、土壤饱和导水率(REFDK)、深层导水系数(slope)为敏感参数,地表糙率乘子(OVROUGHRTFAC)为一般敏感参数,地表持水深度乘子(RETDEPRTFAC)为不敏感参数;各参数的敏感性并不是一成不变的,参数敏感度会受到评价指标的影响,有一定程度的变化;随着汇流演算网格空间分辨率的变化,各参数全局敏感度也会有小幅变化,但参数的全局敏感度等级不发生改变;MANNFAC对峰现时间的调节效果最好,REFKDT和REFDK对洪量和洪峰流量的调节效果显著,slope可以很好地调节洪水过程线的形状。

甘肃河西地区内陆河流域荒漠化的水资源问题

河西地区内陆河流域荒漠化的水资源问题,根本的原因在于水资源短缺而导致的生态环境脆弱和水资源的过度开发利用.如果上、中游地区水资源的利用超过了水资源量的限度,则流到下游的径流量减沙,地下水位下降;而下游地区为了弥补水资源的不足,便大量开采地下水,致使地下水严重超采,从而导致植被退化和荒漠化.在分析上述问题的基础上,以石羊河为例,说明内陆河流域的荒漠化防治要求实行以农业节水为中心,建立节水型社会的流域综合治理,实现水资源、土地资源、经济、社会和生态环境协调和可持续发展.

冰川变化及其影响的公众感知与适应措施分析——以甘肃河西内陆河流域为例

以河西地区三大内陆河流域(石羊河、黑河、疏勒河)为案例研究区,通过社会调查方式,从总体、再分别通过农户与政府部门人员两个部分,分析了公众对冰川变化及其可能影响的感知,剖析了公众感知的流域差异性与原因,对比分析了三大河流域公众对政府部门已实施应对水资源紧缺对策措施的效果与认可程度.结果表明:超过65%的受访者认为冰川减少了,从社会学的角度佐证了冰川明显消融萎缩的科学监测事实.三大河流域公众对冰川变化对流域水资源、农业生产、生态影响的感知存在空间差异性,这种差异性归因于三大河流域的地理位置、冰川分布与变化的空间差异性.在冰川变化背景下,公众对政府部门已实施应对水资源紧缺的对策措施的效果与接受程度不同.三大河流域公众均认可种植业结构调整与加大宣传力度提高公众节水意识这两项措施,且认为实施效果好;发展设施农业措施的实施效果好,已得到石羊河和疏勒河流域老百姓的认可与接受;石羊河和黑河流域的公众认为实施推广节水技术措施的效果好;退耕还林还草措施在黑河流域实施普遍且效果好;水票制措施在疏勒河流域实施的最好,黑河一般,疏勒河较差.

甘肃河西内陆河流域社会化水资源稀缺评价

水资源稀缺是我国经济社会发展所面临的严重制约因素,水资源稀缺评价是水资源管理中最基础性的工作。借助Karshenas模型对资源利用同经济发展之间的关系进行了诠释;在界定水资源管理阶段的基础上,引入社会适应性能力概念,着重论述了其内在结构及其度量指标,从而将水资源稀缺问题拓展到了社会经济领域,强调社会资源在水资源稀缺评价中的作用。同时,建立社会化水资源稀缺指数,并以甘肃省河西内陆河流域五市为例进行了实证研究,结果表明:嘉峪关市由于相对较高的社会适应性能力,其社会化水资源稀缺程度指数的相对排序得到改善;而武威市则因相对较低的社会适应性能力,社会化水资源稀缺指数的排序有所降低;金昌市和张掖市尽管社会化水资源稀缺指数的相对排序没有变化,但由于考虑了社会适应性能力,水资源稀缺程度得到有效的缓解。社会化水资源稀缺指数更能如实反映水资源状况,社会适应性能力是一种重要的资源,对缓解水资源紧缺程度具有重要的作用。

甘肃河西走廊内陆河流域节水战略选择——地表水与地下水联合管理

过去20多年甘肃河西走廊内陆河流域的水资源管理经历了各类制度改革,不同程度地推动了地表水和地下水的联合管理。但是,由于机构设置及其权限制约以及改革目标差异,河西走廊地区的3个内陆河流域水资源管理效率差异化越来越显著,与石羊河流域相比,黑河和疏勒河流域的监管制度和管理办法并未完全跳出多头管理体制的窠臼,地表水和地下水没有形成有效的联合管理。通过梳理3个流域的水资源管理机构设置和管理模式,总结农业灌溉用水监管的经验教训,对比分析地表水和地下水联合管理措施在实践操作中的利弊,进一步探讨流域联合管理的实践意义和实现路径,寻求普遍适用于内陆河流域水资源的管理办法,保障内陆河流域节水战略的顺利实施。近10 a的实践经验表明:地表水和地下水联合管理是内陆河流域提高水资源利用效率、促进水资源可持续利用最为有效的路径,更是实现区域生态环境绿色发展的必由之路。

基于土地利用变化的河西内陆河流域碳排放时空特征

土地利用变化是引起碳排放增加的重要原因之一。探索区域土地利用变化引起的碳排放量和碳排放效率问题,对于把握各土地利用类型的碳排放特征、制定土地利用减排策略具有重要意义。本研究以集中国生态系统重要性与脆弱性于一体的典型区域的河西内陆河流域为研究区,利用1985—2020年的土地利用现状遥感数据,通过土地利用动态变化模型、排放系数法深入分析了河西内陆河流域的土地利用变化及其引起的碳排放量和碳排放效率的时空变化特征。结果显示:(1)1985—2020年绿洲规模呈持续扩张趋势,与1985年相比,2020年的绿洲面积相对增加了13.17%;建设用地以单向转入为主,其余土地利用类型之间的双向转变频繁。(2)各土地利用类型的净碳排放量总体呈增加趋势,2020年净碳排放量(113.17×104t)相对1985年(48.57×104t)增加了1.33倍,净碳排放量与绿洲面积显著正相关,耕地和建设用地扩张引起的碳排放量是净碳排放量增加的主要原因。碳排放弹性系数整体呈增加趋势,由1990年的-1.83增至2020年的205.91。(3)1985—2020年的耕地和建设用地碳排放强度、绿洲碳排放强度均呈增加趋势,分别由1985年的32.17 t·km-2和5.09 t·km-2增至2020年的60.74 t·km-2和10.48 t·km-2,但绿洲碳排放强度增加速率小于耕地和建设用地,同期的绿洲碳吸收强度普遍呈递减趋势。(4)工业城市嘉峪关市、金昌市的多年平均绿洲碳排放强度最大,以灌溉农业为主的行政单元相对较低,以畜牧业为主的祁连县最低。本研究通过定量分析河西内陆河流域土地利用的碳排放量及其变化,有助于宏观把握河西内陆河流域土地利用的碳排放特征,对于寻找解决土地利用的减排方案、加强土地管理和推动土地利用的低碳发展模式提供了科学认识基础和决策参考。

甘肃省内陆河流域与黄土高原气候变化对比

根据甘肃省三大内陆河流域与黄土高原三个典型地区水文气象资料,运用M ann-Kendall法和Morlet小波分析法对比近40 a来气候变化特征。结果表明：近40 a来气温总体呈现上升趋势,除1981—1985年有短暂的由暖变冷过程外,其余时期均显示出稳步变暖过程,且乌鞘岭西北部地区增温幅度明显大于且先于东南部地区;降水量在时间尺度上看,在乌鞘岭西北部波动增大,东南部有微小的减少趋势,空间尺度上显示由西北向东南递增;降水量与气温普遍存在23 a和11-13 a的中长周期以及7-8 a和2-3 a的短周期。

甘肃省河西走廊内陆河流域水土保持生态建设浅识

分析了人类活动对生态环境的影响,以及多年来各级政府及有关部门对治理生态环境采取的措施,客观评价了经验和教训,最终提出对策和建议。

河西内陆河流域冰川融水近期变化

基于第一次中国冰川编目数据库,以国家气象台站的月降水与月气温资料为驱动数据,利用度日模型重建了河西内陆河流域各水系1961～2006年冰川物质平衡和融水径流序列,并与短期观测资料的对比验证表明,模型具有较高的可信度。河西内陆河流域1961～2006年平均冰川物质平衡为-49.5 mm/a,从东段石羊河流域到西段疏勒河、党河流域,物质平衡由强烈的负平衡向微弱的负平衡状态过渡。整个河西内陆河流域1961～2006年平均冰川融水径流量为10.2亿m3,冰川融水补给比重为14.1%。各流域冰川融水补给比重差异较大,西段的疏勒河、党河融水补给比重超过30%;北大河流域为22.9%;黑河流域各支流的融水补给比重在5%～15%之间;东段的石羊河流域融水补给率不到10%。46年冰川融水径流与其补给率均呈显著的增加趋势。

河西内陆河径流对气候变化的响应及其流域适应性水资源管理研究

为探讨河西地区内陆河径流对气候变化的响应,选取1955-2008年石羊河、黑河和疏勒河的河流流量资料进行计算和分析.结果表明:50多年来,石羊河年径流总体呈明显下降趋势,黑河呈略有增加趋势,疏勒河呈明显增加趋势,地域上呈现愈往西部的河流年径流量增加愈明显.三大河流进入1990年代后有下降趋势,进入21世纪均有明显增多趋势.三大河流径流对气候变化有不同响应,石羊河流域主要受季风气候影响,气候变暖,蒸发加剧,水分散失量大,是造成径流减少的主要原因;黑河和疏勒河流域主要受西风带环流影响,径流增多的重要原因是气候变暖降水明显增多.为减缓气候变化对流域水资源利用的不利影响,在分析三大内陆河流量对气候变化响应特征的基础上,提出了适应性水资源管理的建议.建议应提高水资源利用效率;改变生产方式,调整农业种植业结构与布局;加大祁连山自然保护区建设,搞好水资源可持续利用;积极开发祁连山丰富的空中云水资源、哺育祁连山冰川等流域适应性水资源管理对策,对流域进行综合治理与开发利用,这些措施和对策将为流域水资源开发提供科学依据.

河西内陆河流域山区近50余年来气温变化的多尺度特征和突变分析

基于青藏高原东北部边缘祁连山区及附近有关气象站1960—2011年的气温观测数据,利用线性倾向分析、滑动平均法、Mann-Kendall法等方法,对甘肃河西内陆河流域石羊河、黑河、疏勒河三大水系上游祁连山区气温系列的多尺度变化特征与突变进行了分析。结果表明,近50余年来,该区域气温变化与青藏高原整体的气温变化基本一致,但又有着鲜明的区域差异。具体表现为:三大水系上游山区气温的年代际、年际、各个季节的变化总体上均呈现显著的上升态势,但受区域地理环境的影响,各水系上游山区气温上升的幅度有所不同,气温的气候倾向率总体上呈现出由东向西逐渐增加的趋势。位于祁连山区东部的石羊河上游山区年平均气温突变发生时间在1980年代中期前后,位于祁连山区中、西部的黑河、疏勒河水系上游山区年平均气温发生突变的时间为1990年代后期。但东部的石羊河上游山区气温跳跃幅度较小,中、西部的黑河、疏勒河水系上游山区,尤其是西部的疏勒河水系上游山区气温跳跃幅度较大。2000年代是近50余年来河西内陆河三大水系上游山区最暖的10 a。与年平均气温和其他各季节气温相比,各水系山区冬季(11月至次年2月)气温升幅最大,黑河、疏勒河山区春季气温升幅最小,石羊河山区夏季气温升幅最小。

河西内陆河流域的水循环分析

通过对我国西北内陆区水循环分析,剖析了河西内陆河流域的水循环特点,即在山区形成水资源、在平原散失水资源和在人工绿洲区产生二元结构;揭示了流域内的水资源以水循环为纽带,相互转化并互相联系;并对山区消耗水量,走廊、盆地、人工绿洲建设引起的地表水与地下水转化的变化和消耗水量的增加,以及内陆河下游水分亏缺问题作了分析评价;并提出了要传递流域水循环整体概念、评价山区与平原绿洲之间的局地水循环、实现在西部开发中实施内陆河流域综合治理的良性循环等问题的讨论。

祁连山与河西内陆河流域绿洲的大气水循环特征研究

祁连山和河西走廊地区为西风带、青藏高原季风、东南季风三个大气环流系统的耦合区,其内陆河流域的大气水循环特征受大气环流影响比较显著.根据已公布文献提供的资料,分析了祁连山区年平均降水与海拔和大气环流影响系统之间的关系,研究了祁连山发育的内陆河流域的绿洲水平空间尺度的分布特征,探讨了海拔和绿洲植被密集度对绿洲地表蒸发力的影响,揭示了绿洲单位面积耗水量与绿洲灌溉率之间的关系.最后,讨论了内陆河流域绿洲的特点以及开发和保护的思路.