新疆克里雅河流域绿洲适宜规模

利用克里雅河流域1957～2009年水文气象资料及2010年遥感影像数据,借助Z指数法及水热平衡模型分析了流域水资源在不同丰枯水平下的绿洲适宜规模。结果表明:克里雅河流域地表径流存在明显的丰枯变化;维持克里雅河流域下游天然绿洲稳定所需要的水资源为1.583亿m3;现状面积下,克里雅河流域人工绿洲在丰水期处于稳定水平,枯水期与平水期皆为亚稳定水平;克里雅河流域人工绿洲在丰水期、平水期和枯水期的适宜规模分别为1 608～2 413 km2、1 157～1 736 km2和978～1 467 km2,而较高水资源保证度下最为适宜的规模应控制在978～1 736 km2。

基于水热平衡原理的塔里木河下游绿洲适宜规模分析

结合近40 a水文气象资料,基于水热平衡原理,构建模型,分析和讨论了20世纪70、80、90年代以及2000年以来塔里木河下游绿洲适宜规模与耕地面积,并结合相应不同时期的遥感影像,对各时期实际绿洲规模进行了比较。结果表明:近40 a来,塔里木河下游绿洲适宜规模和耕地规模趋于收缩,但2000年以后有所扩大;20世纪80年代的绿洲耕地面积与计算得出的适宜耕地规模基本平衡,之后严重超出绿洲承载能力,2009年超出幅度达1.22×10~4 hm^2;耕地面积过大已导致塔里木河下游绿洲进入了不稳定状态,当前应采取措施适度缩小绿洲规模,并及时有效地控制耕地面积。

基于地表径流量预测的玛纳斯河流域绿洲适宜规模计算

基于神经网络算法和水热平衡原理,结合水文、气象数据,构建了玛纳斯河绿洲适宜规模模型,分析计算了1990—2020年绿洲适宜规模与现状规模,预测了2021—2030年流域地表径流量和绿洲适宜规模。结果表明:1990—2000年、2001—2010年、2011—2020年绿洲适宜规模分别为11003.3 km^2、9902.8 km^2和9075.2 km^2,现状规模分别为13388 km^2、14095 km^2和14548 km^2,稳定系数分别为0.46、0.43和0.40;2021—2030年玛纳斯河流域平均地表径流量为30.05亿m^3,绿洲适宜规模为8555.6 km^2;绿洲处于亚稳定状态,为保证未来绿洲的稳定发展,应使其处于适宜规模下。

气候变化背景下玛纳斯河流域绿洲适宜规模研究

近年来干旱区人工绿洲规模不断扩大造成水资源日益紧张,其可持续利用面临新的挑战。为宏观调控水资源提供依据。基于水热平衡原理,以干旱区典型绿洲玛纳斯河流域为研究区,采用2000、2005、2010年和2015年的水文气象资料和各年(6～8月) TM遥感影像数据,分析了玛纳斯河流域在温室气体中、高排放(RCP4. 5和RCP8. 5)两种气候情景下,以及理想绿洲结构(AbdEIGhani)、现有绿洲结构两种绿洲分布情景下的绿洲适宜规模。结果显示:玛纳斯河流域2005、2010、2015年实际绿洲面积分别为2000年实际绿洲面积的109%,114. 91%,92. 39%; 2005、2010、2015年适宜绿洲面积分别为2000年适宜绿洲面积的111. 39%,118. 8%,115. 39%。2020年和2030年的结果对比发现,相同气候情景下AbdEI-Ghani绿洲结构的适宜绿洲面积低于现状结构下的绿洲面积,表明如果按照现状趋势发展,绿洲表现出过度开发的趋势。

节水条件下玛纳斯河流域绿洲变化及适宜规模分析

干旱区节水灌溉技术的大面积推广,有效的推动了绿洲化进程,使绿洲规模不断扩大。针对节水条件下流域尺度绿洲适度规模问题,以膜下滴灌技术的发源地玛纳斯河流域为例,利用1976-2015年五期卫星遥感影像,分析了节水条件下流域绿洲面积变化过程,基于水热平衡理论构建了绿洲适宜规模计算模型,确定了节水条件下流域绿洲适宜发展规模。结果表明:1976-2015年玛纳斯河流域绿洲总面积扩张388.3km^2,人工绿洲面积扩张3 873.3km^2,天然绿洲面积缩减3 485.0km^2;计算得出玛纳斯河流域绿洲适宜规模为4 025.9～4 499.8km^2,目前绿洲实际规模超出绿洲适宜规模的3.4倍,且绿洲稳定指数H0为0.46,表明绿洲处于亚稳定状态;为了进一步保证绿洲稳定性,玛纳斯河流域适宜耕地面积应为1 801.6～2 013.7km^2。研究结果说明,不合理的绿洲开发,威胁到整个绿洲的稳定,确定绿洲适宜规模,可以为绿洲的稳定和可持续发展提供基础科学依据。

和田河流域平原耗水驱动力与适宜绿洲规模分析

基于和田河流域1964—2007年的水文、气象及社会经济资料,分析了和田河流域水资源变化趋势,探讨了流域耗水量变化的驱动因素,并在此基础上运用水量平衡法和水热平衡法估算了流域适宜绿洲规模和适宜耕地面积.结果表明,1964—2007年和田河流域出山口径流呈现增幅为0.495×108m3.(10a)-1增加趋势,流域耗水量呈现增幅为0.638×108 m3.(10a)-1增加趋势,而下泄进入塔里木河干流的水量则呈现减幅为0.143×108 m3.(10a)-1的减少趋势.1988年后人为活动对水资源影响明显加强,1989—2007年流域耗水量表现为4.805×108 m3.(10a)-1的显著增加趋势.分析表明:和田河适宜绿洲规模约为4 400 km2,适宜绿洲耕地面积约为1 300 km2.

阿克苏流域绿洲适宜规模及其稳定性分析

以阿克苏河流域为研究对象,采用水热平衡原理构建绿洲耗散型水文模型,结合1960-2010年水文气象数据,分析了阿克苏河流域适宜绿洲规模和适宜耕地面积。结果表明:当前来水条件下,阿克苏河流域天然绿洲适宜规模约为1.37×104km2,人工绿洲适宜规模约为0.41×104km2。阿克苏河流域绿洲长期处于退化的不稳定状态,绿洲实际面积远大于绿洲适宜面积。研究阿克苏河流域绿洲耗水机理对合理配置有限的水土资源,保持绿洲的稳定和可持续发展具有深远意义。

干旱区绿洲规模适宜度评价——以于田绿洲为例

以绿洲自组织和可持续发展理论为指导,从人与自然协调发展的角度出发,建立绿洲规模适宜度评价指标体系.同时,根据于田县1980—2010年的统计数据,计算出于田绿洲经济、社会和生态环境三大子系统间的协调度指数,并据此对不同时期于田绿洲规模的适宜度作出评价.研究结果表明:(1)1980—1990年,于田绿洲经济、社会和生态环境三大子系统的协调度指数相对较高,绿洲的发展规模适宜;(2)1991—2000年,三大子系统的协调度指数相较于上一阶段有所下降.但是,其大部分数值仍处于0.6以上,绿洲的规模也较为适宜;(3)2001—2010年,三大子系统的协调度指数处于三个时期中最低水平,绿洲规模的适宜度也从2003年起由适宜转变为勉强适宜和不适宜.

水资源约束下的阿克苏河流域适宜绿洲规模分析

阿克苏绿洲是中纬度干旱区典型的绿洲灌溉系统,制定绿洲适宜发展规模、明确适宜耕地面积,可为实现绿洲的生态稳定与可持续管理提供科学依据。以中国西北干旱区的阿克苏河流域为研究对象,基于作物需水量和绿洲适宜面积模型的水热平衡法,借助典型绿洲结构模型,计算了阿克苏绿洲的适宜耕地面积。结果表明:2010-2015年阿克苏灌区的作物需水量高达740.3mm,较20世纪60年代的539.6mm增加了37.2%;考虑到山区来水和下泄塔里木河干流的水量要求,阿克苏绿洲的可用水量为42.6×10^8m^3;阿克苏河流域绿洲已处于不稳定状态,耕地面积超过了水资源承载能力。计算得出绿洲适宜规模为12 430km^2,与现有水平相当。基于作物需水量和绿洲适宜面积模型的水热平衡算法计算的阿克苏绿洲的适宜耕地面积分别为4 674km^2和4 211km^2,需要在当前耕地水平上退耕18%至26%。

基于遥感和GIS绿洲发育适度规模分析——以酒泉绿洲为例

绿洲规模扩张超过阈限,将会导致严重的生态环境问题。水是决定绿洲生态系统稳定性的关键因子,确定水量与适度绿洲面积的关系尤为重要。本文以典型农业型绿洲-酒泉绿洲为例,以研究区1986年Landsat TM和2000年ETM+数据为基础遥感数据源,结合相关社会经济统计数据,计算了该区基于生态需水的适度绿洲规模。结果表明,1986年实际绿洲面积小于适宜绿洲面积,绿洲还有扩张的潜力;但实际耕地面积已经大于适宜耕地面积;2000年,实际绿洲面积和实际耕地面积均超出了其适宜规模。1986年和2000年绿洲规模安全系数均为负值,而且2000年绿洲规模不安全性增大。在现状水资源水平下,绿洲内水量不能满足绿洲的生态需求,应协调绿洲生态用水和建设用水的关系,适当退耕还林还草。

河西走廊中段临泽绿洲水资源供需平衡及承载力分析

水资源管理制度改革及种植业结构调整是提高西北干旱区绿洲水资源承载力的有效途径。结合2000—2015年临泽绿洲地表水与地下水资源利用、种植业分布格局、水利设施建设等资料,采用水资源承载力平衡指数(IWSD)和地下水开采潜力指数分析了临泽绿洲水资源供需平衡的年际变化,并利用适宜灌溉规模对绿洲水资源最大承载力进行了研究。分析得出:2000—2015年期间,在P=50%来水情况下仅蓼泉和板桥灌区能维持水资源供需平衡且地下水开采不超过最大允许开采量;受水资源管理改革、种植业结构调整等因素影响,绿洲单位面积耗水量下降0.35×10~4m^3·hm^(-2);优先保证绿洲内部生活、工业及生态用水,2020年规划下可承载灌溉面积为(3.51~3.91)×10~4hm^2。适当缩减绿洲边缘灌溉面积,协调各灌区井渠灌溉是实现绿洲"水—生态—经济"可持续发展的有效途径。

西北地区生态修复的若干基本问题探讨

综合已有的研究成果,对西北地区缺水类型、生态修复的终极目标和绿洲规模的确定等基本问题进行了探讨。西北地区缺水类型分析结果表明,不同区域缺水类型组合不同;西北地区潜在景观具有多样性的特点,原生景观具有复杂性的特点,这在黄土高原表现得尤为突出。西北地区生态修复的终极目标是:从潜在景观到原生景观。通过景观研究可指导水资源胁迫下的西北地区生态修复的景观配置与建设:第一,西北地区西部干旱环境形成年代久远,在其长期进化过程中,形成了适宜干旱环境生长的植被类型和种类,这是西北地区生态修复应首选的类型和种类,真正做到宜林则林、宜灌则灌、宜草则草、宜沙漠戈壁则沙漠戈壁。第二,西部地区干旱环境形成东西部有别,东部时进时退,因此,荒漠化防治的重点在东部。确定绿洲适宜规模的基本原理是以水定规模。基本方法有两种:一是水热平衡法,二是水量供需平衡法。二者从本质上说是相同的。不同方法确定的同一区域绿洲适宜规模所指导区域绿洲调整方向一致,但规模有大小之别,而原因在于一些参数的确定有差异。因此,加强调查和试验研究,准确率定参数,是合理确定绿洲适宜面积的努力方向。