基于SD模型的博尔塔拉河流域水资源承载力研究

从水资源承载力的研究方法入手,采用系统动力学方法进行水资源承载力定量化计算,在对博尔塔拉河流域地理环境现状和该方法建模思路分析的基础上,建立适合该地区特色的系统动力学模型(简称SD模型)。应用Venism软件,把各参数代入方程,对博尔塔拉河流域水资源利用和需求进行动态计算。通过对模型计算结果的分析,验证了模型的合理性和可操作性,从而为博尔塔拉河流域水资源承载力的进一步研究提供了必要的手段,也为其他区域的水资源可持续利用研究提供了一定的借鉴。

新疆博尔塔拉河湖流域土壤元素空间变异性及其影响因素

中国西北干旱区是典型的温带大陆性干旱气候区,随着人口增多、工农业的迅速发展,人类活动产生的污染物日愈增多,区域土壤环境安全受到威胁。为了解西北干旱区典型河湖流域表层土壤元素的空间变异性,利用经典统计学及地统计分析对博尔塔拉河湖流域地表40个采样点土壤样品中19种元素的空间变异特征及其影响因素进行分析,并通过富集系数法和Hakanson潜在生态风险指数法对重金属潜在生态风险进行评价。博尔塔拉河流域表层土壤样品中Ba、Mn、V、Pb、Cr、Co、Ni、Cu等元素含量平均值均低于新疆表层土壤元素背景值,其他元素含量平均值均偏高。通过系统聚类分析,可将19种元素分为二组:第一组元素主要包括Al、K、Be、Fe、Co、Cr、Mn、V、Ti、Ba、P、Zn、Pb、Cu、Ni等元素,其中Al、K、Be、Fe、Co、Cr、Mn、V、Ti、Ba等元素为第一亚组,元素P单独为第二亚组,重金属Zn、Pb、Cu、Ni为第3亚组;第2组元素为Ca、Sr、Mg和Na,其中,Ca、Sr、Mg等表生环境中地球化学性质较为活跃的元素为第四亚组,Na单独为第五亚组。地统计学分析表明,Al、Fe、K、Ti、Ba、Be、Mn、V、Ti、Ba等稳定性元素表现为中等或较强的空间自相关。元素P和重金属元素Zn、Pb、Ni、Cu由于受到局部随机因素如耕作施肥、交通、工农业生产等小尺度因素影响,空间结构较为复杂,但整体上还没有破坏区域原有的空间格局。Ca、Mg、Sr在表生环境中地球化学活性较强,除受区域整体自然环境的控制外,还容易受人为耕作、径流等因素的影响导致空间结构性较差。Na由于受到区域自然环境变化和人为耕作的影响,空间结构性较差。最后通过富集系数计算得出研究区Co、Cr、Cu、Ni、Pb、V和Zn等7种重金属的富集系数平均值均低于1.5,表明虽然受到人为活动影响,但富集程度较低。Hakanson潜在生态风险指数分析表明,7种重金属的riE值范围在0.8~25.7之间,平均值均小于5,为轻微污染风险。综合生态风险指数RI值表明博河流域表层土壤中重金属总体处于轻微污染风险水平,但局部采样点仍然存在中等生态风险程度。

新疆博尔塔拉河中游地表水与地下水转化关系及原因

新疆博尔塔拉河流域水资源短缺且时空分配不均,定量计算出中游不同河段、不同时段地表水与地下水的转化量,对地下水开采与回补、地表水与地下水优化配置具有重要意义。基于2021年12月1日—2022年11月30日博尔塔拉河中游5个监测断面的逐日测流资料,运用河道径流分析法,结合P-III(Pearson-Ⅲ)型分布频率曲线、各监测断面来水量对比图和水文地质剖面图等对地表水与地下水转化进行了定量分析,并对渗漏河段入渗率与来水量关系进行了拟合。结果表明:(1)5个监测断面中,博乐水文站年来水量最多,查乡大桥监测断面年来水量最少。(2)博尔塔拉河中游2021年12月1日—2022年11月30日来水处于平水年份。(3)博尔塔拉河中游上段,地下水转化补给地表水;中段昆得仑渠首-查乡大桥段地表水大量入渗补给地下水,入渗系数为0.67,入渗率与来水量呈显著负相关关系;下段,地下水再次溢出地表。博尔塔拉河中游河段共经历了3次地表水与地下水转化,总体表现为地下水溢出补给地表水。

新疆博尔塔拉-精河流域植被净初级生产力变化及其与主要气候因子的关系

为揭示新疆博尔塔拉-精河流域植被净初级生产力(NPP)的变化特征及其对气候变化的响应,基于MOD17A3遥感数据对2000年至2015年该地区植被NPP值的时空变化进行了分析,并对植被NPP值与主要气候因子(年均温和年均降水量)的相关性进行了分析。结果表明:在2000年至2015年,林地、耕地、灌木地和草地4种地表覆盖类型植被NPP值的平均值分别为321.1、254.1、190.3和131.7 g·m^(-2),整个研究区植被NPP值的平均值为0.0～393.7 g·m^(-2),其空间分布呈现中间高、四周低的特征;57.22%区域的植被NPP值增加,19.90%区域的植被NPP值减少,22.88%区域的植被NPP值保持不变。相关性分析结果表明:53.45%区域的植被NPP值与年均温呈负相关,23.67%区域的植被NPP值与年均温呈正相关;41.65%区域的植被NPP值与年均降水量呈正相关,35.47%区域的植被NPP值与年均降水量呈负相关。值得注意的是,9.95%区域的植被NPP值与年均降水量呈显著正相关,且这些区域均为博尔塔拉河上游和中游两侧山地的草地。研究结果显示:在2000年至2015年,新疆博尔塔拉-精河流域的植被NPP值总体呈上升趋势;年均温和年均降水量对该区域植被生长有一定影响,并且年均降水量对博尔塔拉河上游和中游两侧山地的草地植被NPP值的影响最显著。

新疆博尔塔拉河下游灌区的水资源可持续利用刍议

本文以新疆博尔塔拉河下游灌区为例,分析了研究区水资源开发利用中存在的问题。同时,因地制宜地提出了实现灌区水资源可持续利用对策。研究结果可为类似地区的水资源可持续利用提供参考。

博尔塔拉河流域生态健康评估及保护对策

选取博尔塔拉河流域,结合流域生态现状,构建涵盖水域生境结构、水生生物、生态压力和陆域生态格局、生态功能、生态压力6大类19项指标的评价指标体系,采用综合指数法,通过水域、陆域健康指数加权求和,构建综合评估指数WHI,对流域生态健康展开综合评估。结果表明博尔塔拉河流域的健康状态为一般。诊断得到博尔塔拉河流域生态系统健康限制因子为水资源开发利用强度、枯水期径流量、鱼类物种多样性综合指数、大型底栖动物多样性综合指数、水源涵养功能指数和景观破碎度等,分析流域存在的主要生态环境问题,并提出了解决的对策和建议。

博尔塔拉河流域水域生态健康评估

以博尔塔拉河流域为研究区,参考流域生态健康评估综合指数法,构建水域生态系统健康评估指标体系,综合利用生境结构指标、水生生物指标和生态压力指标对水域生态系统健康进行评估。结果表明:博尔塔拉河流域水域生态健康等级为一般,限制因子为枯水期径流量和水资源开发利用强度;流域内博尔塔拉河上游区生态健康等级为良好,限制因子为枯水期径流量和鱼类物种多样性综合指数;中游区、下游区和大河沿子河区生态健康等级均为一般,限制因子分别为特有型或指示性物种保持率和水资源开发利用强度、鱼类物种多样性综合指数和水资源开发利用强度以及枯水期径流量和大型底栖动物多样性综合指数。山区水域生态健康等级高,平原地区等级偏低,上游生态健康等级高,中下游健康等级偏低。

基于FAHP原理的水资源承载力综合评价研究——以新疆博尔塔拉河流域和精河流域为例

本文应用模糊层次分析法(FAHP)研究了流域的水资源承载能力问题。通过对系统内在作用机制的分析,以新疆博尔塔拉河流域和精河流域为例,利用FAHP原理建立了流域水资源承载力综合评价指标体系并对其进行了量化分析。借助德尔菲专家调查法,将FAHP法运用到研究区水资源承载力综合评价指标权重的求解中,对评价指标、具体评价过程和应用方法进行了解释说明。并预测了研究区未来规划水平年水资源承载力的发展趋势。提出了该区域社会经济发展规划和水资源配置的决策方向,并探讨提高该区域水资源承载力的方法和措施。这也为其它区域的水资源可持续利用研究提供了一定的借鉴。

新疆博尔塔拉河流域平原区地表水与地下水水化学特征及转化关系

博尔塔拉河流域地质条件复杂,地表水与地下水转化频繁,研究地表水与地下水水化学特征及转化关系对流域水资源合理开发和配置具有重要意义.基于2021年4~5月采集的15组地表水样和39组地下水样,采用APCS/MLR模型和稳定氢氧同位素与水化学相结合的方法,分析了地表水和地下水水化学类型和氢氧同位素分布特征、水化学组分源贡献率和地表水与地下水转化关系.结果表明,地表水水化学类型主要为HCO_(3)·SO_(4)-Ca型和HCO_(3)-Ca型,地下水水化学类型主要为HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Na型、HCO_(3)-Ca型和HCO_(3)·SO_(4)-Ca型;溶滤-迁移-富集因子、人类活动因子、环境因子和原生地质因子对地表水和地下水中离子的平均贡献率分别为28.8%、17.7%、12.0%和6.5%;博尔塔拉河河水中D和^(18)O沿程呈富集趋势,北岸地下水中D和^(18)O整体丰于南岸;在地质构造和水文地质条件等地质条件因素控制下,河水与地下水转化集中在博尔塔拉河中游,总体表现为河流两侧潜水和泉水溢出补给河水,补给比例范围为1.0%~70.9%.

博河流域气候变化及其与径流量的关系研究

利用博尔塔拉河流域内(简称博河)4个气象代表站1960-2010年气温和降水量资料以及2个代表水文站1980-2010年径流量观测资料,进行了气候、径流量的趋势分析及突变检验,并探讨其相关关系和影响效应。结果表明:1博河流域年平均气温和年降水量呈现增加趋势,其中冬季气温上升对流域气温变化的贡献率最大;2博河年平均径流量呈波动中增加态势,并在1997-1998年发生一次由偏低期转为偏高期的突变;3流域气候变化与博河径流量的关系研究表明,其上游河源区气温与径流量的相关性比下游的大。就降水量而言,下游降水量与径流量的相关性比上游更为显著;4多元回归分析显示,当降水不变,温度每升高1℃时,博河径流量增加4.1%,而当温度不变,降水量每增加10%时,径流量增加4.6%,说明径流量对流域降水量及其气温变化的响应较为显著。