黑河中游盆地南部山区地下水对平原区侧向径流补给量的估算

山区地下水对平原区的侧向径流补给量是一个长期争议且悬而未决的难题,这个量在西北内陆干旱盆地,被估算得或很小或很大。在总结前人研究的基础上,采用地质水文地质调查、物探、钻探、抽水试验、地下水动态观测、水化学测试、盆地地下水水位统测和综合研究等技术方法,查明了黑河中游盆地南部山盆交接带的地质构造接触关系、地层岩性接触关系及梨园河口白垩系风化壳含水层结构和水文地质参数。通过山区不同流域等级的地表水与地下水转化关系分析,将山区地下水对平原区侧向径流补给带划分为大中型河流河谷补给段和小微型河流或冲沟群流域构成的浅山带补给段。河谷补给段勘探资料较为丰富,多用达西断面流方法计算;针对浅山带补给段极为缺乏勘探资料的实际,以梨园河口断面径流量为参照,构建了浅山带岩性、汇水区面积、降水量等3个变量的山区地下水对平原区侧向径流补给量的估算方法。估算出黑河中游盆地南部山区浅山带地下水对平原的侧向径流补给量为0.40×10^(8) m^(3)/a,河谷段基岩侧向补给量为0.07×10^(8) m^(3)/a;推算出河谷段第四系地下水补给量为0.30×10^(8) m^(3)/a;3项补给量之和为0.77×10^(8) m^(3)/a,占盆地地下水资源量的3.0%。该研究为西北内陆干旱盆地山区地下水对平原区侧向径流补给量的估算提供了一个可供借鉴的实例。

黑河流域中游盆地地下水动态特征及其调蓄能力分析

40多年来,我国西北地区大规模的地下水开发利用造成了部分地区地下水水位持续下降甚至泉水干涸,部分地区地下水仍能维持动态稳定,判断这类地区水资源开发利用是否具有可持续性是必须解决的重大科学问题。以黑河流域中游盆地作为研究对象,采用MK检验和连续小波分析等方法,分析长时间序列地下水水位数据的变化特点,研究区域地下水动态特征;结合区域水文地质条件,综合划分黑河流域中游盆地地下水补排平衡区与非平衡区;利用克里金插值法估算1990—2020年盆地含水层对水资源的调节水量,并评价不同动态平衡区的调蓄能力。结果显示,黑河流域中游盆地地下水水位动态类型有:水文型、水文-开采型、开采型和蒸发-开采型4种长周期动态稳定型,过量开采型或上游过度引用地表水型2种长周期持续下降型。黑河-梨园河倾斜平原、酒泉盆地和黑河中游下段侵蚀堆积平原的大厚度含水层是黑河流域中游盆地的地下水补排平衡区,其在1990—2001年共输出地下水12.06×10^(8) m^(3),2001—2020年共储存地下水9.06×10^(8) m^(3)。大厚度含水层为地下水的长周期调蓄提供了充足的空间,在合理控制开采量的前提下,该类含水层的天然调蓄能力可满足生产生活和下游生态用水需要。盆地地下水补排非平衡区,如黑河以东诸河倾斜平原、盐池盆地和榆木山山前诸小河流域等地区,目前的地下水开发利用方式和强度是不可持续的,应适当减少地下水开采量,调节盆地上游的引水量和开采量,抑制地下水资源枯竭。本研究成果可为西北干旱内陆地区水资源管理和持续开发利用提供参考。

基于模糊物元模型的黑河流域水质评价

为解决水质评价中评价指标众多,存在复杂性、模糊性和不确定性等问题,采用基于指标变换值的模糊物元模型对黑河流域2013年的水质进行评价,并与传统的单因子评价法和灰色关联分析法评价结果进行对比。结果表明:模糊物元模型水质评价得出札马什克、莺落峡、高崖、正义峡、肃南5个评价断面的水质级别分别为Ⅱ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅰ、Ⅱ;基于指标变换值的模糊物元模型得出的评价结果与灰色关联分析法是一致的,与单因子评价法的评价结果在莺落峡和正义峡两个断面上略有不同;基于指标变换值的模糊物元模型应用在黑河流域水质评价中是合理可行的,且计算简便实用。

黑河流域甘肃段湿地破碎化及生态环境质量

黑河流域甘肃段湿地在国家生态建设中具有重要战略地位。受社会自然因素胁迫,该地区湿地资源的规划保护已迫在眉睫。本文基于遥感影像,选取景观破碎化指数对研究区湿地景观破碎化过程进行分析,并引入InVEST(integrated valuation of environmental services and tradeoffs)模型,对2000—2008年、2008—2016年两个时段湿地资源生态环境质量进行综合评价。研究表明:(1)2000—2008年,研究区各湿地类型面积减少明显,灌丛沼泽面积减少最多,2008年以后各湿地类型面积开始增长;(2)2000—2008年研究区景观破碎化程度持续恶化,但2008年后景观破碎化程度开始转好;(3)研究区湿地生态环境质量整体较好,极重要生境湿地面积占总面积的86%～94%。