近40a岱海水域面积与水量变化遥感监测

岱海是中国重要的自治区级湖泊湿地自然保护区之一,近年来受气候变化和人类活动影响,岱海湖面严重萎缩,水量逐年减少。基于1977—2019年Landsat系列中高分辨率卫星遥感影像,利用改进的归一化差异水体指数法提取岱海水域面积,结合湖泊数字高程模型（DEM）和实测高程数据,利用逐像元法对岱海水量变化进行了估算。结果表明：1977—2019年岱海水域面积呈现萎缩趋势,43 a间共减少了91.86 km²,缩减比例达63.19%;1977—2019年岱海水量呈现下降趋势,库容量降低了9.03亿m³,年减少速率为0.22亿m³/a;岱海水量与水域面积呈现明显相关性且逐年递减,在不采取任何措施的情况下,以当前的多年平均萎缩速率,自2019年起,岱海将会在7 a后即2026年消亡。     

内蒙古高原浑善达克沙地典型湖泊萎缩机制

以内蒙古高原浑善达克沙地内骏马湖水下地形测绘数据为基础，构建湖泊结构特征曲线；基于遥感数据提 取 1991—2021 年骏马湖面积，反演出 30 年来其水位与容积的演化特征；建立其水量平衡方程，定量分析降水、蒸 发和地下水补给量等水量平衡要素的变化趋势及相互作用模式，识别出不同阶段湖泊萎缩的主控因素。计算结 果显示：骏马湖容量由 1991 年的 1?450 万 m3波动下降至 2021 年的 380 万 m3，年均变化率为?34 万 m3/a，降水量、 蒸发量和地下水补给量均呈现减少趋势，年均变化率分别为?10 万、?7 万和?5 万 m3/a。2006 年前，湖泊呈微弱的 负均衡状态；2006 年后，地下水补给量显著减少，导致湖泊水量负均衡加剧、萎缩速率加快。结果表明：2006 年前， 气候暖干化是导致湖泊萎缩的主要因素；2006 年至今，流域地下水资源大量开采导致湖泊水量失衡，人类活动成 为湖泊萎缩的主控因子。降低地下水资源开发利用量，提高水资源利用效率，可有效减缓浑善达克沙地湖泊群的 萎缩退化进度。     

地下水深循环研究进展

对自然界中地下水深循环的研究进展进行了综述。西藏内流区的湖泊与河流存在渗漏,水量呈现出巨大的不平衡,估算每年通过渗漏流出西藏高原的地下水超过了1 000亿m3;与此同时,中国北方的地下水也呈现出极大的不平衡,降水量较少的火山与裂谷地区有大量的泉水涌出形成了河流与湖泊,内蒙古高原与东北地区的河流与湖泊在北东方向上呈现出串珠状的分布。通过对长白山天池地下水补给源区的各项分析确定,补给天池的地下水来自于外源水,能够同时满足补给源区高程、降水同位素、渗漏等特征条件的地区只有西藏内流区。北方地下水中的锶、氦同位素特征关系揭示了深循环地下水与地幔玄武岩等发生了水岩反应。贝加尔与山西裂谷地区中地壳高导低速层可能是深循环地下水的导水通道,玄武岩孔洞构成了导水构造。深循环水在火山及裂谷附近向地表排泄形成河流与湖泊,河流源头附近的地温梯度偏低。西藏内流区的渗漏水通过深循环方式补给内蒙古高原、鄂尔多斯、阿拉善、华北平原、东北平原、贝加尔湖、东海、南海等地区,地下水的年龄自西向东呈增加趋势,一般在20~40 a之间。     

黄河源沙漠中月牙泉群的特性及形成机理

月牙泉是沙漠里地下水水位抬升在沙丘间形成的小湖泊。近年来黄河源沙漠新增加了数千个月牙泉,这种小湖泊群的形成和增长对于遏制黄河源区的沙漠化和改善源区生态具有重要意义。通过连续4年的野外调研和遥感解译,分析研究了黄河源月牙泉群的形成机理和运动特性。黄河源沙漠围绕黄河故道发育,以卵石和细沙组成的沉积物渗流发育,地下水渗流可传播几十千米补给月牙泉。特别是2002年建成黄河源大坝蓄水,抬高了鄂陵湖水位和临近地区的地下水水位,把鄂陵湖下游沙漠月牙泉的分布从30 km往下游扩展到60 km,沙漠月牙泉个数和面积迅速增加了3倍。新生的月牙泉具有活动性,移动速度3~13 m/a。如果月牙泉得到地下水的持续补给,周边沙丘发育植被逐渐稳定,黄沙发生风化,表层和浅层泥沙级配出现20%的风化黏土细颗粒,最终植被发育,稳定并绿化了沙漠。     

联合Landsat影像和ICESat测高数据估计青海湖湖泊水量变化

湖泊既是陆地水资源的重要储蓄场所,也是区域和全球水文循环系统的重要组成部分,其水量波动对气候变化较为敏感。为了掌握湖泊面积、水位和水量的变化规律,借助1988-2018年Landsat TM/ETM/OLI影像和归一化差异水体指数NDWI（normalized difference water index）提取青海湖湖泊水域面积;利用ICESat-GLAS（ice, cloud, and land elevation satellite-geoscience laser altimeter system）测高数据提取青海湖湖泊水位变化,并结合观测资料检验陆地GLAS光斑脚点高程和湖泊水位的估测精度。根据湖泊面积与水位、水量与水位的关系,构建1988-2018年青海湖湖泊面积-水位-水量波动时变序列,并探讨湖泊水位、面积、水量的年内和年际变化特征。结果表明：GLAS光斑脚点高程与高程实测值的标准误差为0.14 m,与SRTM3高程标准误差为0.26 m;1988-2018年青海湖年均水位和水量总体上呈增加趋势,其中年均水位最低值出现于2004年,平均水位为(3 193.0±0.16) m,湖泊面积为(4 190±13) km²;与1988年年均水位相比,2018年青海湖年均水位上升了(1.93±0.22) m,湖泊年均面积扩张了(197.75±6.3) km²,湖泊水量增加了(8.93±0.12) km³。     

巴丹吉林沙漠南缘地下水补给机制研究

为研究巴丹吉林沙漠南缘水源地的地下水补给机制,分析了采自浅井、深井及湖泊的35个水样的Cl-浓度、TDS含量和氢氧同位素特征。根据巴丹吉林水源地及周边水化学水平分布特征,结合研究区气象和水文条件、水文地质结构、地下水流场发现,戈壁区地下水对沙漠区地下水无明显补给作用,但是沙漠区、戈壁区及山区地下水稳定同位素关系表明,沙漠区地下水来源于南部山区及戈壁区的地下水或降水。通过野外调查发现,沙漠边缘分布大量洪积黏土,认为沙漠外围山区、山前戈壁带降水在季节性河道形成的脉冲式洪流是沙漠区地下水的重要补给来源之一,这一认识不仅解释了采用水化学和同位素技术进行分析而获得不同结论的原因,而且有利于地下水资源评价。     

基于星载雷达测高资料估计博斯腾湖水位-水量变化研究

为了理解气候变化背景下的内陆湖泊水位、面积、水量波动变化规律,科学合理地指导湖泊水资源利用与开发。利用1990-2015年Landsat TM/ETM/OLI影像和2002-2015年多源星载雷达测高资料,借助归一化水体指数(Normalized Difference Water Index,NDWI)提取博斯腾湖湖泊水域面积,结合湖泊水位观测数据,对星载雷达测高数据提取的湖面瞬时水位估计值进行对比与分析;根据湖泊面积与水位、水量与水位的关系式,构建湖泊面积-水位-水量波动时变序列,并探讨湖泊水位和水量变化的年际特征。结果表明:ICESat-GLAS、ENVISatERS、Jason-12的当日水位估计值与附近扬水站的水位观测值绝对误差分别小于0. 21、0. 18、0. 15 m,而且具有较强的相关性和一致性。1990-2002年湖泊水位持续增长阶段; 2002-2015年期间,湖泊水位持续下降。2015年湖泊水域面积比1990年减少了(32. 20±3. 5) km2,年均水位下降了(0. 81±0. 19) m,湖泊水量减少了(9. 49±0. 022)×108m3。因此,湖泊水量变化为气候系统和人类活动的影响机制的理解提供了参考依据。     

宁夏引黄灌区渠道砌护对生态环境的影响分析

随着灌区节水工程的实施,渠道的渗漏水量减少,对地下水的补给水量也减少,针对是否会产生自然植被衰竭、湿地萎缩、生态退化等一系列生态环境问题,本文通过大量的试验观测数据,从生态系统的基本功能、生态与地下水位、渠道渗漏水量、地下水动态变化等角度,分析探讨了渠道砌护节水对自然植被、湖泊湿地、土壤盐渍化等方面的影响,为灌区渠道砌护节水工程的进一步实施提供决策依据.     

宁夏引黄灌区渠道砌护对生态环境的影响分析

随着灌区节水工程的实施，渠道的渗漏水量减少，对地下水的补给水量也减少，针对是否会产生自然植被衰竭、湿地萎缩、生态退化等一系列生态环境问题，本文通过大量的试验观测数据，从生态系统的基本功能、生态与地下水位、渠道渗漏水量、地下水动态变化等角度，分析探讨了渠道砌护节水对自然植被、湖泊湿地、土壤盐溃化等方面的影响，为灌区渠道砌护节水工程的进一步实施提供决策依据。     

浅议我国湖泊现状和存在的问题及其对策思考

湖泊作为人类一种宝贵的自然资源,在国家的经济社会可持续发展中起着重要作用。然而,由于经济的快速发展,工业化、城镇化的快速推进,人类对湖泊资源掠夺性开采和开发已经对湖泊造成了严重的破坏,导致了湖泊现状十分严峻,如湖面萎缩、水质恶化、生态功能退化、资源急剧减少等。针对我国湖泊的现状分析其背后的深层次原因,并提出了有针对性和建设性的意见和建议,包括强化思想认识、完善湖泊立法、改革管理体制、加强群众参与等。     

洪泽湖面临的生态环境问题及其成因

受淮河及湖泊周围地区环境污染和人类不合理的开发活动的影响,我国第4大淡水湖泊洪泽湖水生生态环境呈现退化趋势.分析了洪泽湖湖面萎缩、湿地锐减、水质下降、灾害频发、生物多样性减少等问题;论述了洪泽湖生态环境问题的成因.围湖造田、围网养殖、泥沙淤积是湖面萎缩的主要因素,入湖污染物的总量超过洪泽湖水体自净能力造成水质下降,自然因素和人为因素造成灾害频发,生物资源的不合理开发、生态环境不稳定、外来物种的入侵使生物多样性减少.提出了保护和恢复洪泽湖和谐生态环境的有效措施.     

塔克拉玛干沙漠区地下水空间信息统计特征与变异性分析

通过采集水样、开展地下水现场调查,以及地下水化学成分实验分析等,本文分析和论述了塔克拉玛干沙漠南缘安迪尔河下游、塔里木沙漠公路沿线地下水化学成分等空间信息的统计特征及变异性。沙漠区地下水化学成分单因子与偏相关分析表明,沙漠公路北段地下水矿化度与Na 、Mg2 、Ca2 的偏相关性非常显著,与HCO-3的偏相关性较显著,与其它离子的偏相关性不显著。沙漠公路南段地下水矿化度与SO42-、HCO3-、Cl-偏相关性极显著,与Na 、Ca2 、Mg2 偏相关性较显著,与其它离子偏相关性不显著。安迪尔河下游地下水矿化度与HCO-3、SO42-、Cl-、Na 偏相关性极显著,与Mg2 、Ca2 偏相关性较显著,与其它离子偏相关性不显著。利用SPSS统计软件计算地下水中主要离子变异系数,结果表明沙漠公路南段地下水位埋深和电导率的变异系数明显地小于安迪尔河下游和沙漠公路北段,属于低变异强度;安迪尔河下游区地下水位埋深的变异系数较大,属于高变异。沙漠公路北段地下水化学成分各观测值平均最小,并具有最小的变异系数;沙漠公路南段次之,变异系数居中;而在安迪尔河下游普遍较大,变异系数相应较大。电导率表现出相反性质,平均值越小,变异系数越大。     

博斯腾湖流域气候水文变化及对湖泊水位的影响研究

随着气候环境变化和人类活动影响加剧,博斯腾湖水位发生了明显改变。基于最近观测的气候水文数据,分析了1961—2019年博斯腾湖流域水文气候要素和湖泊的变化特征,探讨了湖泊水文变化的可能影响因素。结果表明:博斯腾湖水位(面积)发生了明显的阶段性变化,其中1961—1987年有下降(萎缩)趋势,1988—2002年迅速上升(扩张),在2003—2012年大幅下降(萎缩),但在2013年之后有明显上升(扩张)。这种阶段性变化受区域气候转型和人类干扰共同影响,其中区域气候增暖增湿引起了1987年之后湖泊水位上升;但从2003年开始,农业灌溉用水增加使得博斯腾湖入湖径流有所减少,流域生态输水工程增加了博斯腾湖的出湖水量,而降水减少导致的干旱频率增加,这些因素共同作用下使得湖泊水位大幅下降;而2013年以来湖泊水位上升主要与山区降水增加和增温加剧引起的冰雪融水补给增加有关。此外,工农业排放废水导致水质退化,进而改变了博斯腾湖自然水循环系统。因此,在气候变化背景下,博斯腾湖未来的水安全很大程度上依赖于人类活动的影响。     

气候变化对可可西里盐湖流域湖泊水量变化的影响分析

湖泊是气候变化的敏感指示器。为了研究气候变化对湖泊水量的影响,以盐湖流域为研究区,应用统计方法对1989—2018年降雨、气温、蒸发进行线性趋势和突变分析,采用多源卫星遥感技术对湖泊面积等水文要素进行监测,分析湖泊面积与气象要素、湖泊面积与湖泊水量之间的相关性。利用VIC模型模拟径流并结合计算的冰川水量得到盐湖径流组成,定量探讨气象要素对湖泊水量变化的影响,综合分析2011年前后气象要素影响流域湖泊水量的差异。结合统计分析与水文模型定量计算可知:年降雨量、年平均气温显著升高,年蒸发量呈下降趋势,且与湖泊面积有较好的相关性。湖泊面积与湖泊水量间相关性较高,可间接体现气象要素对湖泊水量变化的影响。2011年前卓乃湖和盐湖水量变化主要受降雨量影响,库赛湖和海丁诺尔湖水量变化主要受气温影响;2011—2014年4个湖泊水量变化主要受降雨量影响;2015—2018年4个湖泊水量变化中降雨增加量、冻土释水和地下水补给增加量、冰川融水量对湖泊扩张的贡献约为34.48%、57.66%、7.86%,气温变化成为影响湖泊水量变化的主要因素,降雨量影响次之。     

山东省水生态建设有关问题初探

由于气候变化和人类活动的影响,极端气候发生的概率增加,出现了一系列水生态问题。如：河道断流,湖泊萎缩,湿地干涸,滩涂消失,土地荒漠化、盐渍化,河、湖、水库污染,水源涵养和调节能力下降,地下水漏斗区扩大和地面沉降、沿海地区海水入侵等。上述问题已经影响到人类社会生活的各个方面,如：     

鄂尔多斯湖泊时空变化规律及影响因子分析

利用Landsat数据、Modis数据,分别提取了1980年、1990年、2000年、2008年鄂尔多斯地区湖泊的水体指数与植被指数,统计了不同年代各湖泊的水面面积并分析了湖泊面积变化的原因。结果表明:鄂尔多斯地区湖泊总面积由1980年的297 km2萎缩至2008年的136 km2,萎缩了54%;湖泊萎缩率与海拔高度关系密切,高海拔区域湖泊的萎缩率较高,而地势低洼区域湖泊的萎缩率较低;湖泊萎缩影响因素有降水量减少、人类活动和植被指数增大等,其中植被指数的增大可能是最重要的影响因素。     

石羊河流域下游天然绿洲地下水生态功能强弱周期性与机制

西北内陆的石羊河流域下游区降水稀少、蒸发强烈,天然植被对潜水埋深具有强烈依赖性,对地下水这种生态功能的强弱变化特征与机制尚缺乏深入认识。本文采用原位监测、高分辨遥感探测与解译和多元相关分析方法,研究地下水生态功能强弱变化与潜水埋深、气温、降水和出山地表径流水量之间的关系。结果表明：(1)地下水生态功能越强,天然植被覆盖度越高或归一化植被指数值越大;(2)地下水生态功能具有时效性和年际及日际变化周期性,每年4月至7月上旬是地下水生态功能作用逐渐增强时段,每日7∶30—19∶00是地下水生态功能主要作用时段,主要受控于气温、日照、蒸发、上游区降水与出山地表径流水量和潜水埋深的一年四季周期性变化影响;(3)每年潜水埋深大于极限生态水位时段,地下水生态功能处于失效状态,且气候越干旱,每年的失效时段起始越早和结束越晚。因此,西北内陆的石羊河流域下游天然绿洲区地下水生态功能强弱具有年际、年内变化周期性。     

台特玛湖适宜湖面研究

本文系统分析了塔里木河干流大西海子下泄水量与湖面面积的关系,以及车尔臣河入湖水量,确定了台特玛湖湖区适宜的湖面面积。根据大西海子下泄水量及车尔臣河平枯年份下泄水量对台特玛湖湖面的影响,推荐台特玛湖湖区(包括车尔臣河下游湖区和台特玛湖)的适宜湖面面积为170～200km~2,并基于此提出了调控措施与建议,为台特玛湖地区生态环境持续恢复提供了重要的理论依据。     

荆门市湖泊资源环境生态保护研究

湖泊是水资源的重要载体,是自然生态系统的重要组成部分,本文就荆门市湖泊生态存在的污染、萎缩、湖面消失等问题及水生态保护遭遇的困扰,提出了建议,并对如何保护湖泊生态提出新的理念。     

青海湖水平衡要素水文过程分析

本文将湖泊与湖滨作为一个整体,对1965~2002年逐日水文过程进行模拟,以研究青海湖各项水文要素的变化过程。分析出多年平均入湖总径流量为21.01亿m3,湖面降水16.62亿m3,湖泊水面蒸发量40.93亿m3,平均年亏缺水量为3.25亿m3。近10多年来,增温幅度比较大,每年亏缺水量约5.19亿m3。同时分析了与湖滨生态演变有关的岸冰冻融过程和稳定入湖的地下水过程,建立了比较完整的水量平衡要素系列。