塔里木河生态输水的累积生态响应

以塔里木河第12～18次生态输水为例,采用经验统计模型和克里金插值法分析了输水前后塔里木河下游地下水埋深和夏季归一化差异植被指数(NDVI)的时空变化,剖析了地下水和植被对生态输水的累积生态响应规律。结果表明:累积生态输水量与最小地下水埋深呈对数曲线正相关关系,其累积效应的增长性由强到弱;地下水埋深对生态输水的累积时间响应具有滞后性,输水80 d后累积效应最显著;沿河道方向,库尔干监测断面累积空间效应最显著;垂直河道方向,地下水对累积输水的空间响应随河道距离增加而减弱;NDVI与近3 a累积输水量呈显著正相关关系,大西海子水库、台特玛湖及河道附近NDVI增长显著。推荐近期输水量为2.5亿～5.0亿m~3/次,合理输水时间为4—6月和9—11月,适宜输水间隔5～12个月,预期连续年份5次输水后累积效应可达最小地下水埋深3.5 m、平均地下水埋深4.2 m。     

从塔里木河河岸地下水与植被覆盖看尾闾湖维持面积

实施塔里木河下游生态输水工程（简称生态输水工程）是塔里木河下游“绿色走廊”保护的重要举措。以塔里木河下游（含湖区）为研究对象,采用密集时序遥感技术对自2000年生态输水工程实施以来的生态输水过程中河岸带与湖区植被面积和植被覆盖度的变化特征进行定量分析,结果表明：生态输水对河道两岸地下水水位的影响范围局限在1～2 km内,越往尾闾方向影响范围越窄;植被面积与植被覆盖度增长趋势显著的区域中,湖区占比较大,主要体现在尾闾湖区。为提高生态水利用效率,建议优化目前的生态输水方式。     

2000—2014年塔里木河下游地下水补给量及合理需求量

以塔里木河下游为研究区,以区域内9个固定监测断面为基础,依据断面内各个地下水监测井,收集了输水前和第15次输水后的地下水位数据,结合土壤饱和差计算方法,分析了第15次输水后的地下水补给量,并联系植被生长所需的合理水位探讨了地下水到达合理水位所需的水量,以期评价生态输水的阶段性效果,为调整生态输水方案提供理论参考。结果表明:(1)生态输水前地下水埋深在6~13 m之间,第15次生态输水后,地下水最大升高幅度达到8.26 m;(2)第15次生态输水后,塔里木河下游地下水补给量约为20.44亿m3;(3)为使地下水达到植被生长所需适宜水位,塔里木河下游地下水的合理需求量约为24.08亿m3。     

塔里木河下游生态输水量转化分析

塔里木河下游大西海子水库以下河段自1972年至2000年发生的持续断流是绿色走廊生态劣变的主要原因。从2000年5月至2011年11月,塔里木河下游共进行了10次生态输水。本文利用输水期间的地下水监测资料,运用水均衡法对大西海子以下河段历次输水过程中的水量转化进行了计算,量化了河道水量的转化项与塔里木河下游地下水的恢复程度,揭示了塔里木河下游河道径流一补给转化一蒸腾耗散的水文过程,文中结论可为今后进一步优化输水方案、合理配置区域水资源以及植被的有序恢复提供科学依据。     

浅析塔里木河下游绿色走廊输水后生态与环境的变化

由于多种原因,塔里木河下游大西海子水库以下350km河道断流近30年,地下水位下降,植被衰败,塔里木河下游绿色走廊生态恶化趋势严重.为了遏制生态劣变的趋势,保证在必要的工程实施完成前维持和保护现有植被,从2000年4月开始至2004年7月,由塔里木河流域管理局与巴州、农二师共同组织6次向塔里木河下游生态应急输水.输水后塔里木河下游绿色走廊生态与环境发生了一系列动态变化,结合实测数据进行初步分析,认为塔里木河干流上中游林草植被得到有效保护和恢复,下游生态与环境得到初步改善.     

塔里木河下游生态应急输水工程影响后评价内容探讨

自2000年向塔里木河下游实施生态输水以来,国内大多数学者所关注的问题一直集中在如何确定下游生态安全保障体系的合理生态保护范围及生态需水量;如何通过河道水流演进－地下水位抬升－植被恢复等关联性问题的系统.为下游生态输水整体效益评估、河道整治、水资源合理配置与优化调度、生态重建提供科学依据等问题上.对于塔里木河下游生态应急输水工程影响后评价的研究现在还不多见.为此.本论文以塔里木河下游生态输水为背景.对该工程影响后评价的内客进行探讨,目的在于得出塔里木河下游生态应急输水工程影响后评价的研究框架,为客现,公正的评价该工程影响提供依据.     

塔里木河下游应急输水植被恢复响应及生态修复研究

在干旱地区内陆河流域,由于水资源不合理的开发利用,流域生态系统退化已成为一种普遍现象.向断流的河道和生态退化区域实施输水工程,补偿地下水和改善水环境是河流生态系统恢复的基本行为和必然过程.为了抢救塔里木河下游生态环境,国家在2000～2003年向断流30余年的塔里木河下游500余km的天然河道实施了五次应急输水.以五次应急输水监测资料为基础,以河道水量沿程消耗-地下水位动态变化-植被恢复响应为主线,应用河道水力学、地下水动力学、植被生态学、大系统优化理论等多学科交叉研究方法,提出了下游生态修复的整体方案,为今后创建和完善干旱区受损生态系统输水、恢复与重建的评价体系奠定了理论和实践基础.     

塔里木河下游应急生态输水的"四水"转化研究

2000年5月至2003年7月,由博斯腾湖向塔里木河下游实施了5次应急输水,大西海子水库累计输水量达13. 79亿m3。开展应急输水的地表水、地下水、土壤水与大气水的四水转化研究,可以为评价输水的水文效应、生态效应及选择适当的输水方案提供依据。根据输水过程中有关水文要素的监测资料,分析了地下水、土壤水的变化,在水量平衡分析的基础上开展了“四水”转化的研究。分析表明,随着河道输水的进行,河道两侧地下水水位上升、土壤含水量增加,同时存在不同程度的滞后;在已经完成的输水过程中,大约有50%的水量用于补给地下水与土壤水,其余的50%消耗于植被蒸腾、水面蒸发与土面蒸发;在大西海子年下泄水量3. 5亿m3 的条件下,塔里木河下游地下水位将逐步稳定在埋深5~6m,恢复与维持的植被面积也将趋于稳定。     

塔里木河下游生态输水后地下水埋深趋势规律分析

以塔里木河流域下游生态输水过程中地下水埋深的监测数据为依据,选取了塔河下游河道其文阔尔河上阿克墩、吐格买莱、依干不及麻等3个监测断面分别构成下游河道上、中、下3个区段,并进行了自2000年以来所实施的塔河下游河道生态输水战略对河道沿河道走向和垂直于河道走向上地下水埋深变动趋势规律的分析。结果表明,生态输水使河道两侧地下水埋深大幅抬升;从沿河道走向来看,地下水埋深随其与河道距离的增大而抬升幅度降低;从垂直河道走向看,不同断面垂向地下水埋深表现出较为一致的变动趋势特征,且随生态输水战略的推进,这一趋势特征更加明显。生态输水是地下水补给、提升地下水埋深的主要渠道,有助于恢复河道范围内生物多样性并维持地下水较高水位动态平衡。     

塔里木河下游环境监测与生态修复研究

塔里木河下游357km河道断流近30年后，经输水使其生态产生了恢复迹象，是世界范围内流域退化生态系统恢复与重建的稀有案例。本文以此为背景，在生态环境本底状况调查的基础上，通过大量的监测资料，应用河道水力学、地下水动力学、植被生态学以及系统分析与优化方法，对五次应急输水植被生态响应效应，进行了全面系统地评价。科学地确定了合理的生态修复目标和下游河道输水与区间水量优化配置方案。为创建和完善干旱区受损生态系统输水、修复与重建的评价体系奠定了理论和实践基础，也为塔里木河流域综合治理提供了重要的技术支撑。     

塔里木河干流泥沙治理途径初探

借鉴黄河泥沙治理的成功经验,采用资料分析和对比的方法,研究了塔里木河干流泥沙的分布特点、来源和产生的影响,并针对塔里木河的具体条件,提出了塔里木河干流泥沙治理的途径：①修筑输水堤防,防止漫溢洪水将两岸土壤带人河床落淤;②修建透水控导建筑物,平衡河床滩槽水沙;③利用沿河灌注式水库的引水沉沙池和库外引洪渠引水引沙;④修建生态排沙闸;⑤疏浚河道,提高河道输沙能力;⑥源流及干流灌区实行节水措施,增加干流河道输沙水量;⑦保护性修复生态植被,减少风吹沙尘进入河道;⑧推动泥沙产业化,发挥泥沙资源效益;⑨修建源流大型控制水库;⑩修建新疆北水南调工程,最终解决塔里木河泥沙问题。     

间歇性输水条件下塔里木河下游地下水时空变化模拟

为确定适宜的输水策略以实现塔里木河下游地下水位的快速抬升,提高生态系统的恢复力,运用GMS软件构建了塔里木河下游地下水动态模拟模型,设计单阶段、双阶段和多阶段输水情景模拟预测了地下水对不同输水情景的时空响应特征。结果表明：制定输水策略时应保证年输水量大于有效水量,当输水总量一定时,延长输水时间、扩大输水间隔有助于地下水位的快速抬升;最佳输水策略是以1月和3—11月为输水期分两个阶段输水4 500万m³;地下水埋深和水位变化量沿河道对称分布,地下水埋深与距河道两侧距离成正比,地下水位变化量和抬升量与时间成反比。     

塔里木河下游应急输水与生态改善监测评估

通过对塔里木河下游5次应急输水各断面地表水水量、12个地下水监测断面观测数据和33个植被样地实测资料的统计分析,找寻应急输水地下水恢复与植被响应之间的关系。研究结果表明,塔里木河下游5次应急输水对该区域地下水恢复起到了积极的作用,沿河道横向1000m范围内地下水埋深平均抬升了4 0m,植被响应范围扩大到离河900m;沿河道纵向,阿拉干以上河段地下水埋深得到初步恢复,植被生长量有明显变化。阿拉干以下河段地下水水位受应急输水影响较弱,特别是依干不及麻断面以下地下水水位基本未得到恢复。     

塔里木河干流生态保护输水成效分析

通过对塔里木河下游开展生态输水,恢复河岸地带地下水环境作用,有效改善了下游生态环境,塔河干流下游距主河道1km处的地下水位,由最初的9.8～10.1m升到2.1～5.3m;地下水矿化度由5.3～7.8g/L下降到1.1～38g/L。塔河下游植被恢复和改善的面积达2285km2,其中,新增植被覆盖面积达362km2,沙地面积减少854km2,植物物种由17种增加到46种,物种多样性指数逐年增加。     

塔里木河下游生态输水对地下水补给量影响的研究

文章依据塔里木河下游段现有的2000—2020年的地下水监测数据,对生态输水地下水前后水面线方程进行拟合,并在水均衡原理的基础上,对经过了21次生态输水之后的塔里木河下游段地下水埋深时空变化特征进行分析,以此对地下水的补给量进行估算,以更好支持后续的生态输水.     

塔里木河下游生态恢复问题及对策探讨

针对现阶段塔里木河下游生态恢复过程中存在的问题,本文在总结前人工作的基础上,提出了一些对策措施,包括:合理配置输水时间、方式,以适合塔里木河下游主要植被的生长特点,实现输水生态效益的最大化;发挥人工辅助在生态恢复过程中的巨大作用,增加土壤种子库数量,以提高生态输水的利用效率,实现生态恢复的规模化;保证一定的输水水量,以满足恢复下游地区水文循环的要求,降低土壤盐碱度,为植被提供良好的生长环境;采取教育、政策、法律相结合的方式对人们的思维和行为进行引导和约束,从而为下游地区的生态恢复提供有效保障.希望这些方法能为塔里木河下游生态恢复工作提供一些思路.     

新疆叶尔羌河流域胡杨林区生态输水效益评估

开展胡杨林生态补水对于保护和修复干旱区自然生态系统,实现流域高质量发展具有重要意义。该文基于生态输水后植被调查和遥感监测等基础数据,客观评估了叶尔羌河生态输水效益,结果表明:生态输水影响面积10.28万hm²,其中适度淹灌(8-28 d)区域2.50万hm²;地下水储量以增加趋势为主,其中增长50～150 mm的区域占总面积的82.40%;地下水埋深较输水前抬升0.50～2.00 m;物种多样性指数较未输水区高40%～60%左右,遥感生态指数RSEI均值提升8.62%。研究成果对于指导干旱区生态输水的精准化、科学化工作提供了重要指导,也为类似地区生态输水提供了参考。     

塔里木河下游高程～水面线～面积关系的推求

根据1:1万地形图和现状植被情况划分大西海子以下至台特玛湖适宜的保护范围。量算出10个区高程~水面线~地表面积的数值,推求得到的高程~水面线~面积关系曲线。若已知塔里木河下游某一点的水面线高程,就可以利用得到的公式求出与之对应的面积;根据已知地下水的埋深和植物根部最大能够吸收到的深度,就可以得出输水能够影响到的塔里木河下游植被面积,这对研究塔里木河下游生态环境的恢复状况有着很大的意义,是对应急输水改善生态量效果的评价的基础,也是塔里木河应急输水优化配置的重要一环。     

塔里木河干流堤防建设对输水输沙影响研究

为了加强塔里木河水资源管理,至2005年在塔里木河干流中上游河段修建了大规模输水堤防、生态闸和护岸等工程,为了评估工程建成后对河道水沙运动的影响,采用1990年以来的实测水文泥沙资料,对堤防建成前后的来水来沙特性、河道输水输沙特性、泥沙冲淤规律等进行了系统的分析和研究,建立了河道输水输沙关系,估算了河道泥沙冲淤及沿程分布。综合工程实施后,塔河干流主要控制断面的水资源量基本达到了规划目标,提高了河道输水输沙协调性,增强了英巴扎-乌斯满河段输沙能力,在一定程度上改变了该河段的泥沙冲淤规律。分析了目前塔河管理中尚存在的问题,提出了改进建议。     

塔里木河下游河道输水对沿岸土壤含水率的影响分析

利用塔里木河下游土壤含水量5年期的监测资料,根据变异系数和方差分析方法研究了输水后塔里木河下游土壤含水率时空变化特性。结果显示:1输水后土壤含水率在空间上有很强的变异性。在垂直方向上,土壤含水率随着土壤深度增加整体呈先减少后增加趋势;在水平方向上,离水源较近断面的土壤平均含水率要明显高于离水源较远断面,同一断面离河道较近的土壤平均含水率要高于离河道较远的土壤平均含水率。2主要断面土壤体积含水率变化在地表以下0~3 m深度范围内有3个特征明显不同的变化层,即水分散失层、水分增加层和水分变化层。3土壤含水率在时间上有不稳定性。离河道较近的土壤体积含水率对输水过程的响应要明显高于离河道较远的土壤体积含水率对输水过程的响应。结论表明,塔里木河下游输水对河道沿岸的土壤含水率有显著影响,输水改善了土壤中的湿度进而影响了植被的生长。