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.     

塔里木河下游输水对地下水位和生态恢复的影响

地下水及天然植被对保持水土、维护物种多样性有着不可或缺的作用。以塔里木河为对象,通过对比塔里木河生态输水前后地下水水位线与植物群落的分布特征发现：塔里木河流域地下水位的变化与河道生态输水有直接关系,输水次数越多、量越大,水位抬升越明显;下游植物群落及生态问题在河道输水前后优势物种会产生改变,且在输水后丰富度会有所上升;河道横向方向由于随着地下水高度的逐渐降低生态植被的密度、盖度分布会急剧降低。     

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。     

生态输水工程对水系连通的多维影响：以塔里木河为例

生态输水工程一方面缓解了水资源时空分布不均的难题,另一方面改变了水系自然连通状态。本文结合图论与景观格局指数法,从形态、结构、功能三个维度构建水系连通评价指标体系,分析塔里木河干流生态输水工程实施前后,上、中、下游水系连通格局的时空演变。综合水系连通指数计算结果表明,生态输水以来上、中游水系连通指数先上升后渐趋稳定。生态输水之前由于断流,下游各维水系连通指数均呈下降趋势,生态输水以来下游水系连通指数开始上升,其中形态与结构连通指数响应较快,功能连通指数响应较慢。从趋势来看,水系连通指数不会随着生态输水工程的实施持续上升,而是存在一定的阈值。形态连通方面,生态输水后,上、中游水域由大面积连续斑块向小面积破碎斑块转化,下游大面积水域斑块增多。结构连通方面,水系连通时长增加,其中下游最为显著;生态输水前期上、中游水域面积减少,下游水域面积增加;输水后期流域整体水域面积增加,但上、中游持续和周期连通水域面积增幅减小,而下游增幅显著。功能连通方面,上、中游以供给和支持功能占主导,下游随着生态输水的进行,各类功能占比渐趋均衡。生态输水水量与各维水系连通指数均表现为正相关,水系形态、结构连通指数响应较快,功能连通指响应较慢,由此可见生态输水对塔里木河干流水系连通的提升具有积极效益。研究结果可为生态输水实践提供技术支撑。     

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.     

甘肃省疏勒河流域尾闾生态补水工程措施研究

以向疏勒河尾闾——敦煌西湖国家级自然保护区输送生态水量为目的,以恢复和归束疏勒河河道为措施,通过调查疏勒河现有河道、已消失古河道现状,考虑疏勒河下游河道输水水量逐渐衰减的特性,分析确定了河道生态输水效率及输水流量。针对工程中存在的风蚀、风积作用影响河道成型稳定,部分河段地下水埋深浅、土质疏松,工程运行期形成结晶盐塞,壅塞河道,影响输水效率等问题,设计中主要采取了绕线、换填等措施。疏勒河河道恢复与归束工程于2013年陆续开工建设,2016年大部分河段基本建成,2016年(丰水年)在已建成的河段进行了试通水,达到了预期的输水效果。     

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。     

塔里木河下游弯曲河道形态特征及演变分析

塔里木河下游是典型的弯曲河道，自2000年起实施生态输水后，原本断流的河道开始间歇性过水，而输水对于河道形态的塑造及演变的影响有待研究。基于遥感影像解译与实测资料，识别河道边界并沿程提取170个弯道，分别从整体河道与弯道角度进行形态特征及演变规律研究。结果表明：塔里木河下游平面形态蜿蜒曲折，深泓线沿程波动起伏，横断面主要为抛物线形、梯形和倒三角形。河道演变特征为干流基本稳定，沟汊变化频繁。弯道包含简单弯道与复合弯道两种类型，迁移类型主要为延伸、收缩、展宽、缩窄、延伸与展宽/缩窄组合等6种方式，迁移速率随弯道曲率先增后减。     

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。     

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。     

塔里木河流域第七次应急输水期间径流情势及其对河流生态的影响

基于2005年塔里木河流域8个气象台站、4个探空站及4条源流出山口和干流15处控制断面2005年的水文气象监测资料,对塔河"四源一干"2005年气象和径流情势进行分析。结果表明:塔河流域山区及平原区的气温和降水量均较常年高,天然来水量较常年增加21%,干流输水总量为56.88亿m3,输水改善了河道两侧及下游的水生态环境,但其过程中耗水量仍较大。就第7次向塔里木河下游输水对水环境和生态环境的效应进行评价。     

南水北调东线一期工程黄河以北段底泥重金属污染及其潜在生态危害评价

通过对南水北调东线一期工程黄河以北段输水干线及其相关河道底泥重金属进行地累积指数污染评价、潜在生态危害评价,得出黄河以北段输水干线及其相关河道底泥中重金属汞表现为中度污染和中等生态危害程度的结论,并提出了水质保护建议.     

塔里木河干流治理综述

受气候干旱、水资源无序开发和低效利用等的影响,塔里木河流域生态环境日渐恶化,已成为制约流域经济发展、社会稳定等的主要问题。塔里木河干流治理的主要任务是在干流修建输水堤、生态闸和河道护岸工程,防止洪水漫溢,变无序用水为控制用水,提高该河段水资源的利用率,其作用是在满足上中游两岸生态用水和农业灌溉用水的同时,增大向下游的输水量,到2005年实现向大西海子以下河道输水3．5亿m^3的目标。根据分析计算,治理工程实施后可基本达到向下游输水5．08亿m^3的目标,堤防工程的修建可增大河道输沙量,减少泥沙淤积。同时,工程布局以及河道护岸工程建设如何根据未来河势的变化进行调整和完善,还需要进行深入的研究。     

基于SPEI的南水北调中线水源区干旱时空特征

利用多种统计方法对南水北调中线水源区降水和气温序列进行趋势诊断,识别了不同气象站点序列的时空变化趋势;以标准化降水蒸散指数(SPEI)为干旱指标,建立考虑降水和气温共同对干旱过程影响的评价模型,研究分析了水源区不同时间尺度和分期(汛期、非汛期和全年期)干旱过程动态变化特征。分析表明:降水量呈现不显著的下降趋势,气温总体呈现显著性上升趋势;短时间尺度SPEI对降水和气温变化更加敏感,随着时间尺度增大,SPEI值变化更加平缓;非汛期和全年期水源区发生严重干旱的概率增大,不同气象站点3个不同时期发生特旱或重旱的年份与历史发生干旱的资料相一致;干旱严重程度从上游到下游逐渐衰减,整个汉江上游和西北部地区干旱发生频次略高于下游和南部地区;对比标准化降水指标(SPI)计算结果,SPEI指数较SPI指数补充考虑了降水和气温对干旱过程的综合影响,可作为SPI指数的一个重要补充分析手段,可应用于描述南水北调中线水源区不同时间尺度的干旱特征。     

苏北供水干河输水损失测验与分析

一、前言 输水损失是输水河道在输水过程中的自然损耗，包括水面蒸发和河床渗漏。对某一河道而言，蒸发量与气温、湿度、风力等气象因素有关，渗漏量与河床土质、湿周、河水位等有关，这些影响因素随时间、河长的变化而变化，故河道的损失量难以直接测定，多以河段水量平衡计算来推求。合理确定输水河道的输水损失，是供水计量的基础。     

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。     

简讯

塔里木河综合治理工程初现成效塔里木河综合治理工程第四次生态应急输水，已在塔河尾闾台特玛湖东北面形成超过１０km２的水面，水位和水面都大于去年的第三次输水．第四次生态应急输水，已通过孔雀河，从博斯滕湖向大西海子以下输水２．８亿m３，超过了原计划向大西海子以下输水２．４５亿m３的水量．２０００年至２００１年，新疆水利部门先后三次从博斯腾湖向塔河输送生态水１３．５亿m３，累计向塔河下游泄水７亿m３，水头到达塔里木河尾闾———台特玛湖，从而结束了塔河下游３００多km河道近３０年滴水未见的历史．经过这三次应急输水…     

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。