塔里木河流域干旱区地下水生态调节与监测预警分析

为了研究塔里木河流域干旱区地下水生态调节规律,在塔里木河干流上游、中游、下游选择31个监测井共5个监测断面对塔里木河干流的地下水情况进行监测,并对监测结果进行系统分析。结果表明,塔里木河干流中上游为良好生态环境区域,下游逐渐接近荒漠化,所以必须采取生态干预,逐渐改善塔里木河下游的生态环境。     

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。     

基于氧同位素(δ18O)的塔里木河下游河水向地下水的转化研究

中国西北属于干旱区,区域内发育有很多内陆河。在内陆河流域,地表水与地下水之间的转化十分明显。为探索干旱区地表水对地下水的转化特征,以便为有效开发利用水资源和预测地下水环境变化提供理论依据,本研究以塔里木河下游为研究区,对不同河段的河水与地下水进行了取样,并利用同位素技术研究了地表水对地下水的转化比率。结果表明:在塔里木河下游地区,河水向地下水的转化明显,阿拉干断面河水向地下水转化率最高;总体而言,沿河道向下游,河水向地下水的补给量呈减少趋势;本文运用质量守恒原理,并通过定量分析,得出塔里木河下游河水向地下水的平均转化率为43.36%,这对于合理利用区域内的水资源、正确评价生态输水效益具有重要意义。     

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。     

塔里木河下游河道疏浚工程输水线路选择

针对塔里木河下游河道断流和生态环境恶化问题,为保护下游绿色走廊,对塔里木河下游大西海子水库下游河道疏浚工程,通过投资、占地、施工、管理、防洪等综合比较,在可供选择的3种输水方案中,建议选择在大西海子水库主坝上新建1座放水闸方案.分析结果表明,实施塔里木河下游河道疏浚工程具有良好的生态效益和社会效益.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

塔里木河下游地下水位空间变异性研究

塔里木河下游干旱缺水,地下水资源是生态健康的基本保障。本文采用线性回归法对塔里木河下游地下水位进行回归分析,并采用地统计学方法对当地地下水位的空间变异规律进行分析。结果表明:塔里木河下游各月地下水位与其测点空间坐标呈线性关系,具有很强的空间相关性;对于局部变化剧烈的地下水位,采用克里金平滑效应修正法可明显减小克里金插值所带来的平滑效应,但整体插值精度略低于普通克里金与泛克里金法。     

库塔干渠东干渠渠道衬砌工程设计初探

库塔干渠东干渠工程是塔里木河近期综合治理工程之一,主要承担孔雀河向塔里木河下游生态系统与塔里木下游灌区、孔雀河下游阿克苏甫灌区输水任务,对于缓解塔里木河下游水资源紧缺局势具有重要意义。由于渠道受气候、冻融变化、地下水盐运移等的影响,渠道防渗衬砌、防冻胀等问题成为建设中的难点、焦点问题。本文就东干渠工程在防渗、防冻胀设计方面积累的经验,进行一些粗浅的分析与探讨。     

塔里木河近期综合治理工程生态成效评估

塔里木河流域生态环境是制约本地区经济社会发展的重要因素。自本世纪初,国家针对塔里木河流域恶劣的生态环境,投入大量资金进行综合治理,采取一系列措施严格管控地下水开发,针对地下水过度开采导致地下水埋深过低,自2001年～2013年,连续12年采取源头输水措施,向塔里木河下游进行输水,有效的改善了下游地区的生态环境。218国道绿色走廊土地沙漠化出现明显好转,地下水埋深已达到适合植物生长的深度,种植物恢复程度较好,绿色走廊基本畅通无阻。塔里木河近期综合治理工程总体上取得了良好的生态环境,经济社会效益也更加突出。     

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。     

焉耆盆地开都河北岸地下水开发利用工程运行管理探讨

焉耆盆地开都河北岸地下水开发利用工程位于巴州焉耆盆地开都河北岸,作为向塔里木河下游输水,改善塔里木河下游生态环境的重要工程。工程具有灌溉、改善生态、置换地表水等综合效益。工程必须加强组织协调,做好工程管理工作,同时要做好工程优化设计方案,选择经验丰富的设计单位,对提高工程的设计水平和控制投资具有重要的意义。笔者参与了工程建设,针对水源地施工及运行管理实际状况,提出了合理化建议。     

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。     

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。     

关于新疆孔雀河下游生态输水工作的几点思考

孔雀河流域作为塔里木河"四源一干"格局中的重要组成部分,其生态保护措施和水资源利用状况对塔里木河的生态经济发展至关重要。近年来,孔雀河下游胡杨林处在大面积衰败和死亡状态,生态隐忧日益凸显。为保证下游生态环境的可持续发展,流域管理部门,通过采取加强水量统一调度、加强河道巡查和执法、开展沿河机井摸底调查、加大胡杨林保护宣传力度等一系列措施,有效完成了孔雀河下游生态输水专项工作。     

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。