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。     

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.     

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。     

注重荒漠区胡杨林生态保护与修复的汊渗轮灌研究

针对传统生态调度"只放不灌""大水漫灌"造成的生态水利用效率低、灌溉面积有限等实际问题,本文基于荒漠区耐旱性植被胡杨特殊的生物节律,提出汊渗轮灌的灌溉理念,明确了汊渗轮灌的定义、内涵,构建了汊渗轮灌系统和灌溉模式,搭建了汊渗轮灌的基本框架.以我国最大的内陆河塔里木河下游为例,基于汊渗轮灌的灌溉模式优化塔河下游原有的工程...     

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。     

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。     

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.     

塔里木河下游土地利用/覆被变化对生态输水的响应

以2000—2015年的遥感影像资料和生态输水数据为基础数据源,利用ENVI和GIS数据分析处理工具,基于时间轨迹分析方法研究塔里木河下游土地利用/覆被变化(LUCC)对生态输水的响应。结果表明:2000—2015年的16次、1 670 d间歇性生态输水,使林地和草地分别增加了823个和1 347个像元,耕地、湿地和人工用地分别减少了1 422个、736个和222个像元,其他用地增加了210个像元;植被面积总体上呈扩大趋势,2015年较2000年净增植被面积382.85 km²,人工表面增加356.10 km²;戈壁、裸土、沙漠等其他用地面积共计减少了738.95 km²;土地利用变化主要发生在塔里木河下游两岸的河水漫溢、滞留区,呈现出破碎化、不规则化和复杂化的趋势。     

2000年黄河下游河道冲淤及河床演变情况分析

根据1999年11月－2000年10月黄河下游的监测资料，分析了小浪底水库的出库水沙特点，全面研究了下游河道冲淤，床沙粗化，河道断面形态变化及河热变化，对小浪底水库调水调沙运用的减淤效果进行了分析计算。同时，就2000年10月－2001年2月向天津紧急供水对减淤的影响也作了分析研究。研究表明，尽管这一时期进入黄河下游的水量为历史最枯，但黄河下游仍减淤2．16亿t，而且未出现大的河势变化及工程险情。     

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。