变化条件下干旱内陆河流域水循环特征研究

为探索干旱内陆河流域降水稀少、生态环境脆弱、人类长期活动和剧烈气候变化等对流域内水循环产生的影响,以玛纳斯河流域为例,根据天然-人工二元水循环系统理论,建立了二元水循环模型,并对该流域水循环每一环节的蒸发、渗漏进行了计算.结果表明:玛纳斯河流域平原区天然水循环通量为9.38亿m3/a,占流域降水通量的11.70％;人工水循环通量为18.35亿m3/a,占流域降水通量的22.88％;平原区的人工水循环通量已经远远超过了天然水循环通量.玛纳斯河流域总水循环通量为80.26亿m3/a,现状条件下全流域天然水循环通量为61.91亿m3/a,流域天然水循环通量与人工水循环通量的比例为77.14∶22.86.     

气候变化对干旱内陆河流域水资源影响的研究进展

气候变化对水资源的影响是当前全球变化研究的热点和前沿问题之一。气候变化对干旱内陆河流域水资源影响的研究也越来越引起诸多学者的关注与重视。本文回顾了国内外气候变化对水资源影响研究现状与进展,总结了相关的研究方法,并从水文要素、气候变化与人类活动对水资源的定量评估、气候变化对极端水文事件的影响研究和应对气候变化的水资源适应性管理措施4个方面归纳了相关方面的研究成果。同时指出了气候变化对干旱内陆河流域水资源影响研究存在的问题,并展望了未来气候变化对干旱内陆河流域水资源影响研究的发展趋势。     

气候变化和人类活动对水文循环影响研究进展

气候变化和人类活动是影响流域水文循环过程和水资源演变规律的两大驱动因素,所引起的水文效应已成为当前全球变化研究领域的焦点问题。水循环系统是气候系统的重要组成部分,气候变化对水循环要素的影响必然导致流域水资源的时空变化。同时,人类活动对流域水循环的影响也日益显著,主要表现为土地利用/覆被变化、修建大型水利工程等引起的流域下垫面条件变化,进而影响流域内的产汇流机制。针对气候变化和人类活动对流域水循环要素的影响机制,从水文要素时空变化检测与归因的角度对主要研究结果进行回顾,探讨了变化环境下水循环要素变化的检测与归因分析研究方法,并总结了定量区分气候变化和人类活动对水循环过程影响研究中的主要问题和不足,提出了未来需要重点加强气候变化和人类活动对水循环要素变异的驱动机理及贡献分解研究、加强水循环要素时空变异特征的诊断以及模型评价技术和不确定性量化研究等。     

第9届中国水论坛在兰州举办

<正>由中国自然资源学会水资源专业委员会等主办,中国科学院寒区旱区环境与工程研究所、兰州大学等共同承办的第9届中国水论坛于2011年8月2—3日在兰州举办,论坛以"水与区域可持续发展"为主题,从多学科交叉、多学科视野深入研讨。主要议题有:①干旱区内陆河流域水与生态,包括:西北内陆干旱区水循环机理;干旱区内陆河流域出山径流对气候变化的响     

变化环境下典型内陆河出山口径流变异特征分析

内陆河流域的水资源演变规律一直备受关注。以天山北麓中段的玛纳斯河为典型研究对象,利用滑动平均法、Brown-Forsythe、R/S及Mann-Kendall检验法,对玛纳斯河52 a年径流序列进行了初步诊断、详细诊断与综合诊断,最终判定1987年为该河年径流的变异点。通过分析其物理成因认为,气候变化是导致年径流变异的主要驱动因素。通过小波分析,证明玛纳斯河年径流在演变过程中存在周期性变化规律。变异前后的水文情势分析表明,在气候变化影响下,流域水循环存在加速的可能性。     

石羊河流域水资源特征及开发利用研究

从内陆河流域水循环的角度出发，分析了石羊河流域水资源的特征；通过流域供用水现状及特点分析，揭示了水资源开发利用中存在的主要问题；针对问题产生的根源，提出了流域水资源合理开发利用的途径．     

跨流域调水的大尺度分布式水文模型研究与应用

变化环境下区域分布式水循环模拟研究,是地球系统科学中的重大科学问题,也是区域水安全和水资源风险管理需求的重要应用基础。本文开展了以南水北调中线工程联系的跨汉江、黄河和海河多个流域的区域水循环模拟、环境变化影响与水安全研究。重点论述了跨流域调水的大尺度分布式水文模型(LDTVGM)的研究与展望。目的是探讨变化环境下跨流域调水的分布式水循环模型的建立,发展区域水循环动力学-非线性系统-多源不确定性分析与综合的理论与影响评估方法,为分析应对气候变化和高强度人类活动影响的区域水资源安全及应对措施的风险管理,提供科学依据。     

中国工程院院士康邵忠,中国农业大学水利与土木工程学院副教授佟玲:深刻认识区域水循环演变规律确立合理的绿洲灌溉农业规模

水资源短缺和生态环境恶化已成为制约我国西北内陆河流域经济社会可持续发展的核心.内陆河流域有限的水资源承载了过多的人口及经济活动,使水循环过程发生了深刻变化,进而影响受水控制的生态系统,带来生态环境的巨大改变.石羊河流域是西北内陆干旱区典型的水资源紧缺区域之一,是甘肃河西内陆河流域人口最多、水资源开发利用程度最高、用水矛盾最突出、生态环境问题最严重、水资源对经济社会发展制约性最强的流域.随着人口增长和经济社会发展,水资源过度开发利用,流域水资源严重超载,经济用水挤占生态用水,使得进入下游民勤绿洲的水量逐年锐减,致使下游地下水水位下降、植被衰退、绿洲萎缩,进而引起土地沙漠化、荒漠化、盐碱化等一系列生态环境问题,威胁着流域的可持续发展,危及当地人们的生存.研究石羊河流域水资源转化规律及其农业节水调控模式,对于深刻认识该区域水循环演变的过程和机制,确定合理的绿洲灌溉农业规模,促进水资源持续高效利用,改善脆弱生态环境更具有重要的现实意义,同时对西北干旱内陆区其他流域也具有借鉴与参考价值.     

干旱区内陆河流域绿洲水循环监测及评价系统

以新疆为例,针对干旱区内陆河流域平原绿洲水资源的运移、转化和消耗等水循环特点,以水资源科学管理,高效利用,合理配置和可持续发展为出发点,提出了加强绿洲水文研究、建立绿洲水循环监测系统及绿洲水资源利用评价系统的初步构想。监测评价系统能适时科学地诊断绿洲水循环过程及水资源利用的合理性,并及时有效地解决绿洲水资源利用存在的问题。     

古里雅河和叶尔羌河流域不同海拔水循环特征

以水循环为纽带,把水、沙、汽和冰作为一个有机整体,研究了古里雅河和叶尔羌河流域在不同海拔地区的水循环特征及其在环境变化中的作用,发现这两条流域内水循环在不同海拔地区存在着一些特征差异,并对这些特征差异进行了分析。从机制上揭示了这两条流域的水循环在不同海拔地区特征差异的原因,证实了沙尘在该流域不同海拔地区的水循环中起纽带作用。从这两条流域的水循环在环境变化中的作用的研究中,进一步得出了沙尘对我国西北干旱地区的气候变化影响较大的结论。     

变化环境下的流域水资源评价分析研究

受气候变化和人类活动双重因素影响,流域可用水资源量不断减少,已对内陆河的流域生态环境体系造成严重威胁。文章将流域范围划分不同水资源分区,采用不同方法计算变化环境下的水资源量,进行综合对比评价,结论可为内陆河水资源可持续利用提供科学依据,具有十分重要的实用价值。     

青海湖沙柳河流域水汽再循环研究

陆地蒸发水汽是水循环过程的关键环节,深刻影响内陆河流域的水资源和生态环境,研究水汽再循环比例对区域水资源调配和管理具有重要意义。选取2019年5—9月份青海湖沙柳河流域13个采样点的月降水同位素数据,利用基于稳定同位素的水汽再循环模型,分析了再循环水汽对流域降水的贡献比例,以期为该流域水循环研究提供基础数据和理论参考。分析结果表明：(1)2019年5—9月份青海湖沙柳河流域逐月平均水汽再循环比例分别为11.01%、12.64%、8.13%、9.48%和14.97%,平均为11.25%;其季节变化特征明显,5月份流域水汽再循环比例开始增加然后降低,到9月份达到最大值,呈先增加后降低再增加特征。(2)各月水汽再循环比例空间分布状况存在差异性。(3)6—8月份流域河源地区水汽再循环比例均大于河口地区,从河口地区到河源地区呈现明显的增加趋势,水汽再循环比例最高值均位于流域的西北部山区。(4)5—9月份水汽再循环比例主要受500 m高度东向水汽来源和海拔影响。沙柳河流域水汽再循环是该流域重要的降水来源之一,关注流域水汽再循环有利于流域的水资源管理和有效利用。     

水循环生态效应与区域生态需水类型

本文从水循环基础理论出发,通过分析水文循环过程的能量转化规律,揭示水循环生态效应变化机理,提出判断生态系统演变与水循环关系的基本准则,以此区分生态需水类型。降雨分布决定了内陆河干旱区与外流域生态需水的基本格局,降雨径流关系的稳定性决定了半湿润半干旱区与湿润地区生态需水的差异,依附于地表水体的水生态系统随水量发生变化,其临界点取决于径流量的丰沛程度。我国区域生态需水类型可分为：西北内陆河干旱区植被生态系统需水;半湿润半干旱区河湖与地下水连通系统的整体生态需水;北方湿润地区河湖水生态系统需水;南方湿润地区维持河流生态服务功能最大化的流量。     

内蒙古高原内陆河东部流域水资源规划纲要编制工作的若干思考

在分析内蒙古高原内陆河东部流域社会经济发展情势与生态环境保护要求的基础上,总结了开展内陆河流域水资源规划纲要编制工作的目的和意义,分析了规划工作的主要任务和工作内容,以期为有关方面开展内陆河流域规划和管理工作提供技术参考。     

变化中的流域“自然-社会”二元水循环理论与研究方法

在人类活动和气候变化影响下,流域水循环发生了深刻变化。水多、水少、水脏、水浑等流域水问题背后的科学基础是"自然-社会"二元驱动力作用下的流域水循环及其伴生的水环境、水生态过程的演变机理,有效解决这些水问题需要一套流域"自然-社会"二元水循环理论来支撑。本文在简述二元水循环研究历程的基础上,从水循环的驱动力、结构、功能属性和演变效应等方面,对比分析了自然水循环和"自然-社会"二元水循环的不同特征,阐述了变化中的流域"自然-社会"二元水循环的基本原理,包括学科范式、科学问题、研究内容与研究方法等。文章还讨论了二元水循环研究面临的机遇与挑战,如水资源的数量-质量-效率统一度量与转化问题及解决方法等,并进行了研究总结。     

张掖市地下水位上升成因分析与对策研究

本文选取张掖市为典型内陆河流域城市进行研究。分析结果表明:张掖市地下水位上升受自然因素和人类活动的影响。一方面,受气候变暖以及祁连山水源涵养林的影响,黑河径流量和降雨量均有显著增加,导致对地下水的入渗补给量相应增加。另一方面,由于张掖市城市建设的快速发展影响了原有的地下水循环条件,导致地下水径流畅通性降低。张掖市为应对地下水位上升采取了积极有效的措施,取得了较为明显的效果,可为类似的内陆河流域城市开展地下水水位上升治理提供借鉴。     

干旱区面向生态的水资源合理配置模型与应用

本文基于生态系统服务的动态生态价值评估的基础上,提出了内陆河流域生态用水效益的计算方法,建立了内陆河流域基于生态效益和经济效益统一度量的水资源合理配置模型。考虑内陆河流域水资源多次转化、多次重复利用的特点,将计算单元种植结构优化模型嵌套在水资源转化模拟模型中,实现模拟模型与优化模型的耦合。以甘肃省河西走廊石羊河流域为例,获得了流域水资源在不同区域间与生态用水和经济用水间的合理分配方案。为探索干旱区内陆河流域面向生态的水资源合理配置提供了新的途径。     

基于稳定同位素的策勒河流域山区河流蒸发损失估算

为探究昆仑山北坡山区流域水体蒸发损失垂直变化情况,基于2016年5-12月昆仑山北坡中段策勒河流域不同水体同位素数据,运用蒸发富集模型和稳定同位素（¹⁸O和²H）方法,研究了流域内不同水体的同位素时空变化特征,分析了策勒河流域的补给来源,并根据蒸发富集模型估算了流域内不同海拔地区同位素的蒸发损失。结果表明：流域内不同水体同位素的特征呈高山区贫化、荒漠区富集的趋势;策勒河河水与地下水存在密切的水力联系;策勒河流域在不同海拔的平均蒸发损失：高山区为24.99%、中山区为29.04%、荒漠区为35.00%。研究结果对理解区域水平衡及其对山区生态系统气候变化的响应具有重要意义。     

黑河地区水资源脆弱性及其生态问题分析

水资源作为干旱内陆河地区社会经济发展最主要的制约因素，其脆弱性的研究属于区域可持续发展的研究范畴，论文就甘肃西部最大的内陆河流域黑河流域的水资源脆弱性及其目前存在的生态问题的产生原因作了较为深入的分析，并提出了水资源开发与生态保护、修复的一些建议。     

流域水文过程与植被相互作用研究现状评述

从流域水文过程与植被相互作用规律、流域生态水文模型、流域生态水文对气候变化的响应三个方面,对国内外相关研究现状进行了总结分析。从中发现,当前流域水文学正在从以单一水循环过程为主要研究对象发展成以研究水分、能量与物质耦合循环以及水文过程与生态过程的相互作用等为主要内容的综合性、交叉性学科。现关于流域水文过程与植被之间的关系研究多集中于单向作用的研究,如水文过程对植被的影响研究和植被变化对水文过程的影响研究,而对水文过程与植被之间的反馈机制以及对流域内土壤-植被-大气复杂系统的整体研究不足,缺乏对流域水文过程与植被相互作用机理的全面认识。有研究表明,气候变化已经影响到流域水文过程和植被生长,气候变化下的流域生态水文响应是水文学研究的前沿课题。水文学需要强化对流域生态水文机理的研究,只有在充分揭示流域生态水文机理的前提下,才能预测未来气候变化下的流域生态水文响应。生态最优性原理能够解释植被对外界环境变化的响应,从而被应用于描述植被与水文过程的相互作用。基于生态最优性原理的流域生态水文模型已逐渐成为生态水文学的研究热点之一。