基于生态安全的干旱区绿洲生态需水研究

从绿洲生态安全的科学内涵出发,提出用于维护干旱区绿洲生态安全的3项指标,即适宜的绿洲规模、适宜的耕地面积和适宜的地下水位值。同时指出适宜的绿洲规模不仅是指面积指标,也应反映绿洲植被盖度指标。以民勤绿洲为研究区域,计算得出基于适宜绿洲规模的天然植被和人工植被生态需水量为1.27×108m3;基于适宜耕地面积的地下水入渗补给量为0.3234×108m3;基于适宜地下水位值的地下水位恢复的生态需水量,即人工补给回灌量为0.1892×108m3;最后得出基于生态安全的绿洲生态总需水量为1.46×108m3。这可为今后研究区生态恢复和治理提供一定的决策依据。     

额济纳绿洲植被生态需水及其估算

生态需水是当前水问题的一个研究热点,对于生态环境急剧恶化的内陆干旱区,这一研究尤为紧迫。以额济纳绿洲为例,依据GIS技术进行生态分区并且采用阿维里扬诺夫估算方法,对其1998年和2004年的生态需水量进行了计算。结果表明:当植被生态系统结构发生变化时,其相应的需水量也发生变化,额济纳绿洲植被1998年和2004年的最低生态需水量分别为5.8494×108m3和5.9083×108m3。不同时期生态需水的定量计算和定性分析,对科学制定生态恢复方案和水量分配方案具有很大的现实意义和借鉴作用。     

额济纳地区绿洲恢复生态需水量研究

在现有研究的基础上,再度明确了生态需水量的涵义;通过对干旱地区植被生态需水量现有计算方法的分析,考虑植被盖度对生态需水量的影响,提出了计算干旱地区天然植被生态需水量的新方法;在对额济纳绿洲现状分布特点分析的基础上,综合考虑绿洲恢复规模和生态功能之间的关系,提出了额济纳绿洲恢复的若干方案,应用所提出的生态需水量计算方法对各方案生态需水量进行计算,并以研究区未来可利用水资源总量为约束,确定了额济纳绿洲未来的恢复方案。     

绿洲发展生态价值与社会经济价值的综合分析

干旱绿洲区水资源匮乏,绿洲的生态发展与社会经济发展之间矛盾突出,评估绿洲生态与经济的价值对于指导绿洲发展具有现实意义。基于2014-2018年的石羊河流域统计数据,考虑流域水资源因素、社会经济因素和绿洲景观因素的影响,结合情景假设的分析方法,分别对流域内绿洲适宜面积、耕地数量底线、绿洲生态价值和社会经济价值进行估算。结果表明：2014-2018年石羊河流域平均绿洲适宜面积为33.09×10⁴~50.26×10⁴ hm²,流域平均绿洲生态价值为170.77×10⁸ 元,二者均呈现减少趋势;绿洲生态价值的最小值为假设畜牧业增加情景中的149.44×10⁸ 元,绿洲生态价值和社会经济价值之和最大值为假设增加人口、增加耕地面积、增加畜牧业和增加工业组合下的945.85×10⁸ 元。     

荒漠绿洲植被生态需水研究现状及发展趋势——以民勤县为例

以民勤荒漠绿洲现状条件为基础,通过总结国内外相关研究成果,明晰了以植被生长为主体的生态需水内涵。从生态系统的适宜性、阈值性、循环性和农业气象原理入手,分析了植被生态需水的理论基础,藉此提出适宜民勤绿洲的生态需水估算方法,即依托于3S技术划分土地类型及面积,以潜水蒸发法为主,综合使用直接计算、Penman-Monteith公式等多种计算方法。此外,探讨了植被生态需水研究的难点所在,认为应将重心放在建立植被生长与降雨量、地下水埋深等因素的响应函数,探究潜水与SPAC系统的耦合机制,揭示植被生态需水机理。构建符合民勤荒漠绿洲的植被类型和水文生态条件适宜程度识别指标体系,探究植被生态需水驱动机制,最终实现统筹人口、资源、环境与经济社会的协调可持续发展。     

石羊河流域北部平原区生态修复措施

针对石羊河流域北部平原区生态现状,分别对荒漠植被、自然林地、人工防护林以及绿洲等不同生态功能区提出了相应的生态修复对策:荒漠植被区应大力种草,恢复地下水位,治理零星沙丘;天然林地应确保生态用水,保护现有植被;加强人工防护林建设,实施退耕休牧还草;绿洲的生态修复,应调整种植结构和水价,促进节约用水,提高水资源利用率.     

节水条件下玛纳斯河流域绿洲变化及适宜规模分析

干旱区节水灌溉技术的大面积推广,有效的推动了绿洲化进程,使绿洲规模不断扩大。针对节水条件下流域尺度绿洲适度规模问题,以膜下滴灌技术的发源地玛纳斯河流域为例,利用1976-2015年五期卫星遥感影像,分析了节水条件下流域绿洲面积变化过程,基于水热平衡理论构建了绿洲适宜规模计算模型,确定了节水条件下流域绿洲适宜发展规模。结果表明:1976-2015年玛纳斯河流域绿洲总面积扩张388.3km~2,人工绿洲面积扩张3 873.3km~2,天然绿洲面积缩减3 485.0km~2;计算得出玛纳斯河流域绿洲适宜规模为4 025.9～4 499.8km~2,目前绿洲实际规模超出绿洲适宜规模的3.4倍,且绿洲稳定指数H0为0.46,表明绿洲处于亚稳定状态;为了进一步保证绿洲稳定性,玛纳斯河流域适宜耕地面积应为1 801.6～2 013.7km~2。研究结果说明,不合理的绿洲开发,威胁到整个绿洲的稳定,确定绿洲适宜规模,可以为绿洲的稳定和可持续发展提供基础科学依据。     

黑河下游额济纳绿洲人工生态与自然生态和谐共存浅析

额济纳绿洲(亦称居延绿洲)位于黑河流域下游,是额济纳东、西河及其支流冲积而成。主要绿色植物种有天然胡杨林、柽柳林、梭梭林,其伴生物种有苦豆、芨芨、芦苇、白茨等植物,构成荒漠绿洲特有的植被群落。这些天然绿洲和人工绿洲,既是人工生态与自然生态相处的物质基础,也是维护绿洲生存与发展的重要依托。因此,在有限的黑河入境水量情况下,如何维护和共建绿洲人工生态与自然生态的和谐关系,是这里生态建设上的重大课题。     

基于敏感保护目标的那棱格勒河生态需水研究

基于那棱格勒河生态特点,统筹考虑生态基流、鱼类繁殖生长关键期所需河道水量和植被需水高峰期所需短期洪水过程,综合确定河道内生态需水量,并采用流域水量平衡法确定绿洲生态耗水量,同时计算尾闾湖泊需水量。结果表明：河道生态基流10月至次年4月为5.48 m³/s、6—9月为11.82 m³/s,5月河道内生态流量考虑鱼类繁殖需保证11.82 m³/s,6月、9月各需一场不少于5 d、平均流量分别不低于80.0、82.5 m³/s的洪水过程;绿洲区平均生态耗水量为4.54亿m³/a。     

论张掖绿洲的发展战略

在荒漠绿洲区,有水为绿洲无水为荒漠.自2000年黑河水量调度已长达12年,其下游(正义峡断面以下)额济纳绿洲生态得到一定程度的恢复,但对中游造成了很大的负效应,地下水位年下降1.0～1.5m,已经超过地下水生态水位,致使防风固沙林死亡面积达425km2,荒漠化面积增加了604km2,天然湿地每年以1％的速度萎缩,生态经济恶化,其结果张掖将是“第二个民勤”.实践表明,现行黑河调水方案极不合理,下游适宜的分水比应＜50％,增加中游地表水用量至7.3亿m3,严格限制张掖绿洲地下水开采量,同时逐步由指标调度转向生态调度.强烈呼吁:有关部门主动而积极的修改黑河调水方案,不要再等20年使张掖变成民勤,再来治理.     

基于生态补水的缺水河流生态修复研究

为研究河流生态修复所需的补水量和补水关键期,以永定河官厅山峡段为例,采用环境需水量和生态需水量两种方法,计算不同阶段河流生态修复所需的生态水量。结果表明:水文变异后,永定河生态严重退化,实施生态补水迫在眉睫;现状1. 7×10~8m~3补水水量具有一定的积极作用,但不能满足河流正常需水;未来3个典型年(75%、90%和95%)最低的生态补水量为4. 88×10~8、6. 11×10~8和6. 37×10~8m~3,同时推荐3-6月份为生态补水关键期。通过对生态补水量和补水时机的研究,为永定河生态修复提供一定的理论依据。     

基于生态安全的阿瓦提灌区生态需水量研究

阿瓦提灌区地处塔里木盆地西北边缘,气候极端干旱,降水稀少,蒸发强烈。近年来,由于大批开荒、水资源不合理利用、土壤盐渍化等导致灌区生态环境越发脆弱,阻碍其经济的可持续发展。在灌区实地考察、分析整理多年新疆统计资料的基础上,考虑灌区生态用水安全,针对不同植被生态需水特点,分别采用彭曼公式法、定额法和比值法等相适宜的生态需水研究方法,计算其生态需水量。结果表明:阿瓦提灌区生态需水总量为13. 37×10~8m~3,其中,河道外生态需水量为6. 8×10~8m~3,河道内生态需水量为6. 57×10~8m~3。通过生态需水量研究,提出适宜的用水建议,为阿瓦提灌区生态系统的健康与稳定提供一定的理论依据。     

基于生态水力半径法的武江流域生态流量研究

采用综合反映水生生物需求和河道断面信息的生态水力半径法,对武江河上北江特有珍稀鱼类省级自然保护区内的生态流量和生态水位进行估算。结果表明:生态水力半径法计算的生态流量过程线上存在明显的低流量、高流量和流量脉冲等水文要素,符合鱼类的自然需求;天然径流量下生态水力半径法估算的生态需水均可得到满足,但武江上梯级开发较多,需进行生态水位开展闸坝联合调度来保障河道的生态需水,确保犁市(二)站断面处各月份水深不小于平均生态水深。     

基于生态流量区间的多目标水库生态调度模型及应用

传统的水库调度以兴利调度和防洪调度为主,常忽视生态环境问题,导致河流生态水文系统的健康状况不断恶化。相对传统的以水电站年发电量最大,发电保证率最高为目标函数,本研究还引入了生态保证率最高的目标函数,构建基于生态流量区间的多目标水库生态调度模型,并采用NSGA-Ⅱ算法对模型进行优化求解。利用该模型对天生桥一级水库1956年-2008年的来水过程进行优化调度,结果表明:经济效益最大的调度方案会对天然径流过程产生显著的改变,而兼顾经济效益和生态目标的建议调度方案对水库的经济效益产生影响较少的同时能保证生态系统的稳定性。     

鄱阳湖流域水资源生态安全状况及承载力分析EI北大核心CSCD

为系统评估鄱阳湖流域水资源生态安全状况,基于水资源生态足迹模型计算了流域所在地市水资源生态足迹和水生态承载力,并通过水资源生态盈余和生态赤字、万元GDP水资源生态足迹及水资源生态经济协调指数评估了水资源生态压力状况。结果表明:研究区内农业用水是产生水资源生态足迹的主要类型,宜春市是产生水资源生态足迹最多的地区;各市均处于生态盈余状态,但多数地区水生态承载力有所降低;在产生水资源生态足迹的因素中,应重点关注农业用水和水污染因素;研究区万元GDP水资源生态足迹逐年降低,萍乡市和吉安市水资源的生态经济协调性下降。各市应以绿色发展为目标,注意水资源消耗强度,通过建立健全农业水价形成机制、持续加强水环境治理等措施,保障水资源的可持续利用。     

基于生态足迹的半干旱牧区生态承载力分析

可持续发展的定量测度是当前国际上生态经济研究的前沿问题,也是生态水利关注的热点之一。生态足迹分析法是近年来发展的用于定量研究和判断一个国家或地区可持续发展状况的新方法。本文以内蒙古典型半干旱牧区乌审旗2000—2003年统计资料为依据,基于生态足迹理论与生态足迹计算模型,对其生态足迹与生态承载力进行了计算与分析评价。结果表明,当地生态足迹呈现上升趋势,生态赤字不断增加,地区发展处于一种不可持续状态。本研究对牧区生态水利建设具有一定指导作用。     

生态水权的理论与实践

从水权的角度理解生态和环境用水,可以为生态和环境的保护与恢复提供新的研究思路。通过辨析“河流”“河道”与“流域”,“用水”“耗水”与“需水”,“生态”与“环境”等概念,明确了生态水权的内涵。在生态水权的计算方法中,重点介绍了Montana法、湿周法、日本的维持流量及我国的河道内和河道外两类生态和环境需水。结合我国黄河与塔里木河的生态水权问题,提出了包括立法、协议、规划、管理、工程、经济手段在内的实现生态水权的具体途径。     

基于生态水深-流速法的河段生态需水量计算方法

在界定了生态流速和生态水深概念的基础上,提出了一种同时考虑河道本身参数(湿 周、糙率、水力坡度)和维持某一生态功能所需河流流量的水力学方法,避免了湿周法不能反映复式断面真实水位流量关系的缺点,并用于验证黄河上游小川河段生态需水量,同时用Tennant法作了对比。结果表明：用生态水深-流速法得到的小川河段生态流量优于Tennant法所计算的生态需水量,由于该方法考虑了生态流速和生态水深,故所得的结果符合实际情况。     

基于生态修复理论在河流整治中的研究

介绍了河流治理要以生态水工学的理念进行生态整治,通过表述了遭到破坏的河流生态系统所面临的问题,即进行生态修复首先要治污、要满足河流的最低生态需水量、尽量恢复河流的自然状态,进一步从不同角度介绍生态修复的各种措施即从点、线、面、体各方位考虑生态修复。