基于绿洲灌区尺度的生态需水及水资源配置效率研究——黑河中游案例

以黑河中游农业绿洲灌区为研究对象, 以基础地理信息数据、土地覆被数据和绿洲灌区统计数据等为数据源, 基于Penman-Monteith公式和NDVI数据, 研究生态需水量的时空分异, 在此基础上, 结合实际引水量和单产耗水量, 分析绿洲灌区水资源配置的效率, 得到以下结果。1) 年潜在蒸散量在800~1200 mm/a之间, 每年6-8月为峰值。多年平均生态需水量在614~999 mm之间, 每年4-8月需求最大, 空间上呈现从东南向西北逐渐减少的变化趋势, 黑河干流沿岸灌区生态需水量相对较大。2) 黑河中游引水以地表水为主, 地下水为辅。2008年引水总量最大, 引水量较大的灌区主要集中在黑河干流沿岸。3) 黑河中游水资源配置总体情况较好, 黑河干流周边灌区供需比普遍大于1, 山丹县及民乐县灌区供需比小于1。近80%的灌区属于水资源配置高效或相对有效的地区, 仅4个灌区水资源配置效率低下, 1个灌区引水量严重不足, 因此适当调整部分灌区引水量, 进一步推广节水理念和技术, 是全面提高水资源配置效率的途径。研究结果对提高干旱区水资源配置水平有借鉴意义。     

黑河生态调水前后中游 土地利用变化分析

水资源对干旱区土地的开发利用起着决定性作用,基于GIS的空间数据处理功能及数学统计分析功能,分析生态调水前后1986—2000年和2000—2005年2个时期黑河中游土地利用的动态变化.结果表明:调水前,耕地和城乡建设用地处于增加状态,调水后增速加快;调水前,林地、草地和未利用土地均处于减少状态,调水后,林地和草地减速有所缓解,未利用土地的减速增加;调水政策的实施使水域面积从减小趋势转变为增加趋势.实施黑河生态调水后,中游土地利用整体变化速度加快.调水前,土地利用变化的主导类型是耕地、草地和水域;调水后,土地利用变化的主导类型为耕地、未利用土地和草地.黑河中游土地资源的开发程度呈增加趋势,调水后比调水前发展速度快.     

黑河流域中游地区水资源问题研究

在调查和收集黑河中游地区水资源开发利用相关资料的基础上，根据黑河中游地区气候干旱，水资源匮乏，用水结构不合理，用水效率低下，水源涵养林破坏严重等一系列问题，提出水-生态-经济系统综合管理和水价-农业-工业-生活综合考虑的对策，为黑河流域综合治理提供参考资料。     

黑河中游水资源空间分布对绿洲核心景观类型变化的驱动分析

以西北内陆黑河中游绿洲为研究区, 基于土地利用数据、基础地理信息数据及 DEM、土壤、气候和DMSP/OLS 灯光数据, 采用多时序 Logistic 逐步回归方法, 分析 1986-1995, 1995-2000 和 2000-2010 年景观类型变化的驱动力, 揭示水资源空间分布对耕地和建设用地变化的约束范围。结果表明: 1) 各时段耕地增加不存在共性驱动因子, 但耕地减少有共性驱动因子(海拔和人类活动); 建设用地增加的共性驱动因子是海拔、距离和人类活动, 但不同时段驱动效应不同; 2) 机井和河渠对耕地和建设用地变化的影响机理类似, 影响范围为 1000~1500 m, 但河渠比机井更具约束力; 3) 海拔对耕地和建设用地的影响范围在3500 m 以下, 其主要限制来自地形起伏的约束。研究结果对优化绿洲水土资源空间配置、提高绿洲水资源利用率具有重要的指导意义。     

基于生态的新疆干旱灌区水资源的优化配置

针对新疆干旱灌区水资源匮乏、降雨稀少、生态环境脆弱的现实,本文建立了基于生态水资源优化配置的基本原则、优化配置模型流程图和以生态需水满足度最大为生态目标、区域经济效益最大为经济目标、各子区域人均净效益变化率的均方差最小为社会目标的多目标水资源优化配置模型,在此基础上以阿拉尔灌区为研究区,建立灌区节点图,并根据数学模型进行归一化处理,加权求得综合配置目标,采用MATLAB软件计算出该灌区水资源优化配置方案,最后得到阿拉尔灌区的供水及配水方案:灌区地表水、地下水、其他可利用水供水比例为92.1∶6.4∶1.5,生态、生产、生活配水量比例为27∶71.1∶1.9。计算结果与实际值基本吻合,表明上述优化配置模型可靠可为同类地区生态环境保护及水资源优化配置提供参考。     

灌区水资源优化配置模型

围绕我国干旱、半干旱地区的灌区如何利用紧缺的水资源,获取最好的作物品质和最大的作物产量问题,提出了水资源优化配置模型.此模型可用于灌区的科学计划用水与配水.     

从水资源看黑河流域的生态变化及防治

在分析黑河流域水资源开发利用现状的基础上,阐明了近年来由于中游地区用水量的增加,造成下游水资源短缺,使原已很脆弱的生态环境日趋恶化,一系列生态问题不断涌现,威胁着下游绿洲的生存.提出当前黑河流域生态环境恶化是由人们不合理利用水资源所造成的,其原因是人为的,同时提出了现阶段防治下游生态环境恶化的基本措施,以供流域综合规划参考.     

基于水资源承载力的黑河中游生态建设空间格局优化

以黑河中游为研究区, 基于系统动力学模型、灰色线性规划模型和Dyna-CLUES模型, 在揭示区域水资源承载力的基础上进行景观结构优化, 并通过耕地、林地和草地分布概率的博弈, 进行退耕还林区、退耕还草区和人工造林区的空间位置识别, 得到如下结果。到2020年, 在水资源满足生产发展、生活保障和生态优化的情景下, 黑河中游水资源可承载人口为144.16 万, 可承载工业增加值为79.73 亿元, 可承载耕地、林地和草地面积分别为3027.88, 953.535和3947.115 km²。以水资源承载能力为基本约束, 黑河中游景观最优结构为耕地2742.49 km², 林地 846.456 km², 草地2184.57 km², 水域170.671 km², 建设用地364.509 km², 未利用地13289.23 km²。生态建设空间分布格局较分散, 退耕还林区集中在高台、临泽和甘州绿洲边缘, 以期增强绿洲抵御风沙功能; 退耕还草区集中在山丹和肃南的海拔较高、坡度较大、水资源和耕作条件均较差的区域, 以期减轻区域水资源压力; 人工造林区集中在民乐和山丹两县的耕地外围, 以地势平坦、水资源条件相对较好的未利用地为主, 以期增强区域水源涵养、水土保持和防风固沙等功能。     

黑河中游耕地多功能性时空变化及权衡

耕地具有粮食生产、生态维持、社会保障、景观游憩等多种功能,是保障人类粮食安全与社会经济发展的重要土地利用方式.本文以黑河中游为研究区,融合基础地理信息数据、社会经济统计数据、遥感数据和兴趣点(POI)数据等多源数据,构建耕地多功能性评价指标体系,揭示耕地功能权衡与协同关系的时空分布格局与变化特征,并通过聚类分析划分耕地...     

黑河中游社区湿地生态恢复成本的CVM评估

依据社会福利最大化原理探究了小区域生态恢复的支付卡问卷构思,突破了CVM应用的尺度局限,评估了黑河中游湿地恢复成本.结果表明,参与式社区湿地资源管理活动,使当地居民亲身受益,对未来环境福利的期望较高,对环境退化的机理认识程度较深,有利于源头数据的获取.精确计量到单位家庭福利的恢复评估,能够为实际恢复提供有效数据,居民平均支付意愿为每年每户306.68元.以15年期测算的湿地总恢复成本为0.214亿元,其中退耕还草、灌溉方式改革、化肥的少量施用补偿总价值占恢复成本的87.6%.     

运用多目标决策分析技术研究黑河流域中游水资源承载力

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,其承载力能力的研究属于区域可持续发展的研究范畴,根据干旱地区水资源开发利用的结构特点,考虑到人口、资源,环境和发展之间的关系。采用多目标决策分析技术建立了流域水资源承载力分析模型。     

关于大型灌区之间水资源配置编制的探讨

对于河流下游有几个大型灌区组成的地区，如何在可持续发展的前提下，充分利用有限的水资源进行合理配置和统一调度一直是一个复杂而迫切解决的问题。笔者以新疆某地区内的大型灌区之间如何对水资源配置的成果做以总结，以供大家共同探讨，有利于水管人员如何将有限的水资源发挥最大的作用。     

灌区库群系统水资源优化配置模型研究

以云南曲靖灌区为例,采用大系统分解协调技术对大型灌区水库群系统水资源优化配置问题进行了分析和研究;构建了水资源系统两级递阶分解协调模型,并给出了模型优化决策算法的程序框图．     

黑河中下游绿洲生态安全变化分析

在对黑河中下游5个绿洲1980s中期和2000s近期的状况开展生态安全评价的基础上,进行各个绿洲及流域的生态安全变化分析。无论是1980s中期还是近期,绿洲生态安全综合评价的结果均由中游向下游依次降低,而近期的生态安全状况又比1980s中期有不同程度的下降,下降的幅度也是由中游向下游依次增大。在支持区域生态安全总系统的3个分系统中,与20世纪80年代中期相比,水安全和土地安全水平均明显下降,社会经济安全有所上升。在宏观气候变化的背景下,中游绿洲耕地的增加和绿洲面积的扩大使水资源供需矛盾更加突出,并对下游绿洲的生态环境造成了一定的负面影响,是导致下游绿洲萎缩,整个流域绿洲系统面积缩小、稳定性下降的重要原因。必须加强全流域水资源的调配和流域的综合管理,才能实现黑河流域的生态安全和可持续发展。     

塔里木河中游水资源及其生态环境影响分析

借助塔里木河中游英巴扎站和卡拉站1961-2005年径流量数据和其他相关统计资料,对45年来塔里木河中游径流量、损耗量进行时序分析,分别得到45年来中游年径流量及其趋势、中游耗水量及趋势、中游耗水量与径流量相关关系,并对其进行了分析,得出自20世纪60年代以来,塔河上游进入中游的水量减少,同时中游耗水量不断增加,至使下泄到下游的水量越来越少,从而引起下游严重的生态环境问题.研究结果表明,加强中游段水资源的管理对流域生态系统的恢复和健康发展至关重要.     

基于InVEST模型的黑河中游土地利用变化水文效应时空分析

基于1986, 1995, 2000和2010年土地利用数据和InVEST模型, 研究近25年来黑河中游的土地利用变化规律, 模拟不同土地利用格局下的流域产流量, 并采用多元线性回归模型分析不同用地类型对流域产流的影响。结果表明: 1) 黑河中游主要用地类型为未利用地、草地和耕地, 2000年后土地利用结构变化较大, 大量耕地转化为建设用地; 2) 经过反复检验, 发现当Z=7.3时, 模拟产流量与自然径流量最为接近, 从子流域来看, 产流深度呈现从东南部到西北部逐渐递减的空间分布规律; 3) 林地面积增加抑制流域产流, 而草地、建设用地和未利用地会促进产流, 耕地在不同的利用方式下会产生正负不同的水文效应。研究结果可为实现绿洲水土资源平衡提供借鉴。     

抚州市生态用地时空变化研究

基于抚州市2005年、2010年、2013年3期遥感解译的土地利用矢量数据,运用数理统计的方法,分析了抚州市2005-2013年生态用地的数量和空间变化特征,揭示了抚州市生态用地中各地类数量变化的幅度、速度以及空间变化的区域差异,对抚州市区域规划、土地资源合理开发与利用提供借鉴和指导意义。     

贵安新区建设用地时空变化及 对生态服务价值的影响

为探究贵安国家级新区设立以来土地利用变化及其生态服务效应,基于2006,2010和2016年的3期遥感影像,利用遥感及地理信息系统技术分析了10 a土地利用分类、土地利用转移、建设用地梯度变化、生态服务价值估算及空间格局.结果表明:(1) 2006年～2010年,贵安新区建设用地增加32.50%,水域减少34.67%,而2010年～2016年建设用地增加了144.60%,耕地迅速减少71.95%.(2) 2006年～2010年,建设用地面积随着坡度的梯度增加呈现先增加后降低再增加的趋势.建设用地随着海拔、道路和城乡梯度的增加表现为先降低后增加再降低的趋势; 2010年～2016年,坡度和道路的梯度增加建设用地面积呈降低趋势.随着海拔梯度增大,建设用地面积先增加后降低.随着城乡梯度的增加,建设用地面积呈现先降低后增加再降低的趋势.(3)总生态服务价值在2006年～2010和2010年～2016年间分别减少31.25%,26.61%.(4) 2006年～2016年的Moran I指数下降,生态服务价值空间聚集程度降低,空间自相关性逐渐减弱,"冷点"区主要集中在快速发展的建设用地周围,"热点"区主要集中在林地和水域.     

水资源配置对区域水资源短缺的影响及其在水资源对策中的意义

目前,水资源短缺已成为制约我国社会经济发展的重要因素。水资源的低效配置是造成我国水资源浪费和短缺的原因;利用价格手段优化水资源配置是缓解水资源短缺的较为经济的途径。     

1986-2015年黑河干流中游水域湿地时空变化分析

以1986-2015年的7期Landsat TM/OLI影像为数据源,在遥感及地理信息系统技术的支持下,采用改进的归一化差异水体指数提取黑河干流中游各年份的水域湿地信息,从面积变化、空间分布和形状变化分析其时空变化特征.结果表明,黑河干流中游地区水域湿地近30 a来发生了明显的萎缩, 2000年之前水域湿地萎缩较为剧烈,之后趋于平缓;研究区西北部由于受人类活动和上游来水量大小的影响,水域湿地容易反复变化,中部和西南部由于农业开垦过甚,水域湿地持续萎缩;研究区景观破碎度总体表现为先增高后降低的趋势,伴随着人类活动的增强,人工水域所占面积比例在逐渐提升,水域斑块的边界形态在不断趋于规则化和简单化.