浅析塔里木河下游应急输水前后生态变化

本文介绍了塔里木河的水资源和生态恶化现状,分析了向塔河应急输水的必要性和可行性,根据遥感影像,从图像解译、分类以及植被指数、植被覆盖度两个主要方面对塔河下游输水前后的生态变化作了定性和定量分析,对输水效果进行了评价并提出了建议。结果表明:9次应急输水对塔河下游生态恢复起到了巨大的推动作用,有效地遏制了生态的继续恶化,为我国综合治理塔河赢得了宝贵的时间。     

塔里木河下游植被覆盖动态变化遥感分析

目的 基于遥感等信息化技术,对塔里木河下游地区应急输水前后的植被覆盖度状况进行动态监测及定性定量分析.方法 选取塔里木河下游地区1999年TM、2002年ETM~+和2004年的ASTER等3期夏季遥感影像和基础地理数据,基于RS,GPS及GIS等技术,通过分类体系划分、遥感信息提取、野外验证等方法,完成了研究区植被覆盖度的动态变化分析.结果 应急输水工程实施后,研究区河道两侧较大范围内的中、高盖度植被覆盖面积明显增加,劣、低盖度植被覆盖面积持续下降,部分地区还出现了较为明显的逆转,生态环境逐步趋于好转.结论 基于RS,GPS及GIS等信息技术,建立植被覆盖度动态监测体系,是研究生态环境动态变化的重要手段和发展趋势.     

断流河道间断输水两岸地下水的运动模型及其解法--以塔里木河下游断流河段生态输水为例

以塔里木河下游断流河段生态输水为背景,根据间断性输水河道充水和停水2个阶段周期性交替重复出现的特征,建立了断流河道间断输水两岸地下水运动的一维非稳定流模型,并通过水位与流量边界条件相互转换的一种方法实现模型的求解,最后应用该模型分析了塔里木河下游断流河段生态输水两岸地下水位恢复状况,其结果比较满意,表明了模型的实用性。     

塔里木河下游输水后地下水动态变化及天然植被的生态响应

通过总结自2000年开始的对塔里木河下游生态输水后的地下水和天然植被的详细调查资料,从输水后地下水的时空变化和天然植被对地下水动态变化的响应差异上展开了针对性的分析,结果显示:生态输水后塔里木河下游沿河一定区域的地下水受输水影响出现了明显的响应,其抬升和回落存在着明显的时空差异,而正是这种水位的时空差异导致了地表植被在时间和空间响应上的明显不同;在空间上表现为从上到下的差异和距河由近而远的差异,从时间上表现为随输水持续时间的增长而响应的越来越明显的特点．同时,根据输水后地下水和植被响应的关系以及输水对塔里木河下游天然植被的保护和恢复进行了讨论,目的是为塔里木河流域的生态治理工程提供植被保护和恢复的理论依据,同时为其他地区开展类似的生态工程提供可供参考的科学依据．     

塔里木河下游生态输水对当地经济影响实证研究

文章采用随机抽样问卷调查、入户访问和统计资料相结合方法,塔里木河对下游输水后农牧民经济收入和当地经济变化进行研究。调查结果表明：90％以上的被调查者赞同生态输水带来了明显的经济利益,至少76％的农户家庭收入在输水后得到不同程度的增加,农牧民家庭收入增加更显著。随着输水后放牧数量增加193％,平均家庭收入相应增加了近2倍,人均收入提高了181％;96％的居民认为地方经济发展与生态输水有关。输水后两团场农林牧渔业生产年平均产值提高了141％,实际播种面积也增加18％。问卷调查的民意结果充分说明生态输水在改善生态环境的同时,给当地农牧民带来了可观的经济收入,并在一定程度上促进了当地经济的发展,突现出塔里木河下游生态输水的社会经济效益。     

新疆塔里木河下游河道生态输水对植被生理的影响研究

通过对2000～2002年塔里木河下游生态输水过程中地下水位变化的动态监测和24个样地的胡杨、柽柳、芦苇等主要植物叶片的脯氨酸(PRO),超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)等生理指标的测试分析,探讨了塔里木河下游断流河道输水后地下水位抬升变化以及地表植被的生理响应过程. 监测研究表明,随着塔里木河下游生态输水工程的实施,河道附近地下水位呈逐级抬升过程, 由输水前的5～8?m抬升至2.5～5?m;塔里木河下游天然植物的生长与地下水位变化有着密切的关系,随着地下水位的抬升,植被生长状况得到改善,胡杨、柽柳、芦苇等植物的各生理指标对地下水位变化响应敏感,对不同地下水位条件下植物的PRO累积过程、POD和SOD酶活性的变化分析推测,芦苇、柽柳、胡杨的胁迫地下水位分别为 3.5,5和4.5?m.     

塔里木河下游胡杨径向生长与水文的响应

借助树木水文学的方法,文章以对塔里木河下游主要建群植物胡杨年轮的生长量变化进行深入分析。结果显示：（1）塔里木河下游生态输水后,胡杨样枝年轮生长量变化明显,说明输水对胡杨生长量的影响是显著的和积极的;并表现出明显的时空动态变化规律;（3）胡杨样枝的中部和底部年轮径向生长量之间的相关性显著,主枝顶部和侧枝顶部以及主枝中部和侧枝中部之间的相关性显著;（4）随着输水时间的延续,样枝胡杨主枝和侧枝径向生长量呈上升趋势;而且胡杨样枝不同部位径向生长量年际变化规律呈上升趋势,这充分说明塔里木河下游实施的生态输水工程对胡杨生长量的影响是显著的和积极的。     

向塔里木河下游生态应急输水方法及成效

为有效缓解塔里木河（以下简称“塔河”）下游生态进一步恶化，在塔河流域综合治理期间，通过分阶段、分线路等多种方法实现向塔河下游生态应急输水任务。项目实施后塔河下游“绿色走廊”生态有了明显改善，有效遏制了塔河下游生态环境日益恶化的趋势，对保护塔河下游生态环境及人们生存环境起到举足轻重的作用。     

基于地下水动态模拟的生态输水累积效应

为研究塔里木河下游生态输水对地下水的累积效应,以阿拉干断面和第12~18次生态输水为例,建立塔里木河下游典型平原断面间歇性输水下的局部地下水数值模型。采用基于互补相关理论的平流[CD*2]干旱模型计算实际月最大蒸散发速率,模型经率定验证后可应用于生态输水对地下水的累积效应评价。刻画地下水对生态输水的时空响应规律是评价累积效应的有效手段,通过地下水对输水的有效响应距离和受水面积2个指标,揭示输水前后地下水时空分布格局。结果表明,输水后812m地下水距河道的最大响应距离扩大到1100m,中高水位受水面积达到低水位受水面积的161倍,输水有效范围主要分布于距河道1000~2000m内。     

塔里木河下游卡尔达依地区胡杨树枝年轮生长量变化特征

借助树木水文学的方法,文章以对塔里木河下游主要建群植物胡杨年轮的生长量变化进行深入分析。结果显示:塔里木河下游生态输水后,胡杨样枝年轮生长量变化明显,说明输水对胡杨生长量的影响是显著的和积极的;输水后胡杨年轮生长量表现出明显的时空动态变化规律。随着输水时间的延续,在离河不同距离处胡杨年轮生长量变化没有一直出现单调递增趋势,而在一段时间内开始下降;从空间变化看,离河不同距离的胡杨生长量对输水的响应存在的差异。在离河一定范围内,胡杨生长量随着距离的增加而出现减少趋势,但达到一定距离,胡杨生长量开始突然出现增加现象。这表明胡杨样枝年轮生长量的时空差异具有复杂性和突变性。     

塔里木河流域下游绿洲演变对生态输水的响应

参考前人对绿洲的定义和分类方法,对塔里木河下游人工绿洲、天然绿洲进行提取,分析生态输水前后人工绿洲和天然绿洲的面积变化特征、转化过程、重心迁移情况以及扩张与退缩的空间变化。结果表明:1990—2015年,塔里木河下游绿洲总面积先下降、后上升,人工绿洲不断扩张,10 a平均增长量为46.78 km~2,天然绿洲面积不断缩减,在2000年后有所上升。生态输水前(1990—2000年),塔里木河下游来水量减少,导致大面积草地退化,天然绿洲面积减少;生态输水后(2000—2015年),部分未利用土地得到了利用,变成河渠、水库、湖泊、灌木林和高覆盖度草地,塔里木河下游生态有所恢复。下游绿洲重心先往西北,再往南方,最后又往东南方向迁移。绿洲主要向西北和东南方向扩张,1990—2000年的扩张区域主要集中于英苏上游区域;2000—2010年期间,台特玛湖地区绿洲面积增加明显;绿洲缩减区域分布广而零星。     

塔里木河干流生态闸(堰)工程设计

为减少上中游无效耗水,提高向塔里木河下游输水保证率,结合干流输水堤工程布置生态闸(堰),有效保护上中游生态的同时,恢复改善下游生态。工程设计原则要技术可行,经济合理,管理运行方便。     

草方格防风固沙技术在塔里木河干流输水堤设计中的应用

塔里木河干流输水堤全长380.29Km,其中220.49Km穿越沙丘活动频繁区域。为了减少流沙对输水堤防的危害,设计中在流沙严重地段采取适当的防风固沙措施,以保证输水堤防的安全。本文比较了国内外较为常用的三种流沙固定方法,即生物固沙、机械固沙和化学固沙,结合塔里木河流域实际,最终采用机械固沙中的草方格沙障作为主要固沙措施,并对草方格的规格、材料选择和施工方法进行了论述。     

塔里木河中下游径流运行特征分析

塔里木河地处塔里木盆地平原区,自身不产流,水源靠上游源流和开都河～孔雀河补给。随着源流区人口的不断增加,工农业用水逐年增大,源流来水不断减少,从20世纪70年代开始,中、下游河道（位于巴音郭楞蒙古自治州境内）出现季节断流,且断流河长连年递增,尾阁-台特玛湖干涸,下游绿色生态环境严重恶化,沙漠化加剧。为了恢复和改善下游生态环境,国家开始对塔里木河流域实施综合治理,从2000年开始,通过向下游“绿色走廊”应急输水,2001年11月水流到达台特玛湖,下游生态环境开始得到改善。     

塔里木河中下游径流运行特征分析

塔里木河中、下游位于巴音郭楞蒙古自治州境内,地处塔里木盆地平原区,自身不产流,水源靠干流上游和开都河一孔雀河补给。随着上游人口的不断增多,灌溉面积不断扩大,工农业用水逐年增多,上游源流来水不断减少。从20世纪70年代开始,中、下游河道出现季节断流,且断流河长连年递增,尾闾一台特玛湖干涸,下游绿色生态环境严重恶化,沙漠化加剧。为了恢复和改善下游生态环境,国家开始对塔里木河流域实施综合治理。从2000年开始,通过向下游“绿色走廊”应急输水,2001年11月水流到达台特玛湖,下游生态环境开始恢复。     

吉林市安全应急备用水源管线工程输水方案论证

该文首先介绍了吉林市安全应急备用水源管线工程概况,阐述了输水路线选取原则和压力流输水的特点,并结合该工程的特点确定输水方式。根据输水线路选取原则及吉林市现状市政情况,从减少拆迁和临时占地对周围的市容、市政的时间影响,选定两条输水线路,并介绍了供水管线不同方案的路线,对各线路进行经济技术比较,最终确定最优的方案。     

塔里木河下游断流河道最小生态流量研究

以塔里木河下游断流河道作为研究区域,进行河道最小生态流量的研究．根据第五次和第六次应急输水过程获得的河道内3个控制断面的几何形态特征数据,选择湿周法中的曲率法推求河道最小生态流量,以及此流量对应的水面宽、平均水深和平均流速等指标．结果显示,英苏、阿拉干和依干布及麻断面所在河道的最小生态流量分别为2．85,3．76和1．76m^3·S^-1,分别占推算的多年平均流量的9．7％,14．0％和6．9％．在排除塔里木河流域的枯水期后,求得不考虑蒸发和渗漏条件下的河道年生态需水量为0．79×10^8m^3。采用多种方法对计算结果进行验证分析认为,研究结果符合实际情况,可以作为塔里木河下游水资源调配的依据．     

塔里木河下游输水条件下浅层地下水化学特征变化与合理生态水位探讨

结合2000—2005年塔里木河下游间歇性输水过程中地下水化学与地下水位变化的监测资料的分析发现：地下水化学特征对间歇性生态输水的响应表现出明显的阶段性；在地下水化学特征对输水响应的不同阶段，地下水化矿化度和主要离子含量的变化量与采样点距输水河道距离有较强相关性，而地下水埋深的变化是地下水化学特征阶段性变化的直接影响因素；地下水埋深在5m左右时主要离子含量和矿化度最小，水质状况最佳，植被盖度远大于荒漠化临界盖度.在该埋深条件下既能满足生态恢复的需要，又能避免水分的过度蒸发浪费.因此间歇性生态输水条件下，能维持较好水质并抑制荒漠化发展的合理生态水位为5m.     

基于支持向量机和遥感的塔里木河流域下游沙质荒漠变化的分析——以大西海子库区为例

塔里木河流域下游作为沙质荒漠化较严重的地区之一,自2000年实施生态输水以来生态环境发生了明显变化.本文利用研究区2000年、2010年、2018年8月和9月Landsat ETM、Landsat OLI遥感数据,采用支持向量机方法对研究区进行土地利用类型分类,基于分类结果和像元二分模型对归一化植被指数(NDVI)进行...     

长距离明渠输水工程突发水污染事件的应急调控

以南水北调中线总干渠典型明渠段为例,开展长距离明渠输水工程突发水污染事件应急调控研究.采取数值模拟手段分析了不同闭闸调控方式和闭闸时间条件下渠段水流运动和污染物输移扩散规律,探讨了污染云团峰值输移距离和纵向长度计算方法,推导得出了将污染云团控制在事故渠段内的应急闭闸时间计算公式.在此基础上,提出了长距离明渠输水工程突发水污染事件的应急调控方案,并结合案例验证了方案的可行性.结果表明：针对突发水污染事件,应通过对比明渠输水工程各渠段的最大水流传播时间和将污染云团控制在事故渠段内的闭闸时间来确定闭闸调控时间,从而同步实现降低工程运行安全风险和控制污染物范围的目的.