塔里木河下游应急输水后的生态响应及生态用水保障研究

论文摘要

塔里木河下游自2000年第一次应急输水以来,七年间共进行了七次应急输水,总输水量达到20.48×108m3,多次的应急输水给下游的生态环境带来明显的变化,尤其是河道两侧地下水位的变化以及研究区1920km2的植被覆盖变化。本文首先依托历次输水实测数据,分析流量的沿程损失率、水头推进速度与径流量的关系,模拟出水流推进的特征;并根据历次输水期间地下水位上升、输水后下降的变化情况,探求其变化的内在规律,得出河道不同距离地下水位上升、下降的线性方程。其次利用2000～2006年时段MODIS的NDVI数据产品,分析研究区的植被响应。通过大量的数据分析及采样对比,得出:(1)不同NDVI值所代表的植被对输水响应明显,特别是荒漠面积减少、低覆盖度的植被面积增加比较显著;(2)各类植被面积的变化与输水量也存在良好的相关性;(3)对植被指数差值及植被盖度进行分析,表明植被覆盖变化在前五次输水后就已经达到较好的水平,后续两次输水则稳定的保持和推进这种良性变化;(4)在目前单线程输水条件下,植被的响应已经逐渐趋于稳定,各类植被像元在2005年达到一个较佳的配置比例;(5)总体上研究区植被变化还是相当有限,并不足以形成相应的小气候。说明下游的生态环境进一步改善需要通过多线程输水或面状输水策略。最后探讨研究区的生态用水保障问题,本文尝试以虚拟水理论为切入点展开研究。在前人研究下游的生态需水量的基础上,利用虚拟水理论分析,流域必须统筹规划、合理安排,至少需要减少5万公顷耕地。这样才能保证下游生态用水,避免了利用丰水年才增加生态用水现象,增加了干流对下游的生态输水贡献。这对现实是具有一定指导意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 塔里木河概况
• 1.2 塔里木河下游生态环境问题
• 1.2.1 环境劣变的主要原因
• 1.3 塔里木河下游生态应急输水
• 1.4 国内对塔河生态环境研究状况
• 1.5 研究的内容和目标
• 第二章 研究区概况
• 2.1 地理位置
• 2.2 地形地貌
• 2.2.1 地形
• 2.2.2 地貌
• 2.3 气候水文
• 2.3.1 气候
• 2.3.2 水文及河道特征
• 第三章 历次应急输水及水流推进特征
• 3.1 输水线路概况
• 3.2 七次应急输水概况
• 3.3 七次应急输水的水流推进及区间耗水特征
• 3.3.1 主要断面径流情况
• 3.3.2 河段耗水特性分析
• 3.3.3 河段水流推进与径流量关系研究
• 本章小结
• 第四章 历次输水的地下水响应及相应植被覆盖变化
• 4.1 基于各断面的地下水变化分析
• 4.1.1 英苏断面历次输水后的地下水响应
• 4.1.2 基于英苏断面地下水位变化分析
• 4.1.3 每次输水各断面地下水变化情况
• 4.1.4 第七次输水后各个断面地下水位变化状况
• 4.2 基于MODIS数据的研究区植被响应研究
• 4.2.1 MODIS数据
• 4.2.2 MODIS-NDVI植被指数
• 4.3 基于MODIS-NDVI产品2000～2006 年研究区植被变化分析
• 4.3.1 研究区NDVI值的提取
• 4.3.2 研究区NDVI值域的划分
• 4.3.3 输水量与植被变化相关性分析
• 4.4 研究区植被覆盖变化分析
• 4.4.1 基于植被覆盖度分析
• 4.4.2 基于植被指数差值分析
• 4.5 地下水响应与天然植被的关系
• 4.6 研究区气温及降水变化
• 本章小结
• 第五章 基于虚拟水理论的生态用水可持续供应研究
• 5.1 研究区生态良性发展的生态需水量
• 5.2 虚拟水理论概述
• 5.2.1 农作物虚拟水计算方法
• 5.2.2 新疆绿洲主要农作物产量和虚拟水含量
• 5.3 基于虚拟水理论的生态用水可持续供应研究
• 5.3.1 流域统筹规划，合理安排耕地面积
• 5.3.2 建立生态补偿机制
• 5.3.3 进行产业结构调整
• 5.3.4 普及节水意识及虚拟水理论
• 本章小结
• 第六章 结语与讨论
• 6.1 结论与讨论
• 6.2 不足
• 6.3 展望
• 参考文献（REFERENCES）
• 在读期间发表论文清单
• 致谢