水利工程论文-论新疆生态需水量浅析.doc水利工程论文-论新疆生态需水量浅析.doc

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水利工程论文论新疆生态需水量浅析论文关键词生态水环境;需水量定额;阈值;新疆论文摘要新疆是我国典型的内陆干旱区,水资源对新疆的经济社会发展、稳定和安全的作用很大。介绍了新疆生态水环境状况、生态需水估算,并进行评估,估算出新疆需水量的基本定额和阈值,以期对新疆的生态水环境状况的改善有所帮助。新疆是我国典型的内陆干旱区,区内有天山、阿勒泰山和昆仑山,具有”三山夹两盆”的地貌特征。因高山拦阻高空水汽,山区降水较多,加之高山长年积雪形成“固体冰川水库”的调节,形成了570多条大小河流以及博斯腾湖、乌伦古湖、艾比湖等大小不等的100多个湖泊。新疆远离海洋气候,干旱少雨,蒸发强烈,降水大于100MM区域有部分荒漠植被生长,其他区域多为沙漠和荒漠戈壁,形成干旱区典型的荒漠生态系统;傍河、湖而生的天然植被,多分布于地下水位较高的河道漫滩、低阶地、湖滨及低洼地,依靠洪水漫溢或地下水维持生命,沿河形成宽窄不一的由乔木、灌木、草本等植被构成的绿色群落带。这些大小不等、相互分隔的近800个绿洲,形成了新疆独特的天然绿洲生态系统。有水则绿洲,无水则沙漠的水生态环境,对新疆经济社会发展、稳定和安全作用重大。1生态水环境状况新疆水生态环境恶化,主要是人为垦荒造田等活动所致。19502006年间灌溉面积增加45倍之多,约370万公顷草地被开垦;引用水由160亿立方米增至508亿立方米,增加32倍;灌溉渠道由6KM剧增近36万千米。大规模水土开发使河流下泄水量剧减,河流湖泊萎缩,湿地减少,水土流失、草地退化沙化、耕地次生盐碱化等状态不断加重塔里木河三源流阿克苏河、叶尔羌河、和田河进入干流的水量在20世纪60年代为518亿立方米,20世纪90年代减少到42亿立方米;干流来水减少导致下游河道断流,19722000年,塔里木河大西海子以下河道断流长达28年,下游的尾闾台特玛湖于1972年干涸。流域灌区大量灌溉引用水,加之灌溉工程设施不尽配套以及节水意识不强等问题,使大水漫灌高定额用水现象普遍,造成水资源浪费,土壤养分流失和土壤次生盐碱化。据统计,新疆约有1/3的耕地受到土壤盐碱化不同程度的影响。干旱脆弱的水生态维持,取决于水资源的合理开发利用、配置和有效保护,生态需水定位、定量及以管理实现生态水量的基本保障等问题十分重要。2生态需水量估算目前生态环境需水量估算法应用较多的方法主要是河道流量增量法、统计分析法、流量持续时间曲线法、栖息地排水法和水利额定法等。新疆天然生态系统需水主要包括三部分一是5707万公顷湿地草甸需水量1509亿立方米;554万公顷荒漠河岸林需水量104亿立方米;249万公顷河谷林需水量13亿立方米;981万公顷灌木林需水量161亿立方米,合计1787亿立方米。二是博斯腾湖、乌伦古湖、艾比湖3个重要湖泊需水量274亿立方米。三是重要河道生态需水量15亿立方米。三项合计需水量约208亿立方米。贾宝全依据部分试验资料,对新疆1995年生态用水进行初步估算生态用水总量238亿立方米,其分布是北疆占178、东疆占54、南疆占768,其中天然植被生态用水量最大。唐德善认为,新疆沙漠和沙化土地面积达3154万平方千米,生态缺水严重,估算生态需水量为255亿立方米。已有分析得出生态需水量为208255亿立方米,笔者认为,已有成果差异较大且留给的生态水量偏小,尚需讨论。3生态需水量评估31生态需水利用定位荒漠和天然绿洲是新疆典型的2种生态系统。依降水量不同,天山南部塔里木河流域和东部吐鲁番及哈密盆地为极端干旱型荒漠,该区降水不足100MM,植被覆盖度稀少或无植被生长;天山以北准噶尔盆地为一般性干旱沙漠,降水量150MM左右,荒漠植被有一定覆盖度,植被基本依靠天然降水维护,具有一定的防风固沙效果。其保护和自然修复的主要措施是防止人类活动对其造成的破坏,关键措施在于控制耕地的扩张和过度放牧,减少风蚀、流沙和土地沙化。但以人工草地替代荒漠草场部分,可纳入生态用水。天然绿洲生态系统沿河流分布,河流水量补给是天然绿洲的生存基础,因此,天然绿洲生态系统需水是主题。32生态需水量基本定额(1)草地生态分布与需水要求。新疆从平原到山地发育有荒漠、草原、草甸、沼泽等四大草地类型,总净面积470989万公顷。草原草地和荒漠草地类,荒漠植被基本依靠天然降水维护;而草甸草地和沼泽草地类主要依靠地下水和河水补给,因而需考虑生态需水补给。因此,需生态给水分布面积为139166万公顷。其中河岸生态林面积156万公顷,占112;草地生态面积123566万公顷,占888。干旱区生态需水定额问题。参考我国西部干旱地区人工和天然类草地需水量一般500600MM;中等或干旱条件下的草类,一般灌水45次,灌水定额90MM,灌溉定额360450MM,扣除新疆平原区可能的年均降水150MM,则草类生态需水定额约210300MM,平均255MM,于是,新疆需生态给水面积估算的生态水需量约315亿立方米。(2)河流生态需水量。新疆现有荒漠河岸林、河谷林、灌木林面积约156HM2,灌木类河岸生态林需水量高于草类,参考草地需水量500600MM,取均值并扣除年均降水150MM,得出400MM作为估算定额。于是,河岸生态林需水量约62亿立方米。(3)湖泊生态需水量。博斯腾湖、乌伦古湖、艾比湖,是新疆干旱内陆区3个极其重要的湖泊生态区,生态需水量维持十分重要,需考虑入湖的基流问题。以入湖基流50考虑,则三大湖泊生态需水量应不低于23亿立方米,这是因为①博斯腾湖是我国最大的内陆淡水湖,湖泊面积240KM2,平均深度10M,年均入湖径流量268亿立方米,经孔雀河出流125亿立方米,最后汇入罗布泊。博斯腾湖生态需水量必须维持13亿立方米。②艾比湖,历史上水面积最大时达1200多平方千米,年入湖水量12亿立方米,因上游开荒截流,年入湖水量只有5亿立方米。艾比湖生态需水量必须维持6亿立方米。③乌伦古湖在新疆准噶尔盆地北部和阿尔泰山南麓,是我国十大淡水湖之一。水域面积1000多平方千米,是乌伦古河的归宿地,20世纪50年代每年补给乌伦古湖的水量约8亿立方米;70年代补水量每年仅17~20亿立方米,因此,乌伦古湖生态需水量必须维持4亿立方米。因此,新疆生态需水初估总量约400亿立方米。其中草地生态315亿立方米,占788;河岸生态林62亿立方米占155;主要湖泊生态需水23亿立方米,占57。33生态需水阈值生态系统受自然,特别是人类经济活动影响,系统组成、结构和功能将发生变化。但生态系统本身具有一定的自我调节和缓冲性能,即生态”生态阈限”。当扰动超过了生态系统阈值,生态系统会恶化或崩溃。生态水临界阈值是一个复杂的问题,需要考虑河流年际年内变化,研究和判定生态基流水阈值。根据来水量差异,丰、平、枯水年会导致湿地不同的生态特征,特别是湿地边界的明显变化,因而以不同年份作为评价基础,生态环境需水量的计算结果会明显不同。笔者认为,以基本生态水为基数的上、下各10考虑,新疆干旱区生态需水宜360440亿立方米,生态需水量基本阈值应是400亿立方米。全疆地表水径流总量为884亿立方米,目前地表水引用量已达468亿立方米,留有生态水约416亿立方米,生态水安全保障量须是400亿立方米,底线为393亿立方米。4参考文献1贾宝全,慈龙骏新疆生态用水量的初步估算J生态学报,2000,22
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