水资源生态环境响应综述范文

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1白杨河流域概况

新疆白杨河流域位于新疆北部准噶尔盆地西北缘，地理位置介于东经83°51''''～85°59''''，北纬45°20''''～46°48''''之间。在行政区划上涵盖新疆塔城地区和布克赛尔蒙古自治县、额敏县、托里县的一部分、克拉玛依市的大部分地区以及新疆生产建设兵团农七师的137团和农九师的170团，流域总面积约1．64万km2。流域内山区河网发育，主要河流有白杨河、布尔阔台河、科克塔勒河、达尔布图河和克拉苏河等(见图1)，其中，白杨河发源于乌日可下亦山、加依尔山及赛米斯台山，流经莫合台山间盆地、白杨河洼地及乌尔禾冲洪积平原，最后归宿于艾里克湖。白杨河流域的地表水资源量为3．94亿m3，地表水可利用量为2．45亿m3;地下水资源量为3．73亿m3，地下水可开采量为1．5亿m3。另外，从外流域引水量2005年约为1．3亿m3，预计到2020年和2030年约为2．6亿m3。流域内的莫合台洼地、白杨河洼地和艾里克湖均为天然形成的自然生态地貌，其自然植被的衰败和面积变化是流域生态环境质量好坏的晴雨表，也是反映该流域人类开发利用水资源是否适宜的指示针。莫合台洼地是布尔阔台河与科克塔勒河冲、洪积形成的山间洼地，洼地内第四系松散沉积物厚度达百余米，植被茂密。白杨河洼地主要由白杨河冲积而形成，洼地内沼泽、盐碱地成片，植被生长茂密，白杨河及克拉苏河由西北向东南穿过洼地，在河流I级至Ⅱ级阶地上生长有茂密的天然林，沿河谷形成绿色的条带。艾里克湖是白杨河流域各河流的尾闾，20世纪70年代以前，湖泊面积约60km2，湖中有芦苇和少量的野生鱼生长，随着克拉玛依市生产、生活用水量的增加以及白杨河水库、白碱滩水库和黄羊泉水库的陆续建成，白杨河流入艾里克湖的水1991年被彻底截断，1995年艾里克湖干涸，从而造成湖泊周围数10km2的自然植被枯萎，使得中国第二大沙漠—古尔班通古特沙漠不断向克拉玛依市逼近。近几年，为了遏止艾里克湖周边生态环境持续恶化，克拉玛依市政府从2001年起，每年定期向艾里克湖补水5000多万m3，到2008年，因有较多水量不断流入艾里克湖，干涸了多年的艾里克湖又重现生机，湖水面积逐渐扩大，目前已达50km2左右。

2研究思路

本文针对白杨河流域脆弱的生态环境现状，本着维护流域内生态环境的原则，利用遥感和地理信息系统技术，采用蒸散和水平衡模型，以流域水资源开发利用现状为基点，预演不同开发方案下流域生态主要敏感区(指艾里克湖、莫合台洼地和白杨河洼地)的耗水量和面积变化情况，建立水资源开发利用方案与敏感区生态环境状况之间的响应关系。

3蒸散模型和水量平衡原理

3．1蒸散模型

用Priestley－Taylor公式计算湿润表面蒸散，则实际蒸散的计算模型为:ETa=2a△△+γ(Rn－G)－［△△+γ(Rn－G)+γ△+γEA］式中，a为常数;△为温度饱和水汽压曲线斜率;γ为干湿表常数;Rn为地表净辐射;G为土壤热通量;EA为干燥力。

3．2水量平衡原理

4水资源开发利用方案和生态保护目标

4．1水资源开发利用方案

根据白杨河流域内塔城、克拉玛依、农七师等的社会经济发展规划思路和产业布局，本次水资源开发利用方案的拟定思路为:以调整产业结构为主线，以提高人民生活水平为根本出发点，加强生态环境治理，加速市场化、城镇化、信息化、工业化进程，并据此确定流域内各规划水平年的社会经济发展指标，见表1。同时，结合流域的用水水平、水利工程配套情况和生产力发展水平，对流域的需水量进行预测，计算结果见表2。

4．2生态保护目标

根据白杨河流域经济社会的发展现状以及今后的发展格局需要，为了保护艾里克湖周边的生态环境，确定今后的生态保护目标为:通过采取各种水利工程措施、生态保护措施、管理措施维持艾里克湖的湖面面积为现状面积，即55km2，莫合台洼地、白杨河洼地的生态植被基本维持现状水平，流域内其他各业的发展在不破坏这3大生态环境保护目标的基础上进行。

5生态恢复工程方案设置

针对艾里克湖、莫合台洼地和白杨河洼地这三大保护目标的基本保护要求，为了尽可能将河水输送到河流的尾闾—艾里克湖，将直接从白杨河水库处给艾里克湖人工配置水量，使入湖断面输送水量达到2500万m3，并且对白杨河引水枢纽至白杨河水库之间河段是否采取防渗拟定了两个生态恢复工程方案。(1)方案1(全防渗方案)。对白杨河引水枢纽至白杨河水库之间河段进行全部防渗。(2)方案2(部分管道方案)。在白杨河引水枢纽至白杨河水库之间渗漏比较严重的河段修建管道，约43km长，其余河段仍河道输水。

6模拟结果

根据拟定的水资源开发利用方案和生态恢复工程方案，采用水平衡和蒸散模型对莫合台洼地、白杨河洼地、艾里克湖的面积和耗水量变化分别进行模拟分析，模拟结果见图3～8。图3莫合台洼地主要自然植被面积变化(方案1)

6．1莫合台洼地

从图3和图4中可以看出，当对白杨河引水枢纽至白杨河水库之间河段进行全部防渗处理时，莫合台洼地内的林地和沼泽面积变化较小，但是草地退化较严重，从2005年的116．4km2退化为2020年的78．9km2和2030年的81．7km2，且主要是高覆盖草地向低覆盖草地转化;当采用部分管道方案时，莫合台洼地内的林地和沼泽面积变化情况与方案1相同，草地面积退化速度趋缓，2005年至2030年面积仅减少了1．6km2。从图5中可以看出，当对河道进行全部防渗时，莫合台洼地内的自然生态植被耗水量减少较快。由此可见，河道渗漏对莫合台洼地内的10

6．2白杨河洼地

从图6～图10可以看出，当对白杨河引水枢纽至白杨河水库之间河段进行全部防渗时，白杨河洼地内的林地、高覆盖草地、中覆盖草地逐渐退化为低覆盖草地，到2030年退化面积达到93．1km2，退化较严重;当采用部分管道方案时，白杨河洼地内的植被类型变化趋势与方案1相同，但是退化速度变缓，到2030年退化面积为80．0km2，比方案1少。从图10中可以看出，对河道进行全部防渗时，白杨河洼地内的自然生态植被耗水量减少速度比方案2快。由此可见，不同的输水方案对白杨河洼地的生态植被影响较大，其中采用部分防渗方案有利于白杨河洼地的生态植被生长。

6．3艾里克湖

利用水平衡原理，经计算，在现阶段白杨河水库给艾里克湖人工配置水量的前提下，2030年，方案1(全部防渗方案)进入艾里克湖的水量为5050万m3，耗水量为4108．3万m3，方案2(部分管道方案)进入艾里克湖的水量为3960万m3，耗水量为3275．8万m3，由此可见，这两个方案都有水进入艾里克湖，满足其耗水要求。6．4方案比选通过上述分析可知，从维持生态环境良性发展、促进人与自然和谐共处的理念出发，对白杨河引水枢纽至白杨河水库之间部分河段采用管道输送水量的方式有利于白杨河流域的可持续发展，因此，将方案2(部分管道方案)作为流域的水资源开发利用的推荐方案。

7结论

通过模拟白杨河流域内自然生态保护目标的面积和耗水量变化情况，将多因素的水资源开发利用方案与生态环境联系起来，量化了水资源开发利用方案与生态环境之间的响应关系，是对水资源规划研究思路和水资源管理手段的一种积极探索，对生态环境脆弱、生态植被日益衰退的西北内陆干旱区合理地开发利用水资源意义重大。