新疆地下水开发利用现状及对策

1新疆地下水资源的基本概况新疆是内陆干旱地区,具有“荒漠绿洲、灌溉农业”型生态环境和社会经济体系,水利在新疆国民经济和社会发展中占有突出地位,它不仅是绿洲生态的命脉,也是新疆国民经济的命脉。1984年进行的水资源评价中,新疆地表水资源793亿m3,河川径流总量884亿     

冰川加剧消融对我国西北干旱区的影响及其适应对策

西北干旱区是我国生态最脆弱的地区之一, 也是国家安全和生态安全的核心区.冰川是西北干旱区的"固体水库", 高山冰雪融水一直是当地赖以生存和发展的重要水源, 是该地区独特的绿洲经济的命脉.在气候变暖的大背景下, 西北干旱区冰川加剧消融退缩, 冰川数量和规模均呈减少趋势.未来冰川将进一步萎缩, 冰川融水对河流补给将有显著变化.冰川加剧消融已严重影响到该地区水资源变化格局、 农业可持续发展和生态系统稳定, 对现有水资源管理与灾害防治等对策与措施提出巨大挑战.应采取从转变经济发展用水和管理理念, 到提高适应冰川消融的水利建设、 加强防灾与预测技术研究等方面的积极探索适应对策, 以应对气候变暖背景下冰川加剧消融给西北地区带来的挑战.     

世界和中国的冰川分布及其水资源意义

世界上巨大数量的冰川是优质清洁的淡水资源,但分布极其不均衡,导致在各地区可利用价值的差异.冰盖全部集中在南极和格陵兰,山岳冰川的84%集中于亚洲高地和北美寒区.中国是中低纬带冰川最多规模最大的国家,又是世界荒漠区和贫水国中冰川最多的国家.中国冰川分布以青新荒漠绿洲区最多,其中塔里木是世界上冰川最多的内流水系,并哺育出塔里木冰水绿洲.为平衡绿洲经济发展与生态环境安全的关系,提出"养源平流"方针.     

新疆山地冰川变化及影响研究进展

揭示新疆山地冰川变化及其影响,对新疆山地-绿洲-荒漠系统的健康和稳定发展意义重大。系统梳理新疆冰川物理变化、化学过程、生物资源、气候响应与生态效应等研究成果。结果表明：①新疆山地冰川总体上呈加速消融之势,且受地形、气候影响,冰川变化的区域性差异明显;②气溶胶解释了乌鲁木齐河源1号冰川表层物质的组成与来源,同位素定量了各流域径流中冰川融水的比例;③冰川变化对极端微生物生存条件、空间分布的影响研究较为成熟,但其与生物资源间的综合反馈机理尚不明晰;④冰川消融对水资源的影响随冰川融水拐点的到来而加剧,造成的生态服务缩减和冰雪产业损失日益凸显。制定统一的冰川提取标准、扩宽研究视角、全面系统观测冰川、提高模拟预测精度、加强灾害预警与制定对策是未来新疆山地冰川研究的关注点。     

新疆山地冰川变化及影响研究进展

揭示新疆山地冰川变化及其影响，对新疆山地-绿洲-荒漠系统的健康和稳定发展意义重大。系统梳理新疆冰川物理变化、化学过程、生物资源、气候响应与生态效应等研究成果。结果表明:①新疆山地冰川总体上呈加速消融之势，且受地形、气候影响，冰川变化的区域性差异明显；②气溶胶解释了乌鲁木齐河源1号冰川表层物质的组成与来源，同位素定量了各流域径流中冰川融水的比例；③冰川变化对极端微生物生存条件、空间分布的影响研究较为成熟，但其与生物资源间的综合反馈机理尚不明晰；④冰川消融对水资源的影响随冰川融水拐点的到来而加剧，造成的生态服务缩减和冰雪产业损失日益凸显。制定统一的冰川提取标准、扩宽研究视角、全面系统观测冰川、提高模拟预测精度、加强灾害预警与制定对策是未来新疆山地冰川研究的关注点。     

干旱地区内陆河流域水文问题的研究实践与展望

过去，干旱地区内陆河流域水文研究主要偏重于山区水文，注重山区来水及径流分析，而很少涉及灌区问题和生态问题，对绿洲水文和荒漠水文的研究十分缺乏。以新疆为例，通过对干旱地区河流的基本特征和水文机理的分析研究，从径流形成、水资源开发利用、生态环境保护三位一体，即从全流域水文循环的角度出发，提出了以山区水文、绿洲水文、荒漠生态水文为三大构成要素的干旱地区内陆河流域水文系统的新概念，并基于干旱地区内陆河流域水文问题的研究实践，提出了各自领域的研究内容和方向，进一步拓宽了水文问题的研究领域，对水文学科的研究与发展提出了新的思路，注入了新的内容。     

天山庙尔沟平顶冰川的基本特征和过去24a间的厚度变化

山岳冰川在20世纪出现的全面退缩以及在最近20 a的加速消融是近年来国际冰川与全球变化研究的热点问题之一.庙尔沟平顶冰川位于天山山脉的最东段,南、北、东外围为气候十分干燥的荒漠戈壁,高山冰川是哈密绿洲主要的水资源,其冰芯记录包含有起源于这一地区的沙尘暴信息.因此,对该冰川的研究一直为人们所关注.基于2004年和2005年对庙尔沟平顶冰川的考察和取得的冰芯资料,初步探讨了庙尔沟平顶冰川的基本特征和过去24 a间的厚度变化.     

绿洲与荒漠背景夏季近地层大气特征的对比分析

利用观测试验资料, 对比分析了夏季典型晴天敦煌绿洲与周围荒漠戈壁背景近地面层大气特征的差异. 结果表明: 绿洲具有降温、保湿、风屏等效应, 地表温度和近地面层大气温度明显要比周围荒漠的低, 近地面层大气湿度要明显比周围荒漠的大, 近地面层大气风速和摩擦速度要比周围荒漠的小, 近地面层感热通量比周围荒漠小1/5, 近地面层潜热通量比周围荒漠大 10 倍左右. 同时, 绿洲与周围荒漠相比有比较可观的下沟运动, 这会对绿洲的能量和水分输送有贡献. 绿洲的 Bowen比大约是周围荒漠戈壁的1/20, 相差一个量级, 这说明绿洲和周围荒漠的气候特征相差十分明显.     

干旱盐渍化土壤与绿色矿山发展

正新疆喀什—乌恰地区地处干旱大陆性气候区,是我国重要的生态屏障区,为典型山地-绿洲-荒漠系统。干旱地区成壤差、生态极其脆弱的特征,受水热条件和成土母质含盐量高的影响,还发育着大面积盐土。土壤中盐分的增加会显著提高土壤重金属的迁移能力,特别是对于Cd和Pb两种元素,从而增加重金属污染土壤修复的困难。本次研究以南疆干旱地区某铅锌矿区的土壤和植被状况开展调查,并进行土壤重金属污染程度分析和植物修复研     

道尔古辛教授对中国现代冰川学研究的贡献

中国是欧亚大陆冰川最多的国家,也是中低纬度地区山岳冰川最多的国家,现代冰川近6万km2,主要分布在我国青藏高原和西北高山区.1957年以前,只有西方探险家和少数中国学者进行过一般性考察研究.1957年夏,我和唐邦兴随施雅风先生横穿祁连山西段,进行中国地貌区划路线考察时,登上了党河南山北坡的马厂雪山冰川,深深地感到冰川融水与荒漠绿洲的关系,水就是生命线的含义.施雅风先生回到北京以后就向中国科学院领导汇报,提出开展祁连山现代冰川考察和融冰化雪试验研究,得到中国科学院竺可祯副院长的支持,于1958年成立中国科学院甘肃青海综合科学考察队冰川分队,融冰化雪试验由中国科学院地球物理所朱岗昆先生带领苏从先、杨颂禧等进行;冰川考察由中国科学院北京地理所施雅风先生带领郑本兴、朱景郊、王宗太等进行.     

高山冰川作用区局地环流和气温分析

本文通过西昆仑山崇侧冰川区的观测资料,揭示了冰川区和非冰雪区风向风速,气温的日变化以及它们在垂直和水平方向的演变。结果表明,这里盛行来自冰川区的风,在冰川区与非冰川区之间风向有明显的切变,并形成一些小的辐合辐散区。而且,冰雪区全天均为绝热稳定区,非冰雪区白天为绝热不稳定状态,夜晚存在逆温现象。水平方向温度差主要发生在冰雪区前缘地带,进而提出了冰川区特有的现象——冰川锋。     

西昆仑山崇测冰川区多源遥感影像的冰川信息提取方法研究

冰雪独有的性质与特性使得基于遥感影像对其进行信息提取成为可能,如何进行精准的冰雪信息提取是冰雪时空变化研究的关键和基本要求。利用多源遥感影像（TM、IRS-P5和SAR）对西昆仑山崇测冰川区的冰川进行信息提取,采用不同分类方法和数据融合方法,分别针对光学影像和微波影像进行处理,提取冰川信息并进行比较分析。结果表明：面向对象分类方法是最优的冰川信息提取方法;图像融合处理有助于提高冰川信息的提取精度,特别是多光谱和高分辨率图像融合后再分类,提取效果更为理想。     

新疆冰川、积雪对气候变化的响应(II):灾害效应

新疆地区冰川、积雪广泛分布,在其融水补给河川径流的同时,也常伴有冰川洪水、融雪洪水、冰湖突发洪水、冰川泥石流、冰雪崩和风吹雪等冰雪灾害发生,这些灾害对当地居民居住地以及重要国防干线的安全运营形成较大威胁.冰川、积雪变化直接影响到冰雪灾害发生的程度与影响范围,新疆的冰川洪水和冰湖突发洪水灾害主要发生在塔里木河流域的喀喇昆仑山、昆仑山以及天山南坡西部一带,融雪洪水灾害主要发生在新疆北部的阿勒泰地区、塔城地区和天山北坡一带,冰川泥石流、冰雪崩灾害主要发生在帕米尔高原、天山西段和西昆仑山地区,风吹雪主要在天山中、西段地区.随着全球气候变暖,尤其是新疆从1987年开始的气候由暖干向暖湿的转型,冰川退缩加剧,融水量增大,冰川洪水和冰川泥石流灾害随着冰川融水径流的增加而增多;而融雪洪水、雪崩和风吹雪随着气候变化引起的冬季积雪增加和气温升高,其灾害强度在增强;冰崩灾害随着气温升高引起的高山冰体崩解而呈增加趋势.在新疆地区,冰雪灾害主要表现为冰雪洪水,已观测到近十几年来在气候变化影响下冰雪洪水发生的频次和强度有增加的趋势,塔里木河流域的冰湖溃决洪水和冰川洪水及北疆春季的冰凌和融雪洪水已对当地的生命财产和社会经济发展带来巨大危害,新疆的水资源安全、灾害等问题日益凸显.预计未来,随着气候增温引起的冰雪融水径流的增加,相关的冰雪灾害增多,因而增加了冰雪灾害的危险程度,并可能形成若干新的灾害点.面对气候变化诱发的众多冰川、积雪灾害,目前还缺乏对灾害监测、预测预警方面的适应对策.因此,在全球气候变化不断加速的趋势下,冰雪灾害应引起有关方面的足够重视,加强气候变化对冰雪灾害的影响评估和适应性管理对策研究,使科学技术在减灾方面发挥主导作用.     

水文地质因素对准噶尔盆地植被变化的影响

利用1982—2006年的GIMMS-NDVI数据,应用RS与GIS技术,结合水资源的形成与转化规律分析了准噶尔盆地植被的时空演化特征与水文地质因素的关系。结果表明:植被指数较高地区分别对应径流消耗和强烈转化区及径流形成区,即平原绿洲和山区林草地;植被指数较低地区主要为荒漠生态系统,即缺水区。研究区植被指数年际变化整体呈弱增加趋势,与降水的相关性存在明显的地域分异特性,与海拔700~1 650 m的低山半荒漠和砾质戈壁地区相关性最大。植被指数空间变化呈现明显的地域分异特性,径流形成区NDVI显著减少,主要为山区林草地;径流消耗与强烈转化区和径流排泄蒸散区NDVI显著增加,主要为人工绿洲。以典型剖面为例,径流变化与植被显著增加的山区荒漠和绿洲生态系统的NDVI变化呈显著正相关,体现为冰川雪地转化为荒漠,平原林草地、水域和荒漠转化为耕地;径流变化与植被显著减少的山地生态系统中的山区林草地的NDVI变化呈显著负相关,山地生态系统涵养水资源的能力下降。研究成果可为干旱半干旱区生态环境治理及水资源开发利用提供依据。     

面向对象-改进冰雪指数法消除冰湖干扰提取冰川边界的优越性分析——以各拉丹冬冰川为例

冰川作为气候变化的重要指标器,其范围监测对区域生态环境以及人类社会生活具有重要意义。目前基于遥感技术的冰川范围监测应用广泛,然而传统遥感监测方法中冰雪指数阈值法的提取结果存在无法区分冰川与冰湖的现象,面向对象分类法受地物光谱纹理信息限制无法避免同谱异物现象的出现。为弥补上述不足,提出一种可区分冰湖与冰川的改进冰雪指数,并将其融入面向对象分类法中,构建了一种面向对象-改进冰雪指数法。将各拉丹冬冰川作为试验区（该地区冰川表面洁净）,运用面向对象-改进冰雪指数法识别冰川边界,使用青藏高原冰川数据产品及常规遥感监测方法的提取结果作为参考数据,以验证此方法的有效性和稳健性。结果表明：面向对象-改进冰雪指数法综合了改进冰雪指数阈值法以及面向对象分类法的优点,冰川范围提取精度高达97.26%,与冰雪指数阈值提取结果相比精度提高了0.12%,与面向对象分类法提取结果相比精度提高了0.38%。此方法不仅有效地解决了地物错分的问题,还实现了冰川边界的精确识别。     

在大比例尺图上冰川地貌的表示法探讨

大比例尺冰川图是研究冰川的基本图件,而冰雪资源又是冰川图上的基本要素之一。在图上准确、详细、直观地表示高山冰川地貌的分布、特征、类型及其与成因之间的联系和冰川变化的某些特征,对于研究冰川和利用冰雪资源是很有意义的。研究其表示方法,不仅可以提高冰川图上的地貌量测精度,而且对于缺乏冰川学知识的测绘专业人员也有一定的参考价值。这方面在国内已经作了许多工作。本文在以往的工作基础上,进一步探讨大比例尺图上的冰川地貌的表示方法。     

天山乌鲁木齐河源1号冰川近雪面气象要素观测分析

利用中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所于2009年1月20日至12月31日在天山乌鲁木齐河源1号冰川冰雪表面实施大气科学观测实验观测取得的资料和同期大西沟气象站资料, 分析了1号冰川四季大气温度、风速、风向以及总辐射的变化特征, 对比、探讨了冰川尺度上冰雪表面与周边山地的辐射和地-气热量传输特性, 在此基础上揭示了二者气温、风速、大气湿度变化的差异及其成因. 研究表明: 1)由于冰川冰雪对太阳辐射的反射率高, 冰雪表面得到的净辐射和热量少, 使得冰川四季大气温度比大西沟站平均偏低2.9 ℃; 2)冰川与周边山地下垫面的不同, 引起太阳净辐射-温度场-气压场-风场的连锁变化, 造成冰川轴向风以下行偏南气流为主导, 法向风盛行偏东气流; 冰川夜间风速大于大西沟, 白天却小于大西沟风速; 3)冰川和大西沟大气含水量较高, 相对湿度在40%～80%之间变化, 因大西沟地表蒸发大, 其相对湿度略高于冰川.     

度日模型在冰川与积雪研究中的应用进展

度日模型是基于冰川与积雪消融和气温,尤其是冰雪表面的正积温之间的线性关系建立的.度日模型已广泛应用于北欧、阿尔卑斯山、格陵兰冰盖、青藏高原等地区的冰雪消融、冰川物质平衡及对气候敏感性响应、冰川动力模型以及冰雪融水径流模拟等的研究中.度日模型尽管是对冰雪表面消融能量平衡这一复杂过程的简化描述,但在流域尺度上,通常可以获取类似于能量平衡模型的输出结果.度日模型也有其不足之处,仍需进一步的改进与完善.     

喀喇昆仑山区的冰川运动速度测量

冰川源头的冰雪每年按一定的速度朝冰舌方向运动,这种运动具有特殊规律,它是冰川存在和发育的主要机制。因此进行冰川运动速度测量,取得精确数据,在冰川研究领域里就显得非常重要。     

祁连山七一冰川暖季能量平衡及小气候特征分析

利用2007年7月1日至10月10日安装在七一冰川消融区的自动气象站资料,计算和讨论了能量平衡方程中的净辐射、感热和潜热通量、冰雪的热传输和降雨加热项.结果表明:净辐射是七一冰川的主要能量来源,其次是湍流感热.消融期消融耗热是主要的能量耗散,到消融末期,潜热耗热的比重开始增加.冰雪的热传导量值较小.同时还分析了暖季七一冰川区的小气候特征.