天山南坡渭干河流域地表水资源量及其变化趋势

渭干河流域由木扎提河、卡普斯浪河、台勒维丘克河、卡拉苏河、克孜尔河5条支流汇合而成, 支流均发源于天山南坡, 单独出流, 汇集于拜城盆地的克孜尔水库, 始称渭干河.渭干河是天山南麓三大河流之一, 主要支流木扎提河发源于汗腾格里峰东坡的冰川集结区, 河流源头多接冰川, 以冰川融水为主要补给源.5条支流多年平均实测径流量27.98×108m3, 干河流域地表水资源量为31.59×108m3, 其中地表水资源可利用量为26.05×108m3.从渭干河流域的河川径流量组成可以看出, 集水区河水来源于冰川融水、融雪径流、降雨径流, 冰川融水量变化和降水量的波动, 控制着河流径流量的大小变化.利用现有的观测数据和研究成果粗估分析流域地表水资源的变化趋势, 预计近、中期径流量会相应增多.     

1957-2006年天山萨雷扎兹库玛拉克河流域冰川物质平衡变化及其对河流水资源的影响

天山南坡的萨雷扎兹-库玛拉克河流域在中国阿克苏河协合拉水文站以上面积为12816km2,发育有冰川3195.41km2,冰川覆盖率25%.根据1957—2006年流域站点观测的降水、气温及其径流资料,通过最大熵方法计算了流域冰川物质平衡的逐年变化.结果表明:流域冰川径流深约为895mm,全流域河川径流深为381.3mm,冰川融水占协合拉站控制流量的58.65%,冰川融水变化对流域水资源量的影响非常明显.1957—2006年平均年径流量为48.64×108m3,径流在1993年后急剧增加,1994—2006年的平均年径流量比1957—1993年的增加了10.56×108m3,即增加了23%.由于负物质平衡消耗了大量过去积累的冰川冰,冰川融化对河流额外补给.初步计算,在过去50a由于气温升高引起的冰川净消融额外补给河流的径流量达309.47×108m3,相当于每年径流增加达6.19×108m3,约为年径流量的13%.1957—1993年流域冰川消融对河流的额外净补给量为5.3×108m3,占河流总径流量的11%;1994—2006年流域冰川消融对河流的额外净补给量为8.8×108m3,占河流总径流量的18%.随着...     

黑河流域中西部子水系水资源分布特征研究

根据研究区的气象、水文、地质和冰川等资料,结合野外调查,研究了黑河流域中西部子水系的降水资源、冰川资源、地表水资源、地下水资源、水资源总量及其时空分布特征.山区水资源主要由祁连山南部的降水、冰雪融水等形式补给,以冰川、地表水、地下基流形式存在,冰川融水补给量为0.5532×108m3,地表水资源量为11.64×108m3,出山口基流量为5.264×108m3.河流进入山前平原后,地表水与地下水多次重复转化,南盆地地下水资源量为8.74×108m3,北盆地地下水资源量为2.06×108m3.中游耗水量的增加,加剧了中游和下游地区用水矛盾.对河流水质现状进行了分析评价,中、下游受生活污水、工业废水、农业退水的影响,河流水质较差.随着张掖市节水型社会建设和黑河流域综合治理的逐步推进,黑河流域中西部子水系的水资源问题日趋突出,研究水资源的分布特征,可为区域水资源的管理调度、可持续利用提供科学的决策依据.     

新疆渭干河部分流域河流泥沙分析

木扎提河、卡普斯浪河及克孜尔河3条河流1980—2010年31年多年平均悬移质输沙量之和为883×104t,3条河流的年径流量之和占到渭干河部分流域年径流量86%以上,3条河流的悬移质输沙总量可以代表全流域的多年平均悬移质输沙总量。根据流域泥沙的观测资料情况,对新疆渭干河部分流域河流含沙量的分布及输沙量、悬移质输沙量、河流输沙量的年内分配及年际变化等进行了分析。     

2002年塔里木河流域四条源流区间耗水分析

2002年塔里木河四条源流出山口天然径流量273.9×108m3, 比多年平均值多46.9×108m3, 偏多20.7%, 属丰水年.其中发源于天山山脉的阿克苏河和开都河-孔雀河径流增幅大, 水量充沛, 属丰水年, 而发源于昆仑山脉的叶尔羌河和和田河径流量保持多年均值年.2002年度, 四条源流区总耗水量219.1×108m3, 占出山口天然径流量的80.0%.其中阿克苏河流域总耗水量为65.90×108m3, 占出山口天然径流量的60%; 叶尔羌河流域耗水量61.92×108m3, 年内无水量进入塔里木河干流; 和田河流域耗水量36.45×108m3, 占出山口天然径流量的80.9%.开-孔河流域内耗水54.76×108m3, 占出山口天然径流量的95.9%.     

气候变化对乌鲁木齐河流域水资源的影响

分析了乌鲁木齐河流域近40 a来的气候变化及其气候要素与冰川融水、降水径流的关系.结果表明:高山冰川区融水径流的变化主要受气温变化影响,冰川区夏季6~8月累积气温每增加0.5℃,流域37.95 km2冰川产生的融水量将增加3.3514×106m3;近期气温再升高0.5℃,冰川融水年平均径流量将达到35×106m3.降水对中高山径流的影响较大,每增加20 mm降水量,降雨径流量增加8.9×106m3,40 a来其变化呈略增加趋势,年平均增加量为0.4095×106m3,与冰川融水增加量相当;降水与冰川融水径流量增加百分率相比,增加幅度较小.最后提出了减少污染,增加植被覆盖面积等应对气候变化对水资源影响的措施.     

新疆克孜河水文特性分析

发源于帕米尔高原与天山西南支脉高山区结合部的克孜河,为噶尔河流域第一大河。通过对克孜河流域概况、气候、降水、径流、洪水、冰川及泥沙等方面水文特征进行分析探讨。得出:克孜河流域降水年内不均匀,径流分配极不均匀,多年平均径流量为22.51×10^8 m^3,变差系数0.17,主要用于灌溉。洪水成因复杂,主要有冰雪融水型、暴雨型、混合型和泥石流溃坝型,洪水危害大,需要加强防洪措施。     

新疆吐鲁番盆地地表径流特征

吐鲁番盆地是新疆水资源严重匮乏的地区之一,水资源"先天不足",水资源紧缺已成为经济发展的瓶颈.吐鲁番盆地地表径流主要形成在盆地北部、西部中高山区,最终流入到吐鲁番盆地西南部的艾丁湖.吐鲁番盆地中、高山区是径流的主要形成区,山前倾斜平原区为径流的转换区,下游绿洲为径流的主要散失区.地表径流的具有垂直地带性分布规律,表现在径流深随着高程的增加而增加,径流系数随流域高程的增加而递增.吐鲁番地区的河流径流量年内分配变化较大、极不均匀,主要河流补给源是降雨、冰川融水、融雪水及地下水,降雨和融雪水所占比例大,导致夏季河流径流量集中.吐鲁番盆地天然地表总径流量为10.619×108m3,其中,不可能被利用水资源量为0.8984×108m3,不可以被利用地表水资源量为1.392×108m3,可利用量为8.328×108m3.     

新疆塔什库尔干河冰雪水文特征与水能开发潜力

塔什库尔干河流域是叶尔羌河中上游的主要支流之一,流域主要为高中山区,平均海拔4 630 m,高山区终年积雪,冰川发育.降水量的年内分配不均匀,暖季汛期降水量大而集中.塔什库尔干河流域发育有现代冰川862.45 km2,流域冰川覆盖率为8.64%.河流径流过程一般为双峰型,由春季的融雪径流和夏季的冰川融水径流形成,冰川融水占年径流的45%～55%,为典型的冰雪融水河流.塔什库尔干河的水能资源非常丰富,河道末段81 km的河道干流上有天然落差达1 020 m,在此河段上共规划了7个梯级水电站,总装机55.8×104 kW,目前尚有40.8×104 kW水电装机待开发.开展塔什库尔干河水能资源的开发利用,对增加能源供应安全、改善能源结构、保障能源安全具有非常重要的意义.     

祁连山北坡流域冰川物质平衡波动及其对河西水资源的影响

祁连山北坡各流域发育有现代冰川 2 166条 ,总面积 13 0 8km2 ,冰储量 60km3,冰川融水补给河流约 8× 10 8m3·a-1,占河西地表总径流量的 11% .近 4 0a来 ,东段石羊河流域冰川物质平衡 (Bn)呈较大负平衡 ,Bn在 - 80～ - 12 0mm间 ;西段的讨勒河、疏勒河和党河流域冰川具正物质平衡 ,Bn在+ 5 0～ + 90mm ;黑河流域的冰川处于过渡区 ,其冰川物质平衡多年平均在 - 4 0～ + 4 0mm间 .冰川物质平衡的变化直接影响着河流径流的变化 ,洪水坝河、党河和昌马河的冰川融水补给率达 3 0～ 4 0 %以上 ,东大河、大渚马河、马营河和讨勒河的补给率在 12 %～ 14 %之间 ,而西营河和梨园河仅有 7%左右 .冰川物质平衡逐年变化显示 ,2 0世纪 5 0～ 70年代冰川以负物质平衡为主 ,80年代开始向正的平衡开始转化 ,90年代以正平衡为主 ,主要是冬季气温上升引起的降雪量增加的结果 .在全球气温变暖情景下 ,东段冰川物质平衡将呈增加的趋势 ,西段冰川物质平衡将呈下降的趋势 ,将使西段以冰川融水补给的河流径流增加 ,而东段石羊河流域径流下降明显 .     

唐古拉山发源的河水主要元素与锶同位素来源及环境意义

发源于唐古拉山山脉的河流在青藏高原地区具有流域面积大、径流距离长以及流量大等特点,与喜马拉雅山地区河流共同组成全球河源区最高的水流系统。它们的物理与化学侵蚀在很大程度上代表了在全球气候变化的条件下,大陆的侵蚀作用所发生的变化,即大陆与海洋的物质运移和平衡。发源于唐古拉山北坡的长江源头主要支流楚玛尔河与沱沱河的物理化学特点是溶解的化学成分含量较高,一般为10.66～410.81mmol/L,主要阳离子为Na+、Ca2+和Mg2+,占阳离子总量的97%以上。Ca2+/Na+、Mg2+/Na+、K+/Na+的比值较低,87Sr/86Sr值为(0.708954±0.000020)～(0.711860±0.000011),表明唐古拉山北坡的河水成分以蒸发岩类溶解为主。发源于唐古拉山南坡的怒江源头以及雅鲁藏布江及其支流等的主要阳离子为Ca2+、Mg2+、Na+,占阳离子总量的97%以上。Ca2+/Na+、Mg2+/Na+、K+/Na+的比值较高,87Sr/86Sr值为(0.705534±0.000016)～(0.722856±0.000014),表现为以碳酸盐岩和硅酸盐岩的溶解为主。长江河源区河水中主要化学成分来自蒸发岩,其中Na+和Cl-在河流水化学成分中占比例最大,经计算,唐古拉山北坡长江源头地区的物理侵蚀率为77kg/(km.2a),蒸发岩的化学侵蚀率为49～72.7t/(km.2a),碳酸盐岩的化学侵蚀率为15～20t/(km.2a),硅酸盐岩的化学侵蚀率为2～5t/(km.2a);南坡物理侵蚀率为34kg/(km.2a),碳酸盐岩的化学侵蚀率为25～30t/(km.2a),硅酸盐岩的化学侵蚀率为7～10t/(km.2a)。这些特征反映出北坡高寒干旱环境下河流蒸发岩的化学侵蚀作用较强,南坡碳酸盐岩和硅酸盐岩的化学侵蚀作用大于北坡。     

天山天格尔山南北坡降水特征研究

对新疆天山天格尔山南北坡乌拉斯台河和乌鲁木齐河流域及其山前平原不同高度气象(水文)站近40a降水实测资料的统计分析,研究天山天格尔山南北坡不同坡向及高度的降水特征.结果表明:山区降水远大于山前平原,南北坡降水均呈现为增加趋势,冬季和夏季降水的增加趋势明显;山前平原区降水的年际变化幅度大于山区;冬、春季降水变率大于夏、秋季,南坡降水变率远大于北坡,冬、春季表现地尤为突出.年际降水的减少趋势出现在乌鲁木齐河流域中山峡谷地带的英雄桥水文站,其春季3月份的降水量减少趋势非常显著;乌鲁木齐河源大西沟气象站4～5月和6～8月月降水呈明显的反相关变化.     

近50 a来新疆区域与天山典型流域极端洪水变化特征及其对气候变化的响应

以年极端洪水超标率来反映区域极端洪水, 分析了新疆区域极端洪水变化; 以年最大洪峰记录分析了天山山区主要河流极端洪水变化规律, 并用14站资料分析了天山山区气候变化特征, 讨论了天山主要河流极端洪水变化对区域气候变化的响应. 结果表明: 受气候变暖影响, 1957-2006年全疆极端洪水呈区域性加重趋势, 尤其南疆区域极端洪水明显加剧, 北疆区域也有加重趋势, 但相对较缓. 全疆及北疆、 南疆在20世纪90年代中期以来都处于洪水高发阶段. 近50 a来, 在新疆区域洪水呈加重趋势的变化背景下, 发源于天山南坡的托什干河和库玛拉克河年最大洪峰流量呈显著增加趋势, 发源于天山北坡的玛纳斯河与乌鲁木齐河年最大洪峰流量虽有增加, 但是变化趋势较缓. 以年最大洪峰流量发生转折年为界, 天山典型流域托什干河、 库玛拉克河、 玛纳斯河和乌鲁木齐河在20世纪90年代(或80年代)以来与前期相比, 呈现出相似的变化特征: 年最大洪峰流量明显增大, 年际间变化更加剧烈, 洪水年更频繁. 以年最大洪峰流量发生转折年份为界, 玛纳斯河、 托什干河和乌鲁木齐河后期的年最大洪峰集中日期较前期推迟2~9 d, 库玛拉克河却提前5 d. 玛纳斯河、 乌鲁木齐河和库玛拉克河后期的集中度较前期增加0.8%~8.3%, 托什干河减小1.1%. 1961-2010年, 新疆天山山区气温明显上升, 升温率为0.34 ℃·(10a)^-1, 1997年以后明显增暖; 天山山区降水显著增加, 增加速率15.6 mm·(10a)^-1, 同时极端降水强度增大、 频数增多. 近50 a来天山主要河流极端洪水变化与区域增温以及天山山区极端降水事件增多等有密切关系.     

基于2001—2015年遥感数据的天山山区雪线监测及分析

基于2001—2015年MOD10A1/MYD10A1、MOD13Q1以及相关气象数据,采用积雪持续时间比率法,监测了天山山区的季节雪线高程,分析了其变化特征及影响因子。结果表明:①近15年天山山区雪线整体呈显著上升趋势,平均高程3 680 m左右,其中,北坡、伊犁河谷、南坡季节雪线的稳定性依次减弱,平均高程分别为3 620 m、3 390 m及3 820 m;空间上雪线高程呈现南高北低、东高西低的纬度地带性分布特点。②年际尺度上,气温是影响天山山区雪线高程的主控因素,呈显著正相关,南北坡与之相同,但伊犁河谷则降水是影响其变化的主控因素,呈显著负相关;季节尺度上,夏季气温、冬季降水是影响雪线高程的主控因素,降水与其呈负相关,但气温较高的地区,夏秋季降水会促进积雪融化,使雪线高程上升;月尺度上,7月气温、1月降水对其影响最明显,且存在一定的滞后反应。③天山山区雪线高程比零度层低800 m左右,两者呈较好正相关;雪线高程与NDVI（Normalized Difference Vegetation Index）呈负相关,植被覆盖较好区域,同年NDVI与雪线高程相关性较好,植被覆盖较差区域,前一年NDVI与其相关性较好。     

Restriction function of lithology and its composite structure to deformation and failure of mining coal seam floor

We examined spatial distribution characteristics of extreme hydrological events in Xinjiang, China, using district data from 1901 to 2010. Frequency distribution showed a general symmetry along the Tianshan Mountains, with even distribution in Junggar Basin and Tarim Basin. Frequency was more in the north-west than in the south-east. The maximum incidence was in west Tianshan Mountains and generally decreased south-eastward. There were significant regional variations in type distribution. Rainstorm floods were more common in central Xinjiang. Hailstorms mainly occurred in the central Junggar Basin, the southern slope of the western Tianshan Mountains and north-west of Tarim Basin. Debris flow was mainly distributed in Ili Valley and the central northern Tianshan Mountains. Glacier lake outburst floods were more common in the Karakorum Mountains and southern slopes of the western Tianshan Mountains. Ice floods were mainly distributed in the western Tianshan Mountains. Snow hazards were mainly distributed in the wide northern areas, especially the Altai Mountains and Hamilton Basin. Snowmelt floods were mainly distributed in the Tacheng Basin and Ili Valley. The incidence of extreme hydrological events was greatly affected by weather systems and terrain features.     

2015年夏季南疆地区高温冰雪洪水特征

2015年7月中旬开始至8月初,新疆地区受东移的伊朗高压控制,新疆南疆塔里木河流域及其周边区域遭遇历史同期罕见高温天气.南疆地区和天山山区7月平均气温分别为27.9℃、17.8℃,较常年分别偏高2.3℃、2.6℃,偏高幅度均居历史同期第一位;南疆及天山山区共计42站7月平均气温突破同期历史极值,使该地区从高空到地面不同高度气温都同时升高.0℃层高度都高于雪线高度,导致南疆多条河流发生冰雪消融性洪水,造成不同程度的洪水灾害.此次由高温天气产生的多条河流冰雪消融性洪水,由于具有充足的水热因子,致使南疆多条河流超过警戒流量和保证流量.尼雅河出现有实测资料以来第2位的洪水,阿克苏库玛拉克河发生有实测资料以来第3位的洪水;发生洪水的河流范围之广、持续时间之长历史罕见,叶尔羌河、玉龙喀什河、喀拉喀什河超警戒流量持续时间在半个月以上,叶尔羌河达到25 d.通过对历年冰雪消融性洪水资料分析,洪峰流量和日流量（洪量）与高空温度有较好的相关性,由此建立冰雪消融性洪水预报模型,应用在2015年夏季洪水预报中取得明显的效果,对于今后预报此类洪水提供了有益的借鉴.     

天山乌鲁木齐河流域冰川地貌与冰期研究的回顾与展望

乌鲁木齐河源于天山北列喀拉乌成山的北坡,区内保存着形态多样、较为清晰的第四纪冰川侵蚀与沉积地形.经过老中青数代人的考察研究,取得如下研究成果:1)查清了河源区冰川地形的分布与特征,运用冰川沉积学与地貌地层学原理对乌鲁木齐河出山口处的扇形地进行了冰川与非冰川成因的鉴别;2)基于地衣法、常规14 C与AMS14 C、TL、ESR、CRN(10Be)等多种定年方法的测年结果,并结合地貌地层学原理,建立了乌鲁木齐河流域小冰期、新冰期、末次冰期(MIS 2～4)、MIS 6与MIS12较完整的冰川演化序列,为我国第四纪冰川研究树立了一个典型范例.展望未来,乌鲁木齐河源区的冰川地貌演化模拟与古环境重建等需作进一步研究,喀拉乌成山南坡的冰川地形有待进行综合定年;若以乌鲁木齐河源流域冰期序列为参照,冰川发育与天山的构造抬升以及东、中与西段天山冰川发育是否具有一致性,天山地区是否保存有更老冰碛等科学问题尚待深入探讨.     

准噶尔盆地南缘新生代沉积物碎屑锆石记录的天山隆升剥蚀过程

通过对准噶尔盆地南缘有精确古地磁年代控制的金沟河剖面新生代沉积物中7个砂岩样品碎屑锆石的U Pb LA ICP MS测年分析,确定安集海河组（28~23.3 Ma）和沙湾组（23.3~17.5 Ma）的砂岩样品碎屑锆石年龄主要集中在261~328 Ma（P-C）,塔西河组（17.5~13.2 Ma）样品的年龄主要集中在234~311 Ma（T-C）和369~403 Ma（D-S）,独山子组（13.2~6.0 Ma）和西域组（6.0~1 Ma）样品的年龄主要集中在264~333 Ma。经与流域内岩石地层的分布相对比,揭示至少在晚渐新世开始中天山已经隆升并剥蚀为盆地提供物源,从约中新世早期开始北天山的南缘开始隆升,加入物源供给区,从约中新世中晚期开始北天山开始明显隆升,并逐步阻碍了中天山的物源供给,成为物源的主要供给区。天山的这种逐步向北的隆升剥蚀过程,反映了印度欧亚板块碰撞的远程效应。     

我国新疆北部积雪中痕量元素的时空分布及污染评估

积雪中记录的痕量元素含量,能很好地评估当地大气污染状况。利用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）,对2018年1月和3月采自新疆北部的天山北坡、伊犁河谷、塔城地区和阿勒泰地区的积雪样品进行了16种痕量元素测试。结果表明：北疆地区积雪中痕量元素含量的平均值在0.06 ng·g^-1（Cd）～1 481.1 ng·g^-1（Al）之间。时间分布上,消融期多数痕量元素浓度低于积累期、稳定期;Pb、Cr等元素消融期含量高于其他时期,可能与外源输入有关。空间分布上,塔城地区和天山北坡的多数痕量元素含量高出伊犁河谷和阿勒泰地区1~3倍。与其他地区雪冰中痕量元素含量对比,发现新疆北部高出青藏高原北部1~3倍,与受人类活动影响较大的天山乌鲁木齐河源1号冰川相应痕量元素浓度接近,揭示了新疆北部积雪中痕量元素较高的浓度特征。元素富集系数表明,Fe、Be等元素主要来自地壳粉尘,Pb、Cd、Zn、As等元素呈显著富集（EFc>10）,受人类排放活动主导。结合后向气团轨迹分析,塔城地区的痕量元素可能受到哈萨克斯坦的影响,阿勒泰地区的痕量元素可能受到中亚、阿尔泰山南缘等地的影响,天山北坡与伊犁河谷主要受新疆本地气团的影响。     

中国天山地区降水对全球气候变化的响应

天山地区的降水变化及其对全球气候变化的响应是近年来研究的热点。利用中国天山地区40个气象站1951-2014年的月降水数据,运用线性倾向估计、相关分析等气候诊断方法,分析了该区域的降水变化,探讨了主要气候指数与降水同步变化的相关关系。结果表明：年降水呈现出"西多东少,北多南少,高山多外围少"的特征,年降水变化率为6.0 mm·（10a）^-1。SASMI与年降水表现为显著正相关,PDO、PNA和AO与年降水表现为弱正相关,且有局限性。在枯水期,SASMI与天山北坡及部分中高山地带的降水表现为弱正相关,而在西天山南坡表现为弱负相关,ENSO与中、西天山南北坡的中低山带的降水变化相关性较高。在丰水期,SASMI与天山南坡和高山区降水变化相关性较高,PDO与中、西天山南北坡的低山带部分站点的降水变化相关性较高。