分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-09-25
摘要： 地下水资源具有重要的资源保障和生态安全维系功能，随着全球气候变暖及人类活动强度增大，导致新疆平原区地下水资源量呈减少趋势，进一步加剧地下水干旱发生的风险。揭示新疆平原区地下水干旱时空变化特征及其对气象干旱的响应关系，对区域经济可持续发展、生态系统安全有重要意义。基于GRACE重力卫星数据和全球陆地同化系统（GLDAS）数据估算2003—2022年新疆平原区地下水储量变化，在此基础上对地下水储量变化进行标准化处理，构建地下水干旱指数，分析新疆平原区地下水干旱时空变化特征，最后使用最大相关系法分析地下水干旱对气象干旱的响应关系。结果表明：（1）新疆平原区地下水储量变化呈下降趋势，其下降速率为0.60 cm·a-1，下降较为明显的区域主要集中在天山区域山前平原区，上升区域主要集中在昆仑山北麓山前平原区及阿尔泰山南麓西部山前平原区。（2）地下水干旱指数监测到新疆平原区于2014年4月—2015年4月、2022年5—12月分别发生了历时13个月、8个月的地下水干旱事件。整体来看，新疆平原区地下水干旱频率为0.21，地下水平均干旱强度为1.0~2.0，地下水平均干旱历时为4~28个月；其中，平均干旱历时为4~10个月、11~16个月、17~22个月、23~28个月的面积占比分别为80.68%、9.54%、4.15%、5.63%。（3）新疆平原区地下水干旱对气象干旱的平均响应时间为18个月；响应时间为1~3个月、4~6个月、7~9个月、10~12个月、13~24个月的面积占比分别为11.00%、2.13%、2.75%、2.00%、82.12%。其中，近20 a来天山北麓山前平原区的响应时间呈增大趋势，响应时间由1~3个月增大为18~24个月，昆仑山北麓山前平原区部分区域的响应时间则先由9~12个月减缓至1~3个月，后延长至12~24个月。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-07-04 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 深入挖掘土地利用类型内部转换过程信息，衡量土地利用变化强度对蒸散发的影响，准确评估实际蒸散发时空变化规律对流域水资源科学管理和高效利用具有重要意义。基于强度分析模型揭示2000—2020年阿克苏河流域不同层次土地利用类型强度变化特征及对流域实际蒸散发的影响，结果表明：(1)时间间隔层次上流域土地利用变化强度呈先增加后减小的趋势，2000—2005年变化最为活跃。地类层次上耕地、建设用地、水域、林地面积增减变化表现较为活跃。转移层次上耕地面积的增加主要来源于草地(占比54.31%)和未利用地(占比26.26%);(2)流域多年平均蒸散发为166.56 mm。年际波动较大，整体呈增加趋势，年增长率为3.68 mm·a-1。年内4—10月蒸散发占全年蒸散发的71.76%。实际蒸散发高值分布在山区林地和平原区耕地，低值区分布在山前荒漠区及绿洲与荒漠过渡带地区;(3)主成分分析结果表明，阿克苏河流域实际蒸散发变化的驱动力为草地、耕地、未利用地的转化强度，土地利用变化强度与实际蒸散发之间的相关系数为0.87，二者存在较强的相关关系。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2022-03-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为研究吐鲁番盆地平原区地下水水化学特征及水质状况，根据吐鲁番地区2015年（最近1次）全面的地下水污染调查数据，选取44组地下水水质检测数据（潜水33组，承压水11组），运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、离子比值法对研究区地下水水化学特征及成因进行分析，运用内梅罗指数法、改进内梅罗指数法和模糊综合评价法对研究区地下水质量进行评价。结果表明：（1）吐鲁番盆地平原区地下水主要为低矿化度的弱碱性水，水化学类型以SO4Cl-NaCa型和HCO3SO4-NaCa型为主，其次为HCO3SO4Cl-NaCa型；研究区水化学成分主要受蒸发浓缩和岩石风化共同作用的影响。（2）地下水中的Ca2+、Mg2+主要来自蒸发岩的溶解，Na+、K+、Cl-主要来自岩盐的溶解，少量潜水中的Na+和K+来自硅酸盐的溶解。（3）(Na+-Cl-)/［(Ca2++Mg2+)-(SO42-+HCO3-)=-1，呈显著负相关，说明地下水化学组分的形成受到了阳离子交换作用的影响。（4）水质评价结果显示：3种评价方法中的Ⅲ类及以上水质占比均高于55%，地下水质量整体较好；模糊综合评价法的Ⅳ、Ⅴ类水占比最低为27.3%，Ⅳ、Ⅴ类水主要分布在托克逊县的博斯坦乡和鄯善县以东的火车站镇和七克台镇。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-04-23 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为探究新疆伊犁河谷西北部地下水化学特征及成因，运用数理统计以及Piper三线图、Gibbs图、离子比图等方法，对2018年伊犁河谷西北部地下水取样监测数据进行分析。结果表明：（1）研究区地下水属于总硬度偏高的弱碱性水，地下水化学组分含量整体变异性不大，主要阳离子为Ca2+,主要阴离子为HCO3-。（2）地下水水化学类型以HCO3-Ca、HCO3·SO4-Ca、HCO3·SO4-Ca·Mg、HCO3·SO4-Ca·Na和HCO3-Ca·Mg型为主。（3）研究区地下水化学组分主要受岩石溶滤作用控制，蒸发-浓缩作用及阳离子交换作用对地下水化学组分有一定的贡献，个别地下水水样点可能受到人为活动的影响。（4）地下水中的Na+、Cl-和SO42-主要来自岩盐、石膏等蒸发岩的溶解，Ca2+和Mg2+主要来自方解石、白云石和石膏等矿物溶解。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-04-23 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 蒸散量是水资源转化中非常关键的变量，特别是对当前变化环境下干旱区作物耗水量的时空变化与预测具有重要的作用。基于2001—2019年MOD16数据产品，通过遥感反演蒸散量数据，对焉耆盆地实际蒸散量（AET）和潜在蒸散量（PET）的时空变化进行分析，结果表明：（1）MOD16蒸散产品和小型蒸发皿实测数据较为一致（R2=0.94），其精度可以用于分析和探究焉耆盆地蒸散量的时空分布特征。（2）多年平均AET与PET分别为128.7 mm和1381.5 mm，年际变化尺度上AET呈上升趋势，PET呈下降趋势。（3）多年平均AET与PET在空间分布上呈现出明显的差异特征且表现出相反的趋势，年际AET与PET线性倾斜率处于基本不变趋势。（4）AET与PET的变化趋势与焉耆盆地膜下滴灌技术的普及与气象要素（蒸发量、相对湿度、平均气温）的改变具有内在的联系。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-12-16
摘要： 为探明新疆额尔齐斯河流域平原区地下水水化学控制因素及高氟水成因，2018年在该流域采集地下水样70组。分析水化学组分及氟的空间分布特征，解析高氟水的形成机制和富集机制，基于绝对因子分析-多元线性回归模型定量计算不同因素对流域地下水水化学组分的贡献。结果表明：（1）研究区地下水整体为中性偏弱碱性，额尔齐斯河以北以淡水为主，额尔齐斯河以南以微咸水为主，额尔齐斯河以北与以南地下水F-超标率分别为27.91%和44.44%。额尔齐斯河以北与以南地下水化学类型均以HCO3·SO4—Na·Ca型为主。（2）SOM结果表明，F-可能来源于多种元素混合的含氟矿物；APCS-MLR模型得出，研究区地下水化学组分的形成主要受到溶滤-富集（58.03%）、地下水酸碱度（16.28%）和原生地质环境（10.28%）的影响。（3）矿物溶解沉淀、蒸发浓缩作用、岩石风化和阳离子交换作用是控制高氟地下水形成的主要因素；地下水环境、气候因素、地形地貌和人类活动是控制高氟地下水富集的主要因素。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-07-04 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 人类活动是区域生态风险加剧的重要因素，亟需探讨人类活动强度对景观生态风险影响。本文以塔里木河流域为研究对象，基于近20 a的5期土地利用、人口空间分布和夜间灯光数据，引入土地利用程度综合指数以改进人类活动强度(HAI)评价体系，定量评价强人类活动下的流域景观生态风险(LER)时空变化，并结合Copula函数以及双变量局部空间自相关模型，揭示LER与HAI的时空关联性。结果表明：(1)近20 a塔里木河流域HAI显著提高，强人类活动主要分布于水资源较丰富的绿洲区;流域人类活动强度呈增加趋势，低强度区面积占比减少17.88%、中高强度区面积占比增加3.57%。(2)塔里木河流域LER整体呈四周高、中部低的特征，高风险区主要分布于人类活动较为频繁的绿洲区;流域LER在2015年前呈加剧趋势，但2010年后加剧趋势减缓，2015年后改善趋势逐步显现。(3)近20 a HAI与LER呈正相关关系，人类活动对LER的正向效应不断增加;2010年后二者关系的增加趋势趋于平缓，正向效应出现由增到减的过渡阶段;空间上H-H聚集区呈增加趋势，分布格局由分散变为集中;2015年后，L-L和H-L 聚集区缓慢增加，L-H聚集区缓慢减少。研究结果可为塔里木河流域土地资源合理利用、景观生态保护提供科学参考。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2025-02-27 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 大气可降水量（PWV）是表征大气中水汽含量的重要指示因子，明确 PWV 与降水的转化机制对水资源高效利用具有重要意义。本文以新疆为研究区，基于多源数据计算 PWV，并以探空数据为参考，评估 ERA5 全球大气再分析数据计算 PWV 的优劣，借助降水转换率（PCE）揭示 PWV 与降水的转化关系。结果表明：（1）ERA5 计算的 PWV 精度较高，与传统依托探空数据确定的 PWV 的相关系数和均方根误差分别为 0.98 和 2.6 mm。（2）1960—2020年新疆 PWV 总体呈增加趋势，增幅为 0.1mm·(10a)-1；小波频谱显示研究区 PWV 变化周期以短周期为主，分别为 2.6 a、6 a。（3）从点尺度来看，PCE 随站点降水量的增加而升高；从线尺度来看，PCE 的变化规律在经度方向上呈“U”型，在纬度方向上大致呈“L”型；从面尺度来看，PCE 的高值区主要分布在林地、坡度为25°~35°范围及海拔 5000 m以上的区域，分别为 7.17%、5.8%和 5.1%；（4）降水丰枯异常典型年 PCE 差异明显，辐合强、水汽上升运动强烈的特丰水年，引起了较高的 PCE，平、枯水年 PCE 较低。（5）北极涛动指数和太平洋十年振荡是影响全疆 PCE 的主要因素，由于不同区域间因气候和地形等因素的差异，PCE 受控因子存在一定的差异。研究结果可为新疆地区空中水资源利用及降水转化评估提供理论参考。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-06-28 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 西北干旱地区受监测资料匮乏等因素，难以实现区域尺度的水资源消耗效用评价。使用MODIS遥感数据驱动混合双源梯形蒸散发模型（HTEM），对焉耆盆地陆面蒸散发的时空过程进行了连续模拟，并对灌区耗水量进行有效性评价。结果表明：（1）20132020年焉耆盆地灌区多年平均蒸散发为624.4 mm，其中作物生育期410月蒸散发占全年的89.6%。（2）焉耆盆地灌区植被蒸腾与土壤蒸发多年平均分别为508.9 mm和115.5 mm，各占总蒸散发的81.5%和18.5%。（3）焉耆盆地灌区多年平均蒸散发耗水量13.82108 m3，其中高效、中效和低效耗水分别占总耗水量的81.5%、5.6%和12.9%，且耗水有效性与植被覆盖度密切相关。在区域尺度以时空连续的方式揭示了焉耆盆地灌区蒸散发水分消耗的有效性，可为干旱区水资源管控提供可靠的理论依据。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 砷（As）、氟（F）污染水体及其共存问题是环境领域的热点问题，长期暴露其中对公众的身体健康存在巨大威胁。以新疆玛纳斯河流域为研究区，分析高As、高F地下水的水化学及空间分布特征，结合地质条件、赋存环境和人类活动的影响进一步阐明地下水As和F的来源、迁移与富集的水文地球化学过程。结果表明：研究区地下水整体为弱碱性、还原环境的淡水，地下水As、F质量浓度变化范围分别为1.13~41.35 μg·L-1、0.06~8.02 mg·L-1，高As、高F地下水水样占总水样的62.9%、45.7%，砷氟共富集占总水样的37.1%。砷氟共富集地下水主要分布在平原区北部靠近沙漠边缘，水化学类型主要为HCO3·Cl型和HCO3·SO4·Cl型。研究区南部山区高As、高F岩层是地下水As、F的原生来源，区域地质构造与水文地质条件是影响地下水砷氟富集的重要因素。玛纳斯河流域高As地下水具有高pH值、低γSO42-/γCl-比、低Eh等特征，说明弱碱性的还原环境有利于地下水中As富集；高F地下水具有高pH值、高HCO3-、高Na+和低Ca2+等特征，说明高Na+和低Ca2+的碱性环境有利于地下水中F富集。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-12-16 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 新疆博尔塔拉河流域水资源短缺且时空分配不均，定量计算出中游不同河段、不同时段地表水与地下水 的转化量，对地下水开采与回补、地表水与地下水优化配置具有重要意义。基于2021年12月1日2022年11月30 日博尔塔拉河中游5个监测断面的逐日测流资料，运用河道径流分析法，结合P-III(Pearson-Ⅲ)型分布频率曲线、各 监测断面来水量对比图和水文地质剖面图等对地表水与地下水转化进行了定量分析，并对渗漏河段入渗率与来水 量关系进行了拟合。结果表明：（1）5个监测断面中，博乐水文站年来水量最多，查乡大桥监测断面年来水量最少。 （2）博尔塔拉河中游2021年12月1日2022年11月30日来水处于平水年份。（3）博尔塔拉河中游上段，地下水转 化补给地表水；中段昆得仑渠首-查乡大桥段地表水大量入渗补给地下水，入渗系数为0.67，入渗率与来水量呈显 著负相关关系；下段，地下水再次溢出地表。博尔塔拉河中游河段共经历了3次地表水与地下水转化，总体表现为 地下水溢出补给地表水。
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