【摘要】：干旱區(qū)水資源緊缺,研究氣候變化與人類活動雙重營力作用下水循環(huán)變化機理,制定合理有效的調蓄對策,是應對全球變化的重要任務。新疆作為全球極端干旱區(qū)之一,近期水循環(huán)發(fā)生了顯著變化。作為中國最西端及中亞地區(qū)的水資源發(fā)源地,天山發(fā)揮了中亞水塔的作用,其周邊干旱區(qū)廣泛分布,人類生存與生態(tài)系統(tǒng)受水資源變化影響十分強烈。近十年來,筆者在天山山區(qū)及其周邊的塔里木盆地、準噶爾盆地等地開展了大氣-地表-地下的多尺度水循環(huán)研究。本文從降水形成條件、地表水變化、地下水對地表水變化的響應等不同視角對水循環(huán)進行系統(tǒng)分析,探討在氣候變化與人類活動影響下水循環(huán)發(fā)生變化的機理及其水資源效應。在此基礎上,提出干旱區(qū)水資源的調蓄途徑。研究表明,青藏高原和天山隆升在新疆產生雨影效應,新疆大氣降水的水氣來源以西風帶水氣為主,本地再循環(huán)水氣在降水構成中僅占8%,區(qū)域造雨能力低下。雙重因素長期作用導致新疆地區(qū)干旱化。天山山區(qū)與盆地相比,更有利于形成降水,加上冰雪儲備豐厚,因此在區(qū)域水循環(huán)中占主導地位。在氣候變化的影響下,氣溫升高、降水增加、冰川融化加速、主要河流出山徑流平均增加約10%,對于氣候變化敏感的一些冰川河,增加可達40%以上,造成洪水災害。下游荒漠中的綠洲,基本上沒有降水,水循環(huán)由地表水主導,河道斷流導致地下水位下降,引發(fā)生態(tài)退化。塔里木河調水,在流域尺度上證明了這一點。天山山前地帶的綠洲農業(yè),是區(qū)域用水最多的環(huán)節(jié),因而,也是調蓄水資源的有利位置。利用山前戈壁帶有利的地質結構和快速循環(huán)的地下水,地下水庫工程符合干旱區(qū)水循環(huán)基本規(guī)律,相對于平原水庫具有明顯優(yōu)勢。天山南北符合條件的儲水構造很多,可調蓄水量可觀。這一地表水地下水聯(lián)合調蓄的模式,將成為干旱區(qū)應對環(huán)境變化帶來的水資源問題的重要途徑。
[Abstract]:Water resources are scarce in arid areas. It is an important task to study the mechanism of water cycle change under the dual effects of climate change and human activities and to formulate reasonable and effective regulation and storage countermeasures. As one of the extreme arid regions of the world, the water cycle in Xinjiang has changed significantly recently. As the source of water resources in the westernmost part of China and Central Asia, Tianshan plays a role as a water tower in Central Asia. The surrounding arid areas are widely distributed, and the human survival and ecosystem are strongly affected by the changes of water resources. In the past ten years, the authors have carried out a multi-scale study on the atmospheric, surface and underground water cycle in the Tarim Basin and Junggar Basin in the Tianshan Mountain area and its surrounding areas. In this paper, the formation conditions of precipitation, the change of surface water and the response of groundwater to the change of surface water are analyzed systematically, and the mechanism and effect of water resources on the influence of climate change and human activities on the water cycle are discussed. On this basis, the way of water resources regulation and storage in arid area is put forward. The results show that the uplift of Qinghai-Xizang Plateau and Tianshan Mountains produce rain shadow effect in Xinjiang. The water vapor in the west of the wind belt is the main source of the precipitation in Xinjiang, and the local recycled water gas accounts for only 8% of the precipitation composition, and the regional rain-making capacity is low. Double factors lead to drought in Xinjiang for a long time. Compared with the basin, Tianshan mountain area is more favorable to the formation of precipitation and rich ice and snow reserves, so it plays a dominant role in the regional water cycle. Under the influence of climate change, the temperature increases, the precipitation increases, the glacier melts speed up, the average runoff of main rivers increases about 10 percent, and some glaciers that are sensitive to climate change can increase by more than 40%, resulting in flood disaster. There is no precipitation in the oasis in the downstream desert, the water cycle is dominated by the surface water, and the river cut off leads to the decrease of the groundwater level and the ecological degradation. The Tarim River diversion proves this on a watershed scale. The oasis agriculture in the front of Tianshan Mountain is the most important link of regional water use, therefore, it is also a favorable position for regulating and storing water resources. With the favorable geological structure and rapid circulation of groundwater in the Gobi zone in front of the mountains, the underground reservoir engineering accords with the basic law of water circulation in arid area, and has obvious advantages over the plain reservoir. The north and south of Tianshan have a lot of water storage structures and considerable water storage. This model of combined regulation of surface water and groundwater will be an important way to deal with the problem of water resources caused by environmental change in arid areas.
【作者單位】： 中國科學院地質與地球物理研究所頁巖氣與地質工程重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金項目(批準號:40672171) 中國科學院知識創(chuàng)新工程重要方向性項目(批準號:KZCX2-YW-127) 國際原子能機構(IAEA)“亞太地區(qū)的地下水補給與動力學”項目(批準號:RAS7022)共同資助
【分類號】：P339;TV213

【參考文獻】

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【共引文獻】

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本文編號：2386322