叶尔羌河流域地下水生态水位确定及调控措施探讨_木合塔尔·艾则孜.pdf

：叶叶尔尔羌羌河河流流域域地地下下水水生生态态水水位位确确定定及及调调控控措措施施探探讨讨木合塔尔艾则孜（新疆喀什水文勘测局，新疆 喀什）摘要为加强叶尔羌河流域地下水生态保护，制定合理的区域地下水生态水位对区域地下水环境保护十分重要。本文基于叶尔羌河流域平原区和中低山区典型地下水观测井水量观测数据，对其不同月份、不同保证率下的地下水适宜生态水位进行计算并对其生态调控措施进行探讨。结果表明：、保证率条件下叶尔羌河流域地下水生态适宜埋深在 之间。枯水期应尽量满足地下水最低生态水位的要求。流域河流补给量较为充沛，丰水期地下水补给量可满足区域地下水生态水量的需求。但春季和秋季地下水补给量相对较少，地下水生态需水量易出现不足，建议以 保证率下的生态水位作为地下水开采控制指标；针对冬季地下水水位及补给量偏低的实际，建议将 保证率下的生态水位作为其地下水开采控制水位指标，加大地下水回归水量，以补充冬季地下水生态需水量。研究成果对流域水生态环境保护规划具有重要参考价值。关键词地下水；生态水位；调控措施；叶尔羌河流域中图分类号 文献标识码文章编号 （）收稿日期 作者简介木合塔尔艾则孜（），男，新疆喀什人，助理工程师，主要从事水文水资源工作。叶尔羌河流域降水量主要集中在夏季，靠近山区区域多年降水量为 左右，降水量存在明显的垂直地带分布。叶尔羌河流域地下水水资源相对较为充沛，但是近些年来，受流域内灌区供水影响，叶尔羌河流域地下水水位变幅较为明显。地下水位下降势必导致区域内地下水水质尤其是盐量浓度的增加，从而对流域地下水生态环境产生不同程度的影响。当前，叶尔羌河流域加大了地下水水量和水环境双向指标的控制力度，区域地下水水量和水环境都不同程度的得到有效改善，但在区域水资源调度与配置中，还需要确定流域内地下水生态水位变化区间，从而制定更为有效的保护措施。国内许多流域已逐步开展地下水生态水位的研究，取得一定研究成果 ，这些研究成果均表明合理确定区域地下水生态水位对于地下水环境保护十分重要，为加强叶尔羌河流域地下水生态保护，结合地下水生态水位确定方法，对叶尔羌河流域不同保证率下地下水适宜生态水位进行计算并对其生态调控措施进行探讨。研究成果对于叶尔羌河流域水生态环境保护规划具有重要参考价值。地下水生态水位确定方法地下水生态水位的确定主要按照地下水补给方式进行确定，其计算方程为：，（）式中：为区域内河道适宜生态水位值（）；为地下水水位最低值（）；为径流补给断面所在河道高程最低值（）。计算时需要将地下水观测井各月水量作为计算数据蓄力对其不同保证率下的生态水位进行确定，样本数据系列构建方程为：（，）（）式中：为逐月地下水水量监测值（）；为地下水在不同月份生态需水量（），解析域求解变量方程为：（，）（）式中：求解变量集合；为地下水各月份生态水位求解变量。方程求解采用正态扩散分布函数进行计算：（）（）（）式中：为模型求解参数，求解集合方程为：（）（）式中：为不同月份集合解。各子集合权重计算值为：（）（）（）对其不同月份地下水生态水位进行权重标准化计算：（）（）（）令：（）（）不同保证率下地下水生态水位按照上述两个方程进行求解计算：（）（）（）研究区域概况叶尔羌河流域位于新疆天山的中部区域，西风环流为叶尔羌河流域主要水汽来源，流域降水量时空分布十分不均匀，从东向西降水量逐步减少，高山区域年降水量在 左右，而海拔高度在 的区域降水量不超过 ，降水量存在明显的垂直地带分布，随着高程的递减率为 。流域径流受降水影响，也存在明显的垂直地带分布，冰川融雪补给是高山区河流径流补给来源，冰川融雪和降水补给是中低山地带河流补给来源，此外季节融雪及地下水混合补给也是中低山地带河流径流补给来源。地表入渗 年 月第 卷 第 期 地下水o ，o.补给是叶尔羌河流域平原区地下水补给主要来源，平原区地下水补给量的 来源于地表水入渗补给。地下水生态水位确定 地下水生态需水量计算叶尔羌河流域平原地区和中低山区地下水补给方式及水位变化差异较大，为此结合地下水生态水量确定方法，分别结合叶尔羌河流域平原区和中低山区典型地下水观测井水量观测数据，对其不同月份不同保障率下的地下水生态需水量进行计算，结果如表 所示，并对其不同季节各保证率下的地下水生态需水量进行统计分析，结果如表 所示。表 不同月份各保证率条件下叶尔羌河流域平原区和中低山区地下水生态需水量计算结果月份地下水生态需水量 平原地区中低山区 表 不同季节各保证率条件下叶尔羌河流域平原区和中低山区地下水生态需水量计算结果季节地下水生态需水量 平原地区中低山区春 夏 秋 冬 从不同月份各保证率条件下叶尔羌河流域平原区和中低山区地下水生态需水量计算结果可看出，在叶尔羌河流域，各保障率条件下平原区地下水生态需水量均要高于中低山区地下水生态需水量，这主要是因为中低山区地下水补给量要高于平原区地下水生态需水量，且叶尔羌河流域平原区由于灌区分布较多，使得其地下水开采率较高，地下水埋深较深，加大了平原区地下水生态需水量。此外，保证率越高其地下水生态需水量越大，对于平原区而言，夏季 月生态需水量最高，枯水期由于地下水开采量相对较小，相对减小了其生态需水量，不同保障率下平原区地下水年生态需水量分别为 亿（保证率）、亿（保证率）、亿（保证率）及 亿（保证率）。对于中低山区而言，其不同保证率下的地下水年生态需水量分别为 亿（保证率）、亿（保证率）、亿（保证率）及 亿（保证率）。从不同季节各保证率条件下叶尔羌河流域平原区和中低山区地下水生态需水量计算结果，叶尔羌河流域地下水生态需水量存在明显的季节变化特征，夏季不同保证率下生态需水量最高，各保证率下平原区和中低山区生态需水量合计可分别达到 亿 和 亿，冬季叶尔羌河流域生态需水量最低，各保证率下平原区和中低山区生态需水量合计可分别达到 亿 和 亿，秋季各区域不同保证率下的地下水生态需水量总体高于春季。叶尔羌河流域不同季节生态需水量变化的主要原因在于其地下水补给量，地下水补给量越高的季节，其生态需水量越大。地下水生态水位计算分别对叶尔羌河流域不同季节各保证率条件下的地下水生态水位进行计算，结果如表 所示，并对流域不同季节各保证率条件下的地下水生态水位进行分析，结果如表 所示。表 不同月份各保证率条件下叶尔羌河流域平原区和中低山区地下水生态水位计算结果月份地下水生态水位 平原地区中低山区 （下转第 页）第 卷第 期地下水 年 月量的取样，取样后立即加入甲醇终止污染物降解反应，以保证采取样本时刻的检测时效性，加入盐酸，在 的温度中加热 ，待冷却后加入抗坏血酸，通过紫外可见光光度计在 光谱 处进行比色检测，得到硝基苯酚含量，地下水有机物污染修复结果可见图。图 硝基苯酚的去除效果图由图 可以看出，（）对硝基苯酚的降解是非常有效的，在进行药剂修复的 时，降解率达到 ，去除了地下水中的硝基苯酚污染物，有效地对地下水资源进行了生态修复补偿。结语水是人能赖以生存的重要物质，地下水资源的利用也越来越广泛，其引发的生态环境问题也越加被重视，对地下水资源的生态修复补偿研究，可以为实现地下水资源的节能环保与可持续开发与循环利用提供科学的方案。参考文献刘清泉 旧城区雨污合流排水溢流污染控制及地下水生态修复方法研究 环境科学与管理 （）：庹世华 灌区地下水生态存在问题与修复治理措施 水利规划与设计（）：胡晓勇，蒋尊 芳，苏士安，等 浅 谈受 污染水 体生态 修复技 术 节能与环保（）：赵文仪，何理，陈白雪，等 地下水生态补偿标准核算模型 应用生态学报 （）：杨路通，易吉林，张贺 夹岩水利枢纽工程隧洞施工期地下水监测、处理及补偿 水利水电快报 （）：李坡，张珊珊，施锦秋，等 活化过硫酸盐修复苯胺污染地下水及其环境风险 化工进展 ：陈敏 地下水污染修复技术综述 云南化工 （）：（上接第 页）表 不同季节各保证率条件下叶尔羌河流域平原区和中低山区地下水生态水位量计算结果季节地下水生态水位 平原地区中低山区春 夏 秋 冬 从不同月份各保证率条件下叶尔羌河流域平原区和中低山区地下水生态水位计算结果可看出，不同保障率条件下叶尔羌河流域平原区地下水生态水位总体要高于中低山区，这主要和区域地形有关，叶尔羌河流域地下水位存在较为明显的垂直地带分布，中低山区地下水生态水位相对较低，而平原区地下水生态水位相对较高。各保证率条件下平原区地下水生态水位总体在 之间，中低山区各保障率下地下水生态水位总体在 之间，通过统计叶尔羌河流域地下水生态适宜埋深，、保证率条件下叶尔羌河流域地下水生态适宜埋深在 之间。从不同季节叶尔羌河流域不同保障率条件下的地下水生态水位可看出，夏季不同保障率下平原区和中低山区地下水生态水位最高，冬季由于叶尔羌河流域地下水补给量较低，使得其地下水生态水位也相对较低。调控措施与建议叶尔羌河流域河流补给量相对较为充沛，丰水期流域地下水补给量可满足区域地下水生态水量的需求，可以对区域内地下水位相对较高的区域对其地下水开采量进行适当调整，加大丰水期地下水资源存储量，以免枯水期流域地下水生态需水量不能得到有效满足，影响区域地下水生态环境保护。叶尔羌河流域春季和秋季地下水补给量相对较少，尤其是秋季，地下水生态需水量易出现不足，地下水开采量建议以 保证率下的生态水位作为控制指标，加大对区域地下水生态环境的保护。叶尔羌河流域冬季地下水水位偏低，补给量也最低，建议将 保证率下的生态水位作为其地下水开采控制水位指标，并在地下水补给量相对较低的平原区域加大地下水回归水量，补充冬季流域地下水生态需水量。结语（）各保证率条件下叶尔羌河流域平原区地下水生态水位总体在 之间，中低山区各保障率下地下水生态水位总体在 之间，其地下水生态适宜埋深在 之间。（）丰水期可适当调整叶尔羌河流域地下水开采量，在满足地下水生态需水量的同时，加大丰水期各区域地下水存储量，以免枯水期流域地下水生态需水量不能得到有效满足，影响区域地下水生态环境保护。而在枯水期，若区域地下水补给量不能有效满足其生态需水量，可采取地下水回灌方式补充流域内地下水生态需水量，一定程度抬高区域地下水生态水位。参考文献热西提米吉提 新疆叶尔羌河流域近 年气象水文特性分析 地下水 （）：余斌，李升，王友年 叶尔羌河流域地表水与地下水转化关系研究 人民长江 （）：许龙 呼图壁河流域中 下游地 区生 态需水 与生态 耗水研 究 新疆大学 王冰 艾丁湖生态需水研究 中国水利水电科学研究院潘扎荣 淮河流域河川基流对河道生态需水的影响研究 南京大学 第 卷第 期地下水 年 月