柴达木盆地生态需水量研究

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柴达木盆地位于我国西北干旱地区,常年降雨量稀少,气候干燥,蒸发量大。在水资源的开发利用过程中,重点以农业灌溉的用途为主,其次才是工业用水与城市绿化的用水,由于农业灌溉技术落后,整体管理水平低,导致水资源严重浪费,再加上近些年来柴达木盆地盐湖体系的发展,对水资源的需求量日益增加,造成柴达木盆地有着极为严峻的生态环境问题,主要问题表现为对天然灌木林和优良牧场的严重破坏,以及土地荒漠化、沙漠化加剧。研究柴达木盆地生态需水量对盆地的水资源开发与管理、推动生态环境的可持续发展具有重要意义。本研究在查阅大量文献的基础上,采用水文学方法、基于地表能量平衡系统的彭曼公式法、遥感方法估算了研究区的生态需水量,并以此为基础,探讨了适用于干旱区估算生态需水量的方法。主要研究成果如下:(1)采用基于水文学原理的Tennant法、最小月径流法、逐月最小流量法、逐月平均流量保证率法分别计算河道内生态需水量,四种方法计算的生态需水量的计算结果分别为19.52亿m~3/a、23.63亿m~3/a、31.51亿m~3/a、36.35亿m~3/a。(2)采用Penman-Menteith公式计算参考作物蒸散发量ET0,各行政区的ET0的值均在7月份达到最大值,在生长期5—9月各行政区观测站ET0的平均值为753.71 mm。结合MODIS13Q1数据将研究区的植被类型根据NDVI值划分,并根据植被系数Kc和土壤水分限制系数Ks,计算出植被的蒸散量。最后得到研究区草地、疏林地、有林地、灌木林的生态需水量分别为4.55亿m~3、2.29亿m~3、3.35亿m~3、3.38亿m~3。植被生态需水总量为13.57亿m~3。(3)基于地表能量平衡解译遥感图像,反演卫星过境时刻的瞬时蒸散量,再根据积分关系法确定研究区日蒸散量,6月份日蒸散量达到最大,日蒸散量的值为3.9 mm/d,最后根据植被覆盖面积和植被覆盖度计算植被生态需水量,草地、疏林地、有林地、灌木林的生态需水量分别为5.28亿m~3、4.25亿m~3、4.79亿m~3、4.02亿m~3。植被生态需水总量为18.34亿m~3。(4)将分类估算法的结果和几种生态需水量估算的结果进行对比,结合研究区的水文、气象、植被、地理等特征,确定出适合干旱区最简单、最适用的生态需水量估算方法,即基于水文学原理的逐月平均流量保证率法,估算的研究区生态需水量为36.35亿m~3/a。
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