西北內(nèi)陸區(qū)水資源安全保障理論與技術(shù)
本書根據(jù)多年實地調(diào)查和觀測結(jié)果，結(jié)合室內(nèi)分析、論證、研究，在野外技術(shù)、試驗、示范的基礎(chǔ)上撰寫而成。以變化環(huán)境下西北內(nèi)陸區(qū)水資源安全保障為需求，構(gòu)建適宜西北內(nèi)陸區(qū)的水資源安全評價理論方法，定量評價西北內(nèi)陸區(qū)水資源安全狀況，闡明西北內(nèi)陸區(qū)冰川消融、降水徑流、綠洲耗水、地表水—地下水轉(zhuǎn)化等關(guān)鍵水循環(huán)要素的時空變化特征，建立高寒山區(qū)分布式水文模型、綠洲區(qū)和荒漠區(qū)水循環(huán)耦合模型，并預(yù)測西北內(nèi)陸區(qū)變化環(huán)境下水循環(huán)要素演化趨勢，集成保水節(jié)水、多水源開發(fā)利用、荒漠綠洲生態(tài)保護等技術(shù)體系，創(chuàng)建面向生態(tài)的荒漠綠洲水資源調(diào)配技術(shù)、水資源 —經(jīng)濟社會—生態(tài)環(huán)境多維協(xié)同優(yōu)化技術(shù)，提出西北內(nèi)陸區(qū)水資源安全保障體系與對策，可為絲綢之路經(jīng)濟帶的水資源安全提供理論支撐。
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目錄
第1章西北內(nèi)陸區(qū)水資源安全狀況與評估1
1.1西北內(nèi)陸區(qū)自然狀況1
1.1.1西北內(nèi)陸區(qū)自然概況1
1.1.2西北內(nèi)陸區(qū)水資源開發(fā)利用存在的問題2
1.2西北內(nèi)陸區(qū)水資源評價4
1.2.1西北內(nèi)陸區(qū)水資源總體評價4
1.2.2西北內(nèi)陸區(qū)水資源演變6
1.3西北內(nèi)陸區(qū)水資源開發(fā)利用10
1.3.1水資源開發(fā)利用10
1.3.2西北內(nèi)陸區(qū)虛擬水流動12
1.4西北內(nèi)陸區(qū)水資源承載潛力14
1.4.1用水總量承載狀況16
1.4.2地下水承載狀況18
1.4.3水量要素評價21
1.4.4水質(zhì)要素評價24
1.4.5綜合評價27
1.5西北內(nèi)陸區(qū)水資源安全評估30
參考文獻32
第2章變化環(huán)境下西北內(nèi)陸區(qū)多尺度水循環(huán)過程與模擬34
2.1西北內(nèi)陸區(qū)水循環(huán)要素的時空變化特征34
2.1.1降水量和氣溫34
2.1.2土壤濕度36
2.1.3實際蒸散發(fā)量37
2.1.4地表水面積38
2.1.5總水儲量38
2.1.6典型流域徑流變化39
2.2西北內(nèi)陸區(qū)冰川及其融水徑流變化41
2.2.1冰川變化41
2.2.2典型流域冰川融水徑流變化43
2.3西北內(nèi)陸區(qū)典型流域多尺度水循環(huán)機理47
2.3.1水汽來源研究47
2.3.2地表水與地下水水化學(xué)特征48
2.3.3地表水、地下水補給來源53
2.3.4地下水年齡57
2.4西北內(nèi)陸區(qū)水文過程模擬62
2.4.1內(nèi)陸河流水體提取的遙感模型62
2.4.2蒸散發(fā)量估算模型對比與改進67
2.4.3冰川補給型山區(qū)流域徑流過程模擬69
2.4.4疏勒河徑流變化模擬及未來變化模擬73
2.4.5西北主要內(nèi)陸河未來徑流變化預(yù)估74
參考文獻79
第3章西北內(nèi)陸區(qū)空中水資源開發(fā)利用技術(shù)82
3.1空中水資源形成、遷移及轉(zhuǎn)化基本理論82
3.1.1空中水資源基本概念及力學(xué)描述82
3.1.2空中水資源形成機理85
3.1.3空中水資源富集區(qū)識別87
3.1.4空中水資源轉(zhuǎn)化特征分區(qū)92
3.2空中水資源開發(fā)潛力評估96
3.2.1空中水資源開發(fā)潛力評估方法96
3.2.2西北內(nèi)陸區(qū)歷史空中水資源開發(fā)潛力評估98
3.2.3西北內(nèi)陸區(qū)未來空中水資源開發(fā)潛力評估105
3.3空中與地表水資源聯(lián)合利用模式及關(guān)鍵技術(shù)111
3.3.1基于空—地耦合利用的空中水資源開發(fā)評估方法111
3.3.2西北內(nèi)陸區(qū)空—地耦合的空中水資源開發(fā)評估113
參考文獻119
第4章西北內(nèi)陸區(qū)多水源開發(fā)利用關(guān)鍵技術(shù)121
4.1西北內(nèi)陸區(qū)微咸水開發(fā)利用潛力121
4.1.1我國微咸水的分布與特性121
4.1.2西北內(nèi)陸區(qū)微咸水的分布與特性121
4.1.3西北內(nèi)陸區(qū)微咸水開發(fā)潛力分析122
4.1.4西北內(nèi)陸區(qū)微咸水高效利用技術(shù)124
4.1.5微咸水滴灌棉花對土壤理化性狀的影響規(guī)律126
4.1.6微咸水滴灌對棉花生理生長的影響133
4.2西北內(nèi)陸區(qū)礦井疏干水開發(fā)利用潛力148
4.2.1礦井疏干水的分布與特性148
4.2.2西北內(nèi)陸區(qū)礦井疏干水開發(fā)潛力分析與開發(fā)利用技術(shù)148
4.2.3礦井疏干水試驗方法151
4.2.4電絮凝方法去除礦井疏干水中硫酸鹽的實驗設(shè)計152
4.3西北內(nèi)陸區(qū)再生水綜合利用技術(shù)155
4.3.1西北內(nèi)陸區(qū)再生水利用現(xiàn)狀分析155
4.3.2西北內(nèi)陸區(qū)再生水利用潛力評估157
4.3.3西北內(nèi)陸區(qū)再生水利用技術(shù)適用性分析161
4.3.4面向生態(tài)的西北內(nèi)陸區(qū)再生水綜合利用模式169
參考文獻180
第5章西北內(nèi)陸區(qū)保水節(jié)水技術(shù)集成與應(yīng)用181
5.1水源涵養(yǎng)區(qū)水文調(diào)蓄功能提升技術(shù)181
5.1.1土壤蓄水性能特征181
5.1.2水源涵養(yǎng)量的時空變化規(guī)律183
5.1.3主要生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)量時空變化特征183
5.1.4土壤水源涵養(yǎng)組合模式184
5.2山前生態(tài)系統(tǒng)水土保持技術(shù)186
5.2.1西北內(nèi)陸區(qū)水土流失現(xiàn)狀186
5.2.2山前生態(tài)系統(tǒng)退耕還林(草)保護技術(shù)188
5.2.3山前生態(tài)系統(tǒng)水土保持造林優(yōu)化配置技術(shù)190
5.2.4山前地區(qū)保水潛力分析198
5.3綠洲灌區(qū)庫—渠水量高效輸配技術(shù)199
5.3.1季節(jié)凍土區(qū)輸水渠道防滲抗凍脹技術(shù)199
5.3.2典型灌區(qū)山區(qū)—平原水庫群調(diào)蓄技術(shù)205
5.3.3優(yōu)化調(diào)度調(diào)蓄水量分析206
5.3.4水庫群優(yōu)化調(diào)度節(jié)水量作用分析208
5.4綠洲灌區(qū)農(nóng)田作物高效節(jié)水技術(shù)209
5.4.1綠洲農(nóng)田輸配水系統(tǒng)節(jié)水技術(shù)211
5.4.2綠洲農(nóng)田調(diào)鹽和控鹽技術(shù)221
5.4.3高效節(jié)水灌溉技術(shù)使用條件下農(nóng)業(yè)潛力分析223
5.5綠洲灌區(qū)農(nóng)田防護林節(jié)水技術(shù)224
5.5.1節(jié)水模式下農(nóng)田防護林體系格局演變特征224
5.5.2綠洲灌區(qū)農(nóng)田防護林抗逆樹種水分利用來源229
5.5.3直插式根灌技術(shù)231
參考文獻232
第6章西北內(nèi)陸區(qū)荒漠綠洲生態(tài)保護的水資源調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)234
6.1荒漠綠洲生態(tài)恢復(fù)技術(shù)235
6.1.1強風(fēng)沙和無灌溉條件下流沙固定技術(shù)235
6.1.2退化梭梭群落雨養(yǎng)恢復(fù)技術(shù)體系237
6.1.3退化白刺群落結(jié)構(gòu)優(yōu)化修復(fù)技術(shù)237
6.1.4綠洲退耕地植被恢復(fù)及生態(tài)治理模式238
6.2荒漠綠洲防護林節(jié)水技術(shù)239
6.2.1防護林體系建設(shè)及其存在問題239
6.2.2防護林可持續(xù)經(jīng)營技術(shù)240
6.2.3防護林建設(shè)主要模式242
6.3荒漠綠洲區(qū)群落結(jié)構(gòu)和水分穩(wěn)定技術(shù)244
6.3.1群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定技術(shù)244
6.3.2群落水分穩(wěn)定技術(shù)246
6.4沙地和戈壁造林與河岸林保育技術(shù)250
6.4.1沙地和戈壁造林技術(shù)250
6.4.2荒漠河岸林保育技術(shù)252
6.5荒漠綠洲生態(tài)水效益提高與草庫倫建設(shè)技術(shù)255
6.5.1荒漠綠洲生態(tài)水效益提高技術(shù)255
6.5.2經(jīng)濟—生態(tài)型草庫倫建設(shè)技術(shù)256
6.6地表水與地下水聯(lián)合調(diào)控技術(shù)258
6.6.1地表水與地下水聯(lián)合調(diào)控新模式258
6.6.2地表水與地下水聯(lián)合調(diào)控機制262
6.7生態(tài)穩(wěn)定的地表水與地下水聯(lián)合調(diào)度264
6.7.1水資源轉(zhuǎn)換特點264
6.7.2中游水文過程分析265
6.7.3聯(lián)合調(diào)度模型266
6.7.4面向生態(tài)穩(wěn)定的地表水與地下水聯(lián)合調(diào)度268
6.8下游地區(qū)地表水與地下水聯(lián)合調(diào)控模型274
6.8.1聯(lián)合調(diào)控模型274
6.8.2聯(lián)合調(diào)度方案276
6.8.3渠系水利用系數(shù)的最優(yōu)化組合277
6.9西北內(nèi)陸區(qū)水資源供需平衡分析278
6.9.1生態(tài)需水量的估算278
6.9.2耕地需水量的計算279
6.9.3鹽堿地生態(tài)需水量的計算280
6.9.4湖泊生態(tài)環(huán)境需水量的計算281
6.9.5西北內(nèi)陸區(qū)河道外總需水量282
6.9.6供水量的估算283
6.9.7水資源平衡格局285
參考文獻289
第7章西北內(nèi)陸區(qū)水資源多維協(xié)同配置與安全保障291
7.1西北內(nèi)陸區(qū)水資源多維屬性特征與關(guān)聯(lián)291
7.1.1水資源—社會經(jīng)濟—生態(tài)環(huán)境關(guān)聯(lián)特征291
7.1.2西北內(nèi)陸區(qū)水循環(huán)與生態(tài)系統(tǒng)演變關(guān)聯(lián)293
7.1.3二元水循環(huán)與生態(tài)系統(tǒng)演變關(guān)聯(lián)量化分析294
7.1.4多維屬性關(guān)聯(lián)下水資源系統(tǒng)演變298
7.1.5多維屬性關(guān)聯(lián)下社會經(jīng)濟系統(tǒng)演變302
7.2河流水力聯(lián)系及水資源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)308
7.2.1塔里木河河流水力聯(lián)系308
7.2.2天山北麓諸河河流水力聯(lián)系309
7.2.3柴達木盆地諸河河流水力聯(lián)系311
7.2.4青海湖水系水力聯(lián)系312
7.2.5疏勒河流域水力聯(lián)系314
7.2.6黑河流域水力聯(lián)系315
7.2.7石羊河流域水力聯(lián)系316
7.3非常規(guī)水調(diào)控技術(shù)316
7.3.1微咸水、礦井疏干水、再生水開發(fā)利用317
7.3.2西北內(nèi)陸區(qū)可集成多水源利用技術(shù)317
7.3.3多水源利用技術(shù)集成增加可供水量320
7.4常規(guī)水資源節(jié)水技術(shù)321
7.4.1節(jié)水用水技術(shù)321
7.4.2種植結(jié)構(gòu)調(diào)整321
7.4.3荒漠綠洲生態(tài)保護的水資源調(diào)控322
7.4.4西北內(nèi)陸區(qū)水資源管理側(cè)安全保障技術(shù)322
7.4.5高效節(jié)水技術(shù)集成326
7.5水資源多維協(xié)同優(yōu)化配置模型構(gòu)建331
7.5.1水資源配置思路分析331
7.5.2水資源多維協(xié)同配置模型系統(tǒng)332
7.5.3控制序參量預(yù)測模塊334
7.5.4優(yōu)化配置模塊339
7.5.5有序度評價模塊351
7.6水資源安全保障框架體系初步構(gòu)建362
7.6.1水資源安全保障目標(biāo)363
7.6.2西北內(nèi)陸區(qū)水資源供給側(cè)安全保障技術(shù)364
7.6.3西北內(nèi)陸區(qū)調(diào)水需求分析365
7.7西北內(nèi)陸區(qū)水資源安全保障分析367
7.7.1西北內(nèi)陸區(qū)水資源治理重要指標(biāo)367
7.7.2主要河流水系水資源安全保障體系研究369
7.8重點領(lǐng)域水資源安全保障385
7.8.1城鄉(xiāng)飲水安全保障385
7.8.2糧食安全保障387
7.8.3城鎮(zhèn)供水安全保障388
參考文獻389
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