薛聯(lián)青,張 卉,張洛晨,遲藝俠,3,孫 超

(1.河海大學(xué)水文水資源學(xué)院,江蘇南京 210098;2.石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院,新疆石河子 832003; 3.河海大學(xué)文天學(xué)院,安徽馬鞍山 243031;4.新疆塔里木河流域管理局,新疆庫爾勒 841000)

塔里木灌區(qū)引水前后環(huán)境流特性變化

薛聯(lián)青1,2,3,張 卉1,張洛晨4,遲藝俠1,3,孫 超4

(1.河海大學(xué)水文水資源學(xué)院,江蘇南京 210098;2.石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院,新疆石河子 832003; 3.河海大學(xué)文天學(xué)院,安徽馬鞍山 243031;4.新疆塔里木河流域管理局,新疆庫爾勒 841000)

基于水文改變指標(biāo)基本分析方法,篩選建立了環(huán)境流評(píng)價(jià)指標(biāo),著重分析了塔里木灌區(qū)引水對塔里木河干流阿拉爾和新渠滿斷面環(huán)境流變化的影響。結(jié)果表明:在灌區(qū)大量引水灌溉前后,干流兩個(gè)主要水文站的環(huán)境流組成分別呈現(xiàn)出不同程度的變化,環(huán)境流組成趨于單一化;各水文站的流量事件以枯水流量事件為主;引水對特枯流量事件、高流量脈沖事件和大洪水事件的影響較大。結(jié)合環(huán)境流指標(biāo)和生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)關(guān)系,制定了面向生態(tài)的水資源優(yōu)化調(diào)度方案,為流域生態(tài)治理和水量分配提供了參考。

平原水庫;引水;環(huán)境流組成;環(huán)境流指標(biāo);塔里木灌區(qū)

環(huán)境流是指維持淡水生態(tài)系統(tǒng)及其對人類提供的服務(wù)所必需的水流的水量、水質(zhì)和時(shí)空分布[1]。Dyson等[2]指出,環(huán)境流是河流、濕地或沿海區(qū)在用水矛盾的情況下,為維持不同用水部門及生態(tài)系統(tǒng)之間利益的平衡,保證河流生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展,恢復(fù)河流生態(tài)功能的一種水文情勢過程。世界自然保護(hù)聯(lián)盟(International Union for Conservation of Nature)認(rèn)為環(huán)境流是為了維系生態(tài)系統(tǒng)和人類利益而對河流、湖泊和盆地水源進(jìn)行的一種重分配。2008年世界自然基金會(huì)(World Wildlife Fund)在我國引入環(huán)境流的概念,指出環(huán)境流是維持河流的生態(tài)環(huán)境需求而保留在河道內(nèi)的生態(tài)基本流量和過程[3]。國內(nèi)的環(huán)境流研究主要是對水量的研究,著眼于保障人民生產(chǎn)生活用水和維持生態(tài)平衡的過程[]。

隨著“自然-人工”二元水循環(huán)的提出,社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-河流生態(tài)系統(tǒng)的整體性特征不斷加強(qiáng)[5]。針對塔里木河干流開展環(huán)境流需求評(píng)估基礎(chǔ)研究,有利于推進(jìn)該地區(qū)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境等部門的交流與合作;提出面向生態(tài)的流域水資源優(yōu)化配置方案,可為該地區(qū)管理部門構(gòu)建適宜的生態(tài)環(huán)境條件提供決策依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

新疆塔里木河是我國最長的內(nèi)流河,流域面積102萬km2,自身不產(chǎn)流,其水資源主要來自源流和地下水的補(bǔ)給[6]。塔里木灌區(qū)位于阿克蘇河下游,以塔里木河為界分為塔南灌區(qū)和塔北灌區(qū),灌區(qū)用水主要依靠河道引水和水庫調(diào)節(jié)。多浪水庫距阿拉爾市約40 km,始建于1965年,竣工庫容0.45億m3,是塔北灌區(qū)唯一的灌溉調(diào)節(jié)水庫,通過塔里木攔河閘(建于1971年)北岸分水閘引阿克蘇河河水入庫。勝利水庫距阿拉爾市約30 km,1970年8月蓄水,設(shè)計(jì)庫容1.08億m3[7]。為滿足塔里木河兩岸灌區(qū)用水,阿拉爾-新渠滿站間修建有若干引水口和生態(tài)閘,塔里木河干流上游段水庫工程及引水口分布示意見圖1。

2 資料與方法

2.1 資料來源

塔里木河干流環(huán)境流分析所用的水文數(shù)據(jù)來自阿拉爾和新渠滿水文站1957—2014年近60年的逐日流量資料,由新疆塔里木河流域管理局提供。水庫-觀測站間取水資料包括多浪水庫和勝利水庫多年月均入庫和出庫流量資料,阿拉爾-新渠滿段引水口月均引水量資料。

圖1 塔里木河干流上游段水庫工程及引水口分布示意圖

2.2 研究方法

2.2.1 Mann-Kendall檢驗(yàn)

Mann-Kendall檢驗(yàn)是一種常用于時(shí)間序列的趨勢分析和突變點(diǎn)識(shí)別的方法,該方法作為一種非參數(shù)檢驗(yàn)方法,與傳統(tǒng)方法比較,它可以明確地指出時(shí)間序列變化的突變點(diǎn),已在水文-氣象要素的趨勢分析中得到廣泛應(yīng)用[8]。

2.2.2 環(huán)境流指標(biāo)計(jì)算方法

環(huán)境流是維持河流生態(tài)環(huán)境所需的流量及其過程。環(huán)境流組成基于如下假設(shè):河流的水文過程線可分為一系列的與生態(tài)有關(guān)的水位圖模式[9]。環(huán)境流組成涵蓋枯水流量、特枯流量、高流量脈沖、小洪水和大洪水5種流量事件形式,代表了河流狀態(tài)的全序列,環(huán)境流的穩(wěn)定浮動(dòng)對于維持河流生態(tài)完整性具有重要意義,其變化在一定程度上反應(yīng)河流生態(tài)系統(tǒng)的受影響程度[10]。組成環(huán)境流的34項(xiàng)指標(biāo)及其主要生態(tài)意義見表1。

采用水文變化指標(biāo)分析軟件,對阿拉爾和新渠滿站實(shí)測逐日流量資料分人類活動(dòng)干擾前后2個(gè)階段統(tǒng)計(jì)34個(gè)環(huán)境流指標(biāo),包括人類活動(dòng)干擾前后的各項(xiàng)指標(biāo)中值、離散系數(shù)和偏差系數(shù)。

離散系數(shù)CD反映各個(gè)指標(biāo)與均值的偏離程度,計(jì)算公式為

表1 環(huán)境流指標(biāo)及其生態(tài)意義

式中:H、L和M分別為人類活動(dòng)干擾前后各水文序列(由小到大排序)的第75百分位數(shù)、第25百分位數(shù)和第50百分位數(shù)[3]。

偏差系數(shù)FD表示人類活動(dòng)干擾前后各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值相對于天然時(shí)期的偏差,包括中值和離散系數(shù)的偏差,計(jì)算公式為

式中:Dpre和Dpost分別為人類活動(dòng)干擾前、后的各項(xiàng)環(huán)境流指標(biāo)的數(shù)值。

3 結(jié)果與分析

3.1 分離氣候變化的潛在影響

河流水文情勢的變化不僅受人類活動(dòng)如水庫建設(shè)、灌區(qū)引水等的影響,而且在一定程度上取決于氣候條件的變化。在進(jìn)行環(huán)境流指標(biāo)計(jì)算之前,需要分離出氣候變化對研究區(qū)內(nèi)初始水文序列的潛在影響。一般來說,豐水年和枯水年作為氣候變化的指示器,將分別導(dǎo)致高流量年和低流量年的發(fā)生。本文將分離出降水變化對河流水文變異的影響,進(jìn)而客觀評(píng)價(jià)塔里木灌區(qū)引水對塔里木河干流流域水文變異的影響。

利用泰森多邊形法處理塔里木河上游源區(qū)10個(gè)雨量站1960—2014年逐日降雨資料,得到源區(qū)面平均年降雨量。根據(jù)豐平枯水定義,將塔里木河干流阿拉爾站和新渠滿站的日流量資料劃分為豐平枯3個(gè)時(shí)期。Yoo[11]建議以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(m±s)的區(qū)間范圍作為正常降水年,某時(shí)期內(nèi)若流域年降水量超過Pm+s為豐水年,流域年降水量少于Pm-s為枯水年,流域年降水量介于二者之間為平水年。本文采用圖2確定的平水期內(nèi)的水文資料進(jìn)行環(huán)境流指標(biāo)的計(jì)算與分析,可以有效分離出降水變化對水文情勢的影響,由此評(píng)價(jià)灌區(qū)引水導(dǎo)致的河流水文情勢時(shí)空變異更為合理。

圖2 塔里木河上游源區(qū)平均降水量

3.2 徑流趨勢演變及突變點(diǎn)分析

圖3反映了阿拉爾站和新渠滿站年均徑流量的演變趨勢和變異特征。由圖3可見,20世紀(jì)70年代以后,塔里木河干流年徑流量呈下降趨勢,其中新渠滿站流量下降趨勢更為顯著,干流阿拉爾、新渠滿水文站年徑流量發(fā)生突變的年份分別為1972和1973年。通常徑流序列突變點(diǎn)的發(fā)生時(shí)間與同期人類活動(dòng)的劇烈變化密切相關(guān),資料顯示20世紀(jì)70年代左右,位于阿拉爾站上游的多浪水庫和勝利水庫相繼建成并引水入庫運(yùn)行,同期塔河干流沿岸農(nóng)牧業(yè)發(fā)展迅速,引水量增多,說明徑流的變化可能與水庫投入運(yùn)行及引水口引水有關(guān)。郝興明等[12]的研究表明1970—1972年間,塔河干流修建平原水庫后各河流的引水率高達(dá)75%,水庫蒸發(fā)滲漏損失達(dá)50%~60%,水資源利用效率很低,使得河川徑流量大幅減少,與研究區(qū)實(shí)際情況吻合。依據(jù)兩大平原水庫蓄水運(yùn)行的發(fā)生時(shí)間,并結(jié)合徑流序列突變點(diǎn)檢驗(yàn),本文將徑流序列分為受人類活動(dòng)干擾前時(shí)期(1960—1972年)和干擾后時(shí)期(1973—2014年)。

圖3 塔里木河干流代表水文站徑流量M-K檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量曲線

3.3 環(huán)境流指標(biāo)計(jì)算結(jié)果與分析

選取阿拉爾和新渠滿水文站1957—2014年中平水年的實(shí)測逐日徑流資料,以1973年作為塔里木河干流水文情勢發(fā)生顯著改變的起始年,分階段統(tǒng)計(jì)34個(gè)環(huán)境流指標(biāo)(表2、表3),從而分析水庫運(yùn)行和沿岸引水口引水對塔里木河干流環(huán)境流的影響。

3.3.1 阿拉爾站

3.3.1.1 環(huán)境流組成分析

由于多浪和勝利水庫位于阿拉爾站附近,水庫-阿拉爾站間沿岸取水量較小,其影響程度遠(yuǎn)小于兩大平原水庫的調(diào)節(jié)作用,因此可認(rèn)為人類活動(dòng)對阿拉爾站徑流的影響主要由水庫調(diào)節(jié)造成。圖4反映的是人類活動(dòng)干擾前后不同流量事件的分布情況。有圖4可以看出,相較干擾前,干擾后特枯流量事件、大洪水事件的量值均呈現(xiàn)不同程度的增加,尤其以大洪水事件極大值增大顯著。說明平原水庫的運(yùn)行對于大洪水洪峰的消減作用并不明顯,水庫的汛期調(diào)度作用仍需加強(qiáng)。大多數(shù)流量過程都劃入枯水流量事件的模式,表明流量的變化范圍顯著變窄。

表2 阿拉爾、新渠滿站干擾前后各月枯水流量計(jì)算結(jié)果

表3 阿拉爾、新渠滿站干擾前后環(huán)境流指標(biāo)計(jì)算結(jié)果

圖4 阿拉爾站不同流量事件分布

3.3.1.2 環(huán)境流指標(biāo)分析

人類活動(dòng)干擾前后34個(gè)環(huán)境流指標(biāo)的改變情況見表2和表3。由各個(gè)指標(biāo)中值計(jì)算結(jié)果可得:相對于建庫運(yùn)行前,多浪、勝利水庫蓄水運(yùn)行后,除8月份枯水流量中值由63.3m3/s增加到75.3m3/s外,各月枯水流量均發(fā)生不同程度的減少,尤以11月、12月、2月枯水流量中值變化最為顯著,說明水庫運(yùn)行對非汛期的枯水流量影響更大,這與水庫工程等人類活動(dòng)在非汛期引水灌溉,滿足塔里木河上游灌區(qū)農(nóng)業(yè)基本需水密切相關(guān)。除小洪水事件外,特枯流量、高流量脈沖、大洪水事件的極值均增大。除特枯流量事件外,高流量脈沖、小洪水、大洪水事件的極值出現(xiàn)時(shí)間均有所提前,特枯流量極小值出現(xiàn)時(shí)間由建庫前的4月中旬推遲到5月上旬,高流量脈沖極大值出現(xiàn)時(shí)間由8月中旬提前到7月上旬。變化較為明顯的環(huán)境流指標(biāo)按照受建庫影響程度的大小排序依次為:大洪水上升率、高流量脈沖下降率、11月和12月枯水流量、特枯流量極小值、小洪水上升率等。受影響較大的流量事件是大洪水事件和高流量脈沖事件。

由離散系數(shù)計(jì)算結(jié)果可知,相較于建庫運(yùn)行前,水庫運(yùn)行后各流量事件的中值呈更為離散化的趨勢,其中,特枯流量事件和各月枯水流量事件變化最大。離散程度變化大的環(huán)境流指標(biāo)包括1月、8月、10月、11月和12月枯水流量,特枯流量極小值出現(xiàn)次數(shù)、高流量脈沖下降率和小洪水上升率8個(gè)指標(biāo)。

3.3.2 新渠滿站

3.3.2.1 環(huán)境流組成分析

阿拉爾-新渠滿站間引水口和生態(tài)閘全年引水量較大,因此新渠滿站的徑流變化受上游平原水庫調(diào)蓄和沿程區(qū)間引水共同影響。由圖5可以看出,相較人類活動(dòng)干擾前,干擾后特枯流量事件增多。20世紀(jì)七八十年代流量過程全部劃入枯水流量和小洪水事件,說明水庫運(yùn)行初期其“蓄豐補(bǔ)枯”作用顯著,在汛期削減洪峰流量,使得大洪水事件完全消失,在非汛期泄水增加河道枯水流量,使得特枯流量事件基本消失。2000年以后,大洪水事件和特枯流量事件的發(fā)生次數(shù)增多,可見隨著塔里木河上游流域灌溉需水的增多,平原水庫在“蓄豐補(bǔ)枯”的調(diào)度作用減弱,且阿拉爾-新渠滿段修建大量引水口無序引水灌溉,導(dǎo)致區(qū)間取水量加大,特枯流量發(fā)生頻率增大。大多數(shù)流量過程都劃入枯水流量事件模式,表明流量的變化范圍顯著變窄,流量模式趨向于單一化。

3.3.2.2 環(huán)境流指標(biāo)分析

圖5 新渠滿站不同流量事件分布

從人類活動(dòng)干擾前后環(huán)境流指標(biāo)的中值變化來看(表2和表3),枯水流量事件變化較大,除5月份的枯水流量略微上升外,其他月份流量均明顯下降;特枯流量事件的極小值增大;高流量脈沖事件極大值增大,且出現(xiàn)時(shí)間大幅滯后;小洪水事件平均歷時(shí)縮短;大洪水事件的極大值增大且歷時(shí)變長,其上升率由影響前的44.2%增加到影響后的70.3%。受影響較大的環(huán)境流指標(biāo)包括2月、3月和11月枯水流量,高流量脈沖事件極大值出現(xiàn)時(shí)間、上升率和下降率、小洪水事件上升率及大洪水事件上升率等8個(gè)指標(biāo);受影響較大的流量事件是各月枯水流量事件和高流量脈沖事件。

由離散系數(shù)計(jì)算結(jié)果可得:相較于人類活動(dòng)干擾前,干擾后各月枯水流量更為離散,尤以各月枯水流量事件和小洪水事件變化明顯。變化較大的環(huán)境流指標(biāo)包括1月、2月、3月、8月、9月、10月、11月和12月枯水流量,特枯流量平均歷時(shí)、高流量脈沖平均歷時(shí)、小洪水平均歷時(shí)和上升率等12個(gè)指標(biāo)。

3.4 基于環(huán)境流研究的塔河干流水資源調(diào)度措施

平原水庫至新渠滿段塔里木河干流的水量損失與塔里木灌區(qū)用水密切相關(guān),水資源主要通過水庫調(diào)節(jié)和塔河干流分水閘引水兩種方式供給灌區(qū)。由表4可知,豐水期7—9月份兩水文站間通過引水閘引水灌溉量較大,與表2中新渠滿站對應(yīng)月份的枯水流量下降顯著相一致。自20世紀(jì)70年代初起,塔河干流大量修建平原水庫和分水閘,塔里木灌區(qū)開始從塔河干流引水用于作物灌溉。對塔河干流上游兩大平原水庫(多浪水庫和勝利水庫)多年月均入庫和出庫水量進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),多浪水庫入庫水量多直接供給灌區(qū),所以各月入庫水量均大于出庫水量。建庫前后,阿拉爾站12月至次年2月枯水流量大幅下降,結(jié)合兩大平原水庫各月總調(diào)蓄水量知,枯水期水庫的出庫流量很小,例如12月份,水庫入庫流量之和為37 m3/s,出庫流量之和僅為2.07 m3/s。這與兩水庫的功能密切相關(guān),勝利水庫和多浪水庫是以灌溉為主的平原水庫,枯水期入庫水量多用于塔里木灌區(qū)的農(nóng)作物生長需水,向河道下放水量急劇減少。

表4 塔里木河干流上游段水庫工程及引水口月均流量m3/s

塔河干流水資源開發(fā)利用程度較高,河道枯水流量減少使得周邊生態(tài)環(huán)境不斷惡化,急需結(jié)合環(huán)境流研究制定相應(yīng)的水資源調(diào)度措施,以保障塔河干流中下游生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展。阿拉爾、新渠滿站為塔河上游代表水文站,為保證塔河下游不斷流,本文水資源調(diào)度目標(biāo)為保證一定量的阿拉爾、新渠滿斷面下泄流量。阿拉爾、新渠滿斷面4、5月份枯水流量值很小,主要因?yàn)槎嗬怂畮煲钏佣e水,承擔(dān)塔里木灌區(qū)3—5月枯水期調(diào)節(jié)灌溉任務(wù),使得下泄到阿拉爾斷面的流量減少,而塔河干流來水主要集中在汛期,建議塔河在汛期(6—9月)實(shí)施生態(tài)調(diào)度,適當(dāng)加大多浪水庫入庫水量,存蓄一部分水量用于非汛期。由于多浪水庫和勝利水庫均屬于平原灌注式水庫,水庫各月蒸發(fā)滲漏損失較大,因此,建議塔里木河灌區(qū)通過引水渠自河道引水,引水盡量從庫外走水,水庫則主要承擔(dān)“余蓄虧補(bǔ)”的作用。有些引水口處于無閘門控制狀態(tài),阿拉爾-新渠滿段引水無度現(xiàn)象明顯,造成區(qū)間低效耗水,需改建引水口為生態(tài)閘門,進(jìn)行引水量的測量,適時(shí)控制引水量。

4 結(jié) 論

塔里木河干流阿拉爾、新渠滿兩個(gè)水文站的環(huán)境流組成在人類活動(dòng)主要是塔里木灌區(qū)引水后呈現(xiàn)不同程度的變化。大多數(shù)流量過程劃入枯水流量事件和高流量脈沖事件的模式,說明受人類活動(dòng)的干擾,流量的變化范圍顯著變窄,流量模式趨向于單一化。受影響較大的流量事件是特枯流量事件。相較于干擾前,干擾后各月枯水流量更為離散,尤以各月枯水流量事件變化明顯。環(huán)境流指標(biāo)中值變化較為明顯的是11月和12月枯水流量、高流量脈沖下降率、小洪水事件上升率及大洪水事件上升率等。具體而言,各月枯水流量顯著減少,特枯流量事件和高流量脈沖事件的極值均有所增大,高流量脈沖事件、小洪水事件和大洪水事件上升率大幅提升,小洪水事件和大洪水事件極大值出現(xiàn)時(shí)間略有提前。

從環(huán)境流指標(biāo)的生態(tài)含義分析,枯水流量的減少會(huì)對枯水期河道生態(tài)環(huán)境帶來負(fù)面影響,難以滿足水生生物和周邊植被的生存需要,在河流生態(tài)保護(hù)過程中需要重點(diǎn)關(guān)注枯水流量事件。本文根據(jù)現(xiàn)有的水庫調(diào)度和分水閘引水月均流量資料,結(jié)合環(huán)境流研究,提出了基礎(chǔ)的塔河干流水資源調(diào)度建議,但由于生態(tài)資料有限,如何提出詳細(xì)的且適應(yīng)于塔里木河流域生態(tài)現(xiàn)狀的水資源科學(xué)調(diào)度規(guī)則,還有待于進(jìn)一步深入研究。

[1]王浩.環(huán)境流既是技術(shù)名詞,又是管理概念,更是一項(xiàng)系統(tǒng)工程[N].中國水利報(bào),2011-06-30(05).

[2]DYSON M,BERGKAMP G,SCANLON J.Flow:the essential of environmental flow[M].Gland:IUCN, 2003:25-30.

[3]馬曉超.基于生態(tài)水文特征的渭河中下游生態(tài)環(huán)境需水研究[D].楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué),2013.

[4]李云霞.黃河下游環(huán)境流研究:以艾山以下河段為例[D].濟(jì)南:山東師范大學(xué),2015.

[5]趙利.環(huán)境流二元特性及其表征研究[D].北京:中國水利水電科學(xué)研究院,2015.

[6]鄧銘江.塔里木河下游應(yīng)急輸水的水生態(tài)環(huán)境響應(yīng)[J].水科學(xué)進(jìn)展,2005,16(4):586-591.(DENG Mingjiang. Eco-environmental responses of the lower reaches of Tarim River to the emergency water deliveries[J]. Advances in Water Science,2005,16(4):586-591.(in Chinese))

[7]鄧銘江.塔里木河流域未來的水資源管理[J].中國水利,2004(17):20-23.(DENG Mingjiang.Water resources management of Tarim River Basin in the future[J].China Water Resources,2004(17):20-23. (in Chinese))

[8]AZIZ O I A,BURN D H.Trends and variability in the hydrological regime of the Mackenzie River Basin[J]. Journal of Hydrology,2006,319(1/4):282-294.

[9]王學(xué)雷,姜?jiǎng)⒅?三峽工程蓄水前后長江中下游環(huán)境流特征變化研究[J].華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2015,49(5):798-804.(WANG Xuelei,JIANG Liuzhi. Study on environmental flow change in the middlelower Yangtze River before and after the impoundment of the Three Gorges Dam[J].Journal of Central China Normal University(Natural Sciences),2015,49(5): 798-804.(in Chinese))

[10]付曉花,董增川,山成菊,等.人類活動(dòng)干擾下的灤河河流生態(tài)徑流變化分析[J].南水北調(diào)與水利科技,2015, 13(2):263-267.(FU Xiaohua,DONG Zengchuan, SHAN Chengju,et al.Analysis of ecological instream runoff of Luanhe River under the interference of human activities[J].South-to-North Water Transfers and Water Science&Technology,2015,13(2):263-267. (in Chinese))

[11]YOO C.Long term analysis of wet and dry years in Seoul,Korea[J].Journal of Hydrology,2006,318(1/ 2/3/4):24-36.

[12]郝興明,李衛(wèi)紅,陳亞寧,等.塔里木河干流年徑流量變化的人類活動(dòng)和氣候變化因子甄別[J].自然科學(xué)進(jìn)展,2008,18(12):1409-1416.(HAO Xingming,LI Weihong,CHEN Yaning,et al.Study on identification of human activity and climate change on annual runoff variation in the Tarim River Basin[J].Progress in Natural Science,2008,18(12):1409-1416.(in Chinese))

Changes in characteristics of environmental flow in Tarim irrigation area before and after water diversion

XUE Lianqing1,2,3,ZHANG Hui1,ZHANG Luochen4,CHI Yixia1,3,SUN Chao4
(1.College of Hydrology and Water Resources,Hohai University,Nanjing 210098,China; 2.College of Water Conservancy and Architectural Engineering,Shihezi University,Shihezi 832003,China; 3.Hohai University Wentian College,Maanshan 243031,China; 4.Xinjiang Tarim River Basin Management Bureau,Korla 841000,China)

Based on the indicators of hydrological alteration method,the environmental flow indicators were determined and used to analyze the influence of water diversion in the Tarim irrigation area on the change of environmental flow at the Alaer-Xinquman cross-section in the mainstream of the Tarim River. The results show that the environmental flow components of the two hydrological stations changed to different extents after the irrigation with diverted water;the composition of environmental flow exhibited a trend of simplification;the flow events at all the hydrological stations were mainly low flow events;and the water diversion project had a significant effect on extremely low flow events,high pulse flow events, and large flood events.According to the relationship between the environmental flow indicators and the ecosystem,an optimal water resources scheduling scheme for the ecological environment was established, providing references for ecological management and water allocation in the Tarim River Basin.

plain reservoir;water diversion;environmental flow components;environmental flow indicators;Tarim irrigation area

X143

A

1004-6933(2017)03- 0031- 07

2016 1206 編輯:徐 娟)

10.3880/ji.ssn.1004-6933.2017.03.007

國家自然科學(xué)基金(41371052,U1203282);水利部公益性行業(yè)專項(xiàng)(201501059);江蘇省“青藍(lán)”工程及江蘇省高校優(yōu)秀中青年教師和校長境外研修項(xiàng)目;2014年度“江蘇省博士后科研資助計(jì)劃”(1401095C)

薛聯(lián)青(1973—),女,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事環(huán)境水文及生態(tài)水文方面研究。E-mail:lqxue@hhu.edu.cn