基于水资源变化的干旱内陆区典型流域绿洲适宜规模研究

Based on the remote-sensing images, hydro-meteorological data and social-economic information from the typical inland river basin, Kaidu-Konqi River basin, in the arid region, this project temps to conduct the following aspects of research with the aids of RS, GIS, hydrologic model, downscaling techniques and mathematical models. The research contents include 1) studying the spatial-temporal changes in the LUCC of the basin to reveal the revolutions of natural and artificial oases; 2) investigating the ecological water requirement of natural oasis and the water consumption of social-economic systems; 3) analyzing the water demand and water supply of the basin in history to elucidate the changes in the oasis stability; 4) constructing the distributed hydrologic model suitable for the basin to forecast the water flow changes; 5) constructing the computing method to confirm the suitable scale of oasis based on the water availability. With the above research, this project tries to answer the questions needs to be answered urgently.

本项目以干旱内陆河流域的典型代表“开都-孔雀河流域”为研究区，在遥感影像、气候水文和社会经济等数据资料的支持下，借助RS和GIS手段，通过水文模型、降尺度技术和多种数学模型的运用，研究流域土地利用覆被变化的时空规律，揭示天然绿洲和人工绿洲的发展演化；研究流域天然绿洲与人工绿洲的生态与社会经济耗水，分析不同历史时期的水资源供需平衡，阐释以水资源为约束条件的绿洲稳定性变化；构建适宜于流域水文预测的分布式水文模型，预测流域未来水资源变化；构建流域绿洲适宜发展规模数学模型，以水资源可利用量为依据，确定绿洲适宜发展规模，为流域社会经济发展规划和生态环境保护提供科学依据。

本项目以干旱内陆河流域典型代表“开都-孔雀河流域”为研究区，在土地利用变化分析、气候情景预估和水文模型构建的基础上，重点开展了未来不同土地利用和气候情景叠加作用下的水资源预测，估算了天然植被生态需水和不同节水措施下的人工绿洲发展需水，揭示了不同用水部分之间的平衡关系，提出了人工绿洲和天然绿洲配水的适宜比例，研究结果可为流域水资源管理和社会经济发展提供科学依据。主要研究内容包括：1）气候模拟与预估；2）水文模拟与预测；3）绿洲需水估算；4）水资源供需平衡分析。主要研究结论如下：.1. 相较单模式，较优模式集合平均在模拟线性趋势、突变、空间分布等方面性能更优。未来2020-2050年，在RCP4.5和RCP8.5两种情景下，气温将呈显著增加趋势，后者增速为前者的近2倍，且平原区增速更大；降水则呈不显著减少趋势，后者减速大于前者，平原区减少更多。.2. 未来各种土地和气候叠加情景下，山区来水介于30-49亿之间，其中2040年代相对偏少。RCP8.5情景下比RCP4.5情景下的来水要多。相比基期，最多可能增加10亿方水，这是由土地自然发展情景和RCP8.5气候情景共同作用产生的。四种土地情景比较，生态保护情景的来水最少，自然发展情景的来水最多。.3. 受人为控制水源的天然植被主要分布于开都河灌区和孔雀河灌区及下游荒漠区。2001-2016年，天然植被生态需水多年均值为17亿方，其中焉耆盆地天然植被需水9.5亿，孔雀河灌区及下游天然植被需水7.6亿。.4. 2001-2016研究区来水总量多年均值38.13亿，人工绿洲用水多年均值33.9亿方，而天然植被生态需水为17.07亿，人工绿洲用水严重挤占生态用水，水资源供需不平衡。要保证天然植被生存，天然绿洲和人工绿洲的配水比应为4:5。未来不同节水方案下人工用水仍呈增加态势，但其中农业节水和综合节水方案较其他方案可多节水2亿方。