成果快讯 | 地调成果服务西北内陆平原区地下水开发与生态保护

《中国地质调查成果快讯》近日刊发了“我国西部特殊地貌区地下水开发利用与生态功能保护”项目近年来取得的主要成果。
该项目归属于国家重点研发计划“水资源高效开发利用”专项，由中国地质调查局水文地质环境地质研究所承担，中国地质大学（北京）、中国地质大学（武汉）、河海大学、中国水科院和核工业航测遥感中心等10个单位共同参与，项目周期为2017-2021年。项目主要目标任务是通过调查、监测和综合研究，揭示西北内陆平原区天然绿洲生态退变危机形成与演变机制，提出支撑该区地下水合理开发与生态保护的理论方法和技术体系。
一是破解西北内陆平原区自然湿地及天然植被等绿洲生态退变危机形成与演变机制。研究表明，灌溉农田规模过大是天然绿洲生态退变的主因，大规模拦蓄上游出山地表径流是动因，水资源天然性匮乏是根本。在西北内陆区，自东向西、从上游至下游，增大同等规模灌溉农田引起的天然绿洲减少面积增大，这不仅与天然植被强烈依赖地下水位埋深有关，而且还受干旱气候的强烈蒸散发影响。从流域单元的年均降水量和潜在蒸散力来看，越往西，降水量越小，潜在蒸散力越大。
二是揭示不同类型天然植被群生态与地下水位埋深之间关系，识别和构建西北内陆平原区地下水的适宜与极限生态水位限域体系。查明西北内陆区不同单元、不同种类植被群的地下水生态水位限域。破解该区天然绿洲生态退化的渐变－质变－灾变阈域，奠定构建西北内陆平原区自然湿地、天然植被等绿洲生态安全分级预警与管控指标体系的研发基础。
三是创建适宜西北内陆平原区地下水功能评价与区划理论方法及支撑技术指标体系，研发了基于地下水功能分区和流域水平衡约束下生态危机分级预警技术方法，为西北内陆区地下水合理开发与生态保护的精准管控奠定了重要基础。该理论方法遵循了多目标组合、属性归类、功能聚合和系统层次逻辑，包括地下水资源功能及其资源占有性、资源调节性、资源更新性和资源可用性，以及地下水生态功能及其自然湿地景观维持性、天然植被绿洲维持性和农田土地质量维持性。
四是针对西北内陆平原区自然湿地保护与周边农田土壤盐渍化防控之间冲突难题，研发上、下限水位约束下“水位－水量”双控智能调控的关键技术体系，取得显著实效。该技术体系主要由本项目研发的3项国家发明专利技术组成，包括“相邻区域内多级地下水位控制调控系统”“高效分区自动调控与监测地下水位系统”和“自动排除虹吸管内空气的方法”，2019年7月至2020年9月期间在石羊河流域典型区已示范应用运行4期，不仅在农作物发育的低耐盐期有效将地下水位调控在自然湿地保护与土壤盐渍化防控的阈域范围，还通过充分利用抽出的咸水与淡水混合灌溉，缓解了灌溉期供水水源紧缺问题，并提高地下水利用效率14.3%。 （中国矿业报）