疏勒河中游綠洲生態(tài)環(huán)境需水研究——Ⅰ.方法與參數(shù)選取

孫棟元，胡想全，楊　俊，金彥兆，張云亮

(1.甘肅省水利科學(xué)研究院， 甘肅 蘭州 730000； 2.甘肅省水利廳水土保持局， 甘肅 蘭州 730000)

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疏勒河中游綠洲生態(tài)環(huán)境需水研究
——Ⅰ.方法與參數(shù)選取

孫棟元1，胡想全1，楊俊2，金彥兆1，張云亮1

(1.甘肅省水利科學(xué)研究院， 甘肅 蘭州 730000； 2.甘肅省水利廳水土保持局， 甘肅 蘭州 730000)

干旱內(nèi)陸河流域綠洲生態(tài)環(huán)境需水研究是內(nèi)陸河流域水資源綜合管理和優(yōu)化配置、保護(hù)和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境中最為關(guān)鍵的科學(xué)問題之一，本研究針對疏勒河中游綠洲生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀以及天然植被、河流湖泊等生態(tài)需水特征，建立了基于天然植被、河流、濕地和防治耕地鹽堿化的疏勒河中游綠洲生態(tài)環(huán)境需水定量化模型，以期為干旱內(nèi)陸河流域綠洲生態(tài)環(huán)境需水研究提供一種可借鑒方法。模型計算結(jié)果表明，疏勒河中游綠洲2013年天然植被、河流基本生態(tài)、河流輸沙、河流滲漏補(bǔ)給、水面蒸發(fā)和濕地生態(tài)環(huán)境需水量分別為1.90×108m3、1.00×108m3、1.11×108m3、0.83×108m3、0.68×108m3、2.70×108m3。根據(jù)目前疏勒河流域中游綠洲水資源與生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，應(yīng)加強(qiáng)水資源的綜合管理，協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)用水與生態(tài)用水關(guān)系以及不同區(qū)域和不同部門間水資源配置量，提高水資源綜合利用效率；進(jìn)一步制定中游綠洲近期和遠(yuǎn)期生態(tài)保護(hù)和生態(tài)恢復(fù)目標(biāo)，確定生態(tài)綜合治理重點(diǎn)區(qū)，準(zhǔn)確計算基于生態(tài)保護(hù)目標(biāo)的流域中游綠洲生態(tài)需水量及閾值。

疏勒河中游；綠洲；生態(tài)環(huán)境需水；計算方法；參數(shù)

在干旱區(qū)，水是維系綠洲生態(tài)系統(tǒng)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵因素，由于人類經(jīng)濟(jì)活動對水資源的過度利用，使得生產(chǎn)、生活與生態(tài)用水之間的矛盾日益加劇，造成區(qū)域生態(tài)平衡破壞，影響區(qū)域水資源合理開發(fā)利用與生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，為實現(xiàn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境良性發(fā)展和水資源高效利用，必須研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境需水量與水資源利用互饋關(guān)系[1-4]。生態(tài)環(huán)境需水研究是干旱內(nèi)陸河流域綠洲水資源綜合管理、保護(hù)和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境中最為關(guān)鍵的科學(xué)問題之一，其目的是實現(xiàn)區(qū)域水資源的優(yōu)化配置和高效利用，最終實現(xiàn)區(qū)域水—經(jīng)濟(jì)—生態(tài)與環(huán)境系統(tǒng)的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展[5-8]。近些年，盡管國內(nèi)外大量學(xué)者針對不同生態(tài)系統(tǒng)類型開展了生態(tài)需水方面的研究[9-14]，取得了一些可喜的成果，初步建立了生態(tài)環(huán)境需水量的計算方法體系。然而針對干旱內(nèi)陸河流域及流域綠洲生態(tài)需水方面的研究相對欠缺，尤其在流域綠洲尺度對生態(tài)環(huán)境需水進(jìn)行綜合研究與估算還相對薄弱。因此，針對流域綠洲尺度開展生態(tài)需水研究，估算流域綠洲生態(tài)需水規(guī)模，這樣既能滿足生產(chǎn)和生活用水，還考慮到生態(tài)用水，從而實現(xiàn)綠洲水資源的合理利用與生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)疏勒河中游綠洲生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀以及天然植被、河流湖泊等生態(tài)需水特征，構(gòu)建了基于天然植被、河流、濕地和防治耕地鹽堿化的疏勒河流域綠洲生態(tài)環(huán)境需水量化模型，估算了中游綠洲生態(tài)需水規(guī)模，從而為干旱區(qū)水資源合理配置和生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展提供參考依據(jù)。

1　研究區(qū)概況

疏勒河流域位于河西走廊西端，是河西地區(qū)三大內(nèi)陸河水系之一，流域全長550 km，面積39 497 km2。中游綠洲位于疏勒河中游的走廊平原地帶，海拔1 050～1 300 m，地勢平坦開闊，分布有大片綠洲。由于獨(dú)特地理位置和氣候條件，導(dǎo)致區(qū)域形成晝夜溫差大，蒸發(fā)強(qiáng)烈的氣候環(huán)境，屬典型溫帶大陸性干旱氣候，多年平均降水量39.2～63.1 mm，蒸發(fā)量2 469～2 869.4 mm，多年平均氣溫6.95℃～9.42℃，行政區(qū)劃包括敦煌、瓜州和玉門的絕大部分地方。同時由于人類活動影響，使得脆弱生態(tài)系統(tǒng)日趨惡化，主要表現(xiàn)為綠色生態(tài)嚴(yán)重退化，濕地面積縮小，鹽堿地、沙地迅速增加，對當(dāng)?shù)氐纳鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了一定的影響。再加之人類活動對水資源利用量的不斷增加，使得區(qū)域生態(tài)環(huán)境需水嚴(yán)重不足，從而影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的平衡協(xié)調(diào)發(fā)展。因此，掌握流域中游綠洲生態(tài)環(huán)境需水狀況，科學(xué)配置流域綠洲生態(tài)環(huán)境需水，對流域水資源科學(xué)管理和社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。

2　疏勒河中游綠洲生態(tài)環(huán)境需水理論框架

目前，疏勒河中游綠洲區(qū)已出現(xiàn)了類似石羊河、黑河流域水土資源開發(fā)利用過程中出現(xiàn)的植被衰亡、草場退化、濕地衰減、生物多樣性受損、土地鹽漬化、沙漠化等一系列生態(tài)環(huán)境問題。為了進(jìn)一步保護(hù)疏勒河中游綠洲生態(tài)環(huán)境，恢復(fù)中游綠洲生態(tài)系統(tǒng)功能，生態(tài)環(huán)境需水指維持中游綠洲穩(wěn)定性與植被面積，保護(hù)河流湖泊及濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定與平衡所需水量。因此，生態(tài)環(huán)境需水內(nèi)涵包括現(xiàn)狀生態(tài)背景下天然及人工生態(tài)系統(tǒng)不再退化需要水量以及基于生態(tài)保護(hù)與恢復(fù)目標(biāo)所需要的生態(tài)環(huán)境恢復(fù)水量[4,15]。因此，確定疏勒河流域中游綠洲生態(tài)環(huán)境需水量主要包括：天然植被、濕地、河流生態(tài)環(huán)境需水量。

3　疏勒河中游綠洲生態(tài)環(huán)境需水計算模型

疏勒河中游生態(tài)保護(hù)與恢復(fù)目標(biāo)主要為天然植被、濕地和河流生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)和健康可持續(xù)發(fā)展，因此所建立模型主要針對這三類生態(tài)系統(tǒng)類型，同時考慮不同生態(tài)系統(tǒng)的時空差異與特殊性。本文根據(jù)疏勒河中游綠洲生態(tài)環(huán)境狀況以及生態(tài)環(huán)境需水理論框架，確定區(qū)域生態(tài)需水模型結(jié)構(gòu)，并建立計算模型。則模型為：

W=Wv+Wr+Ww

(1)

式中，W為區(qū)域生態(tài)環(huán)境需水量(108m3·a-1)；Wv為天然植被生態(tài)環(huán)境需水量(108m3·a-1)；Wr為河流生態(tài)環(huán)境需水量(108m3·a-1)；Ww為濕地生態(tài)環(huán)境需水量(108m3·a-1)。

3.1天然植被生態(tài)環(huán)境需水量Wv計算方法

由于干旱區(qū)植被生長的特殊性，地下水狀況的好壞決定植物生長的好壞。因此，植被生長需水在綜合考慮時空尺度基礎(chǔ)上，時間按月計算，空間上按植被優(yōu)勢物種劃分[16]。其計算Wv模型為：

(2)

其中，ETij可根據(jù)阿里維揚(yáng)諾夫公式計算[1]，即：

ETij=a(1-H/Hmax)b·(Eφ20)ij

(3)

式中，Wv為植被生態(tài)環(huán)境需水量(m3·a-1)；K為植被系數(shù)；Ai為i種生態(tài)區(qū)的面積(m2)；ETij為潛水蒸發(fā)量(mm)；(EΦ20)ij為常規(guī)氣象蒸發(fā)皿蒸發(fā)值(mm)，H為地下水埋深(m)；Hmax為極限地下水深度(m)；a，b為為經(jīng)驗系數(shù)，取a=0.62，b=2.8；i=1，2，…，n；j=1，2，…，12。

3.2河流生態(tài)環(huán)境需水量Wr的計算方法

河流生態(tài)環(huán)境需水量計算相對復(fù)雜，涉及相關(guān)原則相對較多，本文基于功能性需求原則、分時段考慮原則建立河流生態(tài)環(huán)境需水量的計算模型，主要涉及河流基本生態(tài)、水質(zhì)凈化、輸沙、河道滲漏補(bǔ)給和水面蒸發(fā)需水量[1，17，18]。

Wr=max(Wb，Wc，Ws)+Wl+We

(4)

式中，Wb，Wc，Ws，Wl，We分別為河流基本生態(tài)、水質(zhì)凈化、輸沙、河道滲漏補(bǔ)給和水面蒸發(fā)需水量。由于疏勒河屬于典型內(nèi)陸河流域，其水質(zhì)可滿足飲用與灌溉需要，因此可以不用考慮計算河流水質(zhì)污染稀釋自凈需水量Wc[1]。

3.2.1河流基本生態(tài)環(huán)境需水量Wb的計算方法河流基本生態(tài)環(huán)境需水量以河流最小月平均實測徑流量的多年平均值作為河流的基本生態(tài)環(huán)境需水量[19]。其計算公式為：

(5)

式中，Wb為河流基本生態(tài)環(huán)境需水量(108m3·a-1)；Qij為第i年第j月的河流月均流量(m3·s-1)；T為常數(shù)，其值為31.536×106s；n為統(tǒng)計年數(shù)。

3.2.2河流輸沙需水量Ws的計算方法由于河流輸沙需水量與河流輸沙量、流量、水沙動力條件等因素有關(guān)，而汛期水量相對較大，能完成河流輸沙功能，因此，將汛期用于輸沙的水量和非汛期調(diào)水調(diào)沙(沖沙)的水量作為河流輸沙需水量[20-21]，其計算公式如下：

(6)

式中,Ws為河流輸沙需水量(108m3·a-1)；Sn為多年平均輸沙量(kg)；Cij為第i年第j月的河流月均含沙量(kg·m-3)；n為統(tǒng)計年數(shù)。

3.2.3河道滲漏補(bǔ)給需水量Wl的計算方法由于受河床巖性、河道輸水流量、地下水埋深等因素的影響[1]，因此，河道滲漏補(bǔ)給量可按達(dá)西定律計算：

Wl=2K·I·L·H·t

(7)

式中，Wl為河道滲漏補(bǔ)給量(108m3·a-1)；K為含水層滲透系數(shù)(m·d-1)；I為水力坡度(‰)；L為含水層厚度(m)；H為過水?dāng)嗝鎸挾?m)；t為時間(d)。

3.2.4河流水面蒸發(fā)生態(tài)需水量We的計算方法河流水面蒸發(fā)生態(tài)需水量與降水量、水域面積、水面蒸發(fā)量息息相關(guān)[22]，因此水面蒸發(fā)需水量計算公式為：

(8)

式中，We為河流水面蒸發(fā)生態(tài)需水量(108m3·a-1)；A為水面面積(km2)；E為水面蒸發(fā)強(qiáng)度(mm)；P為平均降水量(mm)。

水面蒸發(fā)強(qiáng)度E用下式表示，其水面折算系數(shù)為：

E=K·E20

(9)

K=E20/E20

(10)

式中，K為水面蒸發(fā)折算系數(shù)；E20為20cm常規(guī)蒸發(fā)皿觀測的水面蒸發(fā)量(mm)；E20為20m2水面蒸發(fā)池觀測的水面蒸發(fā)量(mm)。

3.3濕地生態(tài)環(huán)境需水量Ww的計算方法

由于濕地類型不同，生態(tài)環(huán)境需水量的計算方法也存在差異，其生態(tài)環(huán)境需水量的確定相對比較復(fù)雜[1，23]，因此，本文按如下公式計算：

(11)

式中，Ww為濕地生態(tài)環(huán)境需水量(108m3·a-1)；Ai為某濕地水面面積(hm2)；Ei為相應(yīng)的水面蒸發(fā)能力。

4　不同計算方法中相應(yīng)參數(shù)的選取

4.1降水量與蒸發(fā)量

根據(jù)收集到玉門市56年降水與20 cm口徑蒸發(fā)皿(E20)觀測資料統(tǒng)計分析，得到多年各月降水量與蒸發(fā)量(表1)。

4.2單位面積蒸散量計算

由于干旱區(qū)植被需水量主要依靠地下水來滿足，因此根據(jù)流域各類植被的地下水埋深范圍確定計算潛水蒸發(fā)的平均地下水埋深[4,8]。而不同潛水埋深下的植被蒸騰對潛水影響系數(shù)采用干旱區(qū)多年實測數(shù)據(jù)分析得到，因此，本文參考河西走廊玉門鎮(zhèn)以及石羊河流域相關(guān)試驗成果作為計算依據(jù)[4,25]。(表2)。

表1　不同月份的降水量與水面蒸發(fā)量/mm

表2　干旱區(qū)潛水埋深與植被影響系數(shù)[4,15,24]

由于疏勒河中游綠洲區(qū)降水稀少，且多為無效降水，植被生長主要依賴地下水。因此，實際蒸散量近似等于潛水蒸發(fā)量。根據(jù)2013年植被類型劃分情況，并依據(jù)研究區(qū)每種植被類型的地下水埋深范圍和平均埋深，并按相應(yīng)公式計算得到不同潛水埋深蒸發(fā)量和不同植被單位面積蒸散量計算結(jié)果(表3～4)。

表3　疏勒河流域中游綠洲區(qū)潛水埋深蒸發(fā)量估算結(jié)果

4.3河流生態(tài)基流計算

利用1953—1995年疏勒河流域中游潘家莊水文站43年的河流流量統(tǒng)計數(shù)據(jù)，得到疏勒河中游多年月平均流量和多年月最小流量，并根據(jù)式(3-10)，得出疏勒河基本生態(tài)環(huán)境需水量(表5)為1.00×108m3。

5　結(jié)論與討論

根據(jù)上述計算公式和所選取的計算參數(shù)，得到疏勒河中游綠洲2013年天然植被、河流基本生態(tài)、河流輸沙、河流滲漏補(bǔ)給、水面蒸發(fā)、濕地生態(tài)環(huán)境需水量分別為1.90×108m3、1.00×108m3、1.11×108m3、0.83×108m3、0.68×108m3、2.70×108m3。

對于生態(tài)需水計算的研究，疏勒河流域的相關(guān)研究相對較少，張學(xué)鳳和羅越浩[25]按照水量平衡方法估算了2009年疏勒河流域湖泊濕地生態(tài)需水量為0.83×108m3。而本文計算疏勒河中游濕地生態(tài)環(huán)境需水量為2.70×108m3，其中包括沼澤、水庫和湖泊。由于計算區(qū)域不一致，選取相關(guān)參數(shù)也不一致，所以計算結(jié)果存在一定差異。本文較系統(tǒng)詳細(xì)地從天然植被、河流基本生態(tài)、河流輸沙、河流滲漏補(bǔ)給、水面蒸發(fā)、濕地生態(tài)環(huán)境需水量計算了疏勒河中游綠洲生態(tài)環(huán)境需水量，為區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)和恢復(fù)以及水資源綜合管理和優(yōu)化配置提供一定參考依據(jù)。

表4　疏勒河流域中游綠洲區(qū)不同植被單位面積蒸散量估算結(jié)果

表5　疏勒河生態(tài)基流計算結(jié)果

由于人口增長和社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，疏勒河流域中游綠洲水資源過度開發(fā)，生態(tài)環(huán)境用水被大量擠占，使得綠洲生態(tài)環(huán)境受到威脅，繼而影響綠洲的穩(wěn)定性，嚴(yán)重制約綠洲生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展和社會、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，致使下游生態(tài)水量銳減，地下水位下降、河道斷流，月牙泉幾近干涸，尾閭西湖急劇萎縮，敦煌綠洲的生存受到嚴(yán)重威脅。同時由于中游綠洲耕地面積的不斷增大，對水資源的需求也相應(yīng)的增大，而流域地表水資源的嚴(yán)重不足，導(dǎo)致對地下水開采量的日益增加，從而影響中游綠洲天然植被和濕地所需的生態(tài)水量，導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)環(huán)境的日益退化。針對疏勒河中游綠洲生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀和水資源開發(fā)利用情況，應(yīng)加強(qiáng)水資源的綜合管理，協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)用水與生態(tài)用水關(guān)系，確定區(qū)域地表水地下水開發(fā)利用的適宜比例和布局，協(xié)調(diào)不同區(qū)域和不同部門間水資源配置量，提高水資源綜合利用效率。進(jìn)一步制定中游綠洲近期和遠(yuǎn)期生態(tài)保護(hù)和恢復(fù)目標(biāo)，確定生態(tài)綜合治理重點(diǎn)區(qū)，計算基于生態(tài)保護(hù)目標(biāo)的流域中游綠洲生態(tài)需水量及閾值。

本文在流域尺度上以疏勒河中游為例，對干旱內(nèi)陸河平原區(qū)生態(tài)環(huán)境需水進(jìn)行分析，針對流域存在的生態(tài)環(huán)境問題，構(gòu)建了流域生態(tài)環(huán)境需水估算模型。但由于受多方面因素的影響，所建模型還存在一定的局限性，有待于進(jìn)一步完善和深入。

[1]孫棟元，趙成義，魏恒，等.干旱內(nèi)陸河流域平原區(qū)生態(tài)環(huán)境需水分析—以新疆自治區(qū)臺蘭河流域為例[J].水土保持通報，2011，31(4)：82-88.

[2]黃曉榮，姜健俊，裴源生，等.基于生態(tài)保護(hù)的寧夏天然綠洲生態(tài)需水研究[J].水科學(xué)進(jìn)展，2006，17(3)：312-316.

[3]張麗，李麗娟，梁麗喬，等.流域生態(tài)需水的理論及計算研究進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2008,24(7):307-312.

[4]張麗.黑河流域下游生態(tài)需水理論與方法研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2004.

[5]Maciej Zalewski. Ecohydrology—The scientific background to use ecosystem properties as management tools toward sustainability of water resources[J]. Ecological Engineering, 2001,16:1-8.[6]王西琴，張遠(yuǎn)，劉昌明.遼河流域生態(tài)需水估算[J].地理研究，2007，26(1)：22-28.

[7]馬樂寬，李天宏,劉國彬.基于水土保持的流域生態(tài)環(huán)境需水研究[J].地球科學(xué)進(jìn)展，2008，23(10)：1102-1110.

[8]陳銳，鄧祥征，戰(zhàn)金艷，等.流域尺度生態(tài)需水的估算模型與應(yīng)用——以克里雅河流域為例[J].地理研究，2005，24(5)：725-731.

[9]King J, Louw D. Instream flow assessments for regulated rivers in South Africa using the Building Block Methodology[J]. Aquatic Ecosystem Health and Management, 1998,1(2)：109-124.

[10]Luo H M, Li T H, Ni J R, et al. Water demand for ecosystem protection in rivers with hyper-concentrated sediment-laden flow[J]. Science in China (Series E), 2004,47(suppl.I):186-198.

[11]Liu J L, Yang Z F. Ecological and environmental water demand of the lakes in the Haihe-Huaihe Basin of North China[J]. Journal of Environmental Sciences, 2002,14(2):234-238.

[12]Cui B S, Yang Z F. Eco-environmental water requirement for wetlands in Huang-Huai-Hai Area[J]. China Progress in Natural Science, 2002,12(11):841-848.

[13]楊志峰，尹民，崔保山.城市生態(tài)環(huán)境需水量研究——理論與方法[J].生態(tài)學(xué)報，2005，25(3)：389-396.

[14]ZhaoW Z, Chang X L, He Z B, et al. Study on vegetation ecological water requirement in Ejina Oasis[J]. Science in China (Series D-Earth Sciences), 2007,50(1):121-129.

[15]張奎俊.石羊河流域下游民勤綠洲生態(tài)需水與措施研究[D].蘭州：蘭州理工大學(xué)，2008.

[16]何永濤，閔慶文，李文華.植被生態(tài)需水研究進(jìn)展及展望[J].資源科學(xué)，2005，27(4)：8-13.

[17]倪晉仁，金玲，趙業(yè)安，等.黃河下游河流最小生態(tài)環(huán)境需水量初步研究[J].水利學(xué)報，2002，(10)：1-7.

[18]高凱.吉林省西部生態(tài)環(huán)境需水研究[D].吉林：吉林大學(xué)，2008.

[19]李麗娟，鄭紅星.海灤河流域河流系統(tǒng)生態(tài)環(huán)境需水量計算[J].地理學(xué)報，2000，55(4)：496-500.

[20]李麗娟，鄭紅星.海灤河流域河流系統(tǒng)生態(tài)環(huán)境需水量計算[J].海河水利，2003，(1)：6-8.

[21]王玉敏，周孝德.流域生態(tài)需水量的研究進(jìn)展[J].水土保持學(xué)報，2002，16(6)：142-144.

[22]劉凌，董增川，崔廣柏，等.內(nèi)陸河流生態(tài)環(huán)境需水量定量研究[J].湖泊科學(xué),2001,14(1)：25-31.

[23]翟盛.干旱內(nèi)陸河流域河流系統(tǒng)生態(tài)需水量計算[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2010，16(8)：854-855.

[24]楊秀英，張鑫，蔡煥杰.石羊河流域下游民勤縣生態(tài)需水量研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2006，24(1)：169-173.

[25]張學(xué)鳳，羅越浩.疏勒河流域湖泊濕地生態(tài)需水量估算[J].甘肅水利水電技術(shù)，2009，45(7)：14-15.

Eco-environmental water requirement in the middle reaches oasis of Shulehe River Basin——Calculation method and parameter

SUN Dong-yuan1, HU Xiang-quan1, YANG Jun2, JIN Yan-zhao1, ZHANG Yun-liang1

(1.Gansu Research Institute for Water Conservancy, Lanzhou, Gansu 730000, China;2.TheSoilandWaterConservationBureauofWaterResourcesDepartmentofGansuProvince,Lanzhou,Gansu730000,China)

Eco-environmental water requirement in arid inland river basin is one of key scientific problems in the reasonable allocation and management of water resources and the eco-environmental protection and construction in arid regions. According to different types of eco-environmental water requirement in the middle reaches oasis of Shulehe river basin, quantification model of eco-environmental water requirement for plain regions of the middle reaches oasis of Shulehe river basin was established and the calculation method of eco-environmental water requirement was put forward. The research result indicated that eco-environmental water requirement of natural vegetation, basic eco-environmental water requirement, transportation sand eco-environment water requirement, recharge of watercourse seepage water requirement, water surface evaporation eco-environmental water requirement, marsh eco-environmental water requirement were 1.90×108m3, 1.00×108m3, 1.11×108m3, 0.83×108m3, 0.68×108m3and 2.70×108m3in 2013, respectively. According to environmental status and the aim of ecological protection, optimal configuration and comprehensive management of water resources would need to be enhanced, the proportion of ecological water use and agricultural water use, and configuration quantity of water resources in different area and different usage department would be harmonized, comprehensive utilization efficiency of water resources would be heightened in the middle reaches oasis of Shulehe river basin. The recent and future ecological protection and restoration aim will be further established in the middle reaches oasis of Shulehe river basin. The significant zone of ecological governance will be ascertained, which the threshold and suitable quantity of ecological water requirement were calculated under different protection aim in the middle reaches oasis of Shule river basin.

the middle reaches of Shulehe river basin; oasis; eco-environmental water requirement; calculation method; parameter

1000-7601(2016)05-0222-05

10.7606/j.issn.1000-7601.2016.05.34

2015-07-03

國家自然科學(xué)基金項目“疏勒河流域中游綠洲生態(tài)需水過程與閾值研究”(51369004)和“氣候與土地利用變化對石羊河流域水資源影響研究”(51369003)；水利部公益性行業(yè)科研專項“疏勒河中游綠洲水—經(jīng)濟(jì)—生態(tài)系統(tǒng)耦合調(diào)控技術(shù)”(201301081)

孫棟元(1978—)，男，甘肅民樂人，博士，高級工程師，主要從事水文水資源方面的研究。 E-mail:gsausundy@126.com。

TV213.4，X143，X171

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