第三次新疆綜合科學(xué)考察研究叢書||《天山北坡水資源承載力與水安全要素基礎(chǔ)性調(diào)查》

第三次新疆科考圍繞區(qū)域水資源與水安全、土地資源與農(nóng)業(yè)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、生物資源與生物多樣性保育、優(yōu)勢(shì)關(guān)鍵礦產(chǎn)和能源資源開發(fā)等重點(diǎn)領(lǐng)域，共部署實(shí)施了30個(gè)項(xiàng)目。在地域上將新疆劃分為塔里木河流域、伊犁河流域、額爾齊斯河流域、天山北坡經(jīng)濟(jì)帶以及吐哈盆地五大片區(qū)，并輻射周邊國(guó)家和地區(qū)，針對(duì)各流域片區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展存在的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題開展基礎(chǔ)性調(diào)查，強(qiáng)化野外觀測(cè)體系建設(shè)、科考數(shù)據(jù)和成果集成，著重產(chǎn)出科學(xué)考察報(bào)告成果、科學(xué)傳播成果、支撐國(guó)家需求與新疆高質(zhì)量發(fā)展成果、國(guó)際科技前沿成果四大體系科考成果。同時(shí)，在分析方法、數(shù)值計(jì)算、建模方式等基礎(chǔ)理論研究上尋求突破，提升科考成果的層次和水平。

“第三次新疆綜合科學(xué)考察研究叢書”匯聚了各科考團(tuán)隊(duì)的辛勤努力和智慧結(jié)晶。本叢書的出版將為政府決策、學(xué)術(shù)研究、公眾參與提供有力參考和借鑒，也將為推動(dòng)新疆可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)貢獻(xiàn)智慧和力量。

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內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書主要開展天山北坡冰川、凍土、積雪、氣溫、降水和云水資源(cloud water resources，CWR)考察與調(diào)查工作，以查明山區(qū)冰川數(shù)量、規(guī)模和變化情況；查明近30年(1991～2020年，下同)流域降水、降雪面積分布與雪水當(dāng)量變化，同時(shí)探究區(qū)域降水在時(shí)空上的分布和云水資源的分布與變化規(guī)律；探明天山北坡諸河流、湖泊變化的時(shí)空分布，查清地下水開采利用現(xiàn)狀和地下水資源時(shí)空演變特征；開展地表水資源量、調(diào)水量及水利工程分布和運(yùn)行狀況調(diào)查，評(píng)價(jià)區(qū)域水資源開發(fā)狀況及其時(shí)空變化；查明近30年來(lái)區(qū)域水資源開發(fā)歷史和現(xiàn)狀，評(píng)估人類活動(dòng)對(duì)流域水資源和生態(tài)安全的影響；評(píng)估區(qū)域多情景發(fā)展需求下水資源對(duì)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的承載能力，并提出相應(yīng)的保障措施。主要科考工作包括以下幾個(gè)方面。

(1)冰川凍土基礎(chǔ)性調(diào)查。查明天山北坡冰川現(xiàn)狀，包括現(xiàn)有冰川條數(shù)、面積、儲(chǔ)量等信息，分析過(guò)去30年冰川變化特征，對(duì)部分典型冰川的變化和特性(厚度、運(yùn)動(dòng)速度、面積變化等)進(jìn)行補(bǔ)充觀測(cè)，并選擇1～2條典型冰川開展冰川變化過(guò)程研究；開展天山北坡多年凍土空間分布特征(分布邊界、上下限)和物理特征(溫度、含冰量、水分)研究，以及與多年凍土有關(guān)的地質(zhì)現(xiàn)象和天山北坡經(jīng)濟(jì)帶重大工程沿線多年凍土的時(shí)空演化特征研究；選擇典型冰川開展冰川保護(hù)方案構(gòu)建的試驗(yàn)性研究，試驗(yàn)方案包括采用人工降雪(增加冰川積累量)和在冰川上加蓋遮蓋物(增大冰川反照率以減少冰川消融)，考慮冰川區(qū)環(huán)境變化對(duì)冰川消融的影響，提出保護(hù)冰川資源的措施和方案。

(2)氣象水文要素基礎(chǔ)性調(diào)查。以研究區(qū)地理環(huán)境特征的綜合考察為支撐，確定適用于研究區(qū)高分辨率氣候(包括積雪)研判的關(guān)鍵參數(shù)；采用區(qū)域氣候模式，對(duì)研究區(qū)內(nèi)各個(gè)氣候要素進(jìn)行動(dòng)力降尺度，結(jié)合觀測(cè)數(shù)據(jù)開展數(shù)據(jù)融合，研制地表太陽(yáng)總輻射、溫度、降水、蒸散發(fā)等氣象要素?cái)?shù)據(jù)集；結(jié)合遙感與地表積雪調(diào)查，研制積雪與雪水當(dāng)量數(shù)據(jù)集；

闡明近30年天山北坡氣候的時(shí)空變化特征；結(jié)合雷達(dá)資料、再分析數(shù)據(jù)和人工增雨作業(yè)的調(diào)查，闡明天山北坡云水資源分布的時(shí)空特征；編制近30年天山北坡降水時(shí)空演變研究報(bào)告、云水資源分布及利用報(bào)告。

(3)河湖和地下水基礎(chǔ)性調(diào)查。結(jié)合水文年鑒、當(dāng)?shù)卣军c(diǎn)觀測(cè)資料和遙感技術(shù)，調(diào)查和整編近30年天山北坡主要河流水面寬、水位和徑流量等河流基礎(chǔ)資料，分析其時(shí)空變化特征；利用站點(diǎn)觀測(cè)、統(tǒng)計(jì)資料和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，整理和分析近30年天山北坡主要湖泊的面積、水位和儲(chǔ)量的現(xiàn)狀和演變，并探討其主要驅(qū)動(dòng)因素；基于地下水井觀測(cè)和衛(wèi)星遙感等技術(shù)，探查天山北坡近30年地下水埋深和儲(chǔ)量的現(xiàn)狀及時(shí)空變化，調(diào)查和分析從山區(qū)到盆地、綠洲和荒漠的地下水補(bǔ)給機(jī)制，揭示地表水-地下水相互作用，查清地下水開采利用現(xiàn)狀和地下水資源時(shí)空演變特征。

(4)地表水資源開發(fā)狀況調(diào)查。綜合利用資料收集、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、衛(wèi)星遙感等多種技術(shù)手段，查明近30年天山北坡各流域地表水資源量和調(diào)水量；利用統(tǒng)計(jì)資料和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，調(diào)查分析近30年水利工程(水庫(kù)工程、水電站工程、水閘工程、泵站工程、引調(diào)水工程、機(jī)電井、人飲供水工程、田間水利工程等)的分布及運(yùn)行狀況；綜合分析各部門(工業(yè)、生活、農(nóng)業(yè)和生態(tài))的用水、耗水和排水情況，評(píng)價(jià)各流域地表水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀以及近30年的時(shí)空演變特征。

(5)水資源和生態(tài)安全影響評(píng)估?；谛l(wèi)星遙感、地面觀測(cè)、水文年鑒和部門公報(bào)等多源數(shù)據(jù)，整編天山北坡近30年水資源開發(fā)的歷史和現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，定量分析區(qū)域內(nèi)水資源總量和用水量變化趨勢(shì)；利用水文模型和天山北坡各流域水利工程建設(shè)狀況、各部門取用水以及氣候數(shù)據(jù)，模擬天山北坡流域水資源演變過(guò)程，評(píng)估氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)天山北坡水資源的影響；利用高分辨率遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)人類活動(dòng)驅(qū)動(dòng)的天山北坡下墊面變化，結(jié)合景觀生態(tài)指數(shù)分析天山北坡生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)功能變化，建立人類活動(dòng)與天山北坡景觀生態(tài)變化的聯(lián)系，評(píng)估氣候變化與人類活動(dòng)對(duì)天山北坡生態(tài)安全的影響；基于以上調(diào)查數(shù)據(jù)構(gòu)建天山北坡流域尺度水資源和生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，評(píng)估氣候變化與人類活動(dòng)對(duì)水資源和生態(tài)安全的綜合影響。

(6)水資源承載力與安全保障。以水資源三級(jí)區(qū)和地級(jí)行政區(qū)為統(tǒng)計(jì)單元，調(diào)查統(tǒng)計(jì)近30年來(lái)天山北坡經(jīng)濟(jì)帶的供水量和用水量，估算逐年用水消耗量，全面分析供、用、耗水量的組成情況及其變化趨勢(shì)，調(diào)查天山北坡經(jīng)濟(jì)帶水資源的開發(fā)利用程度與效率；在分析現(xiàn)狀水資源總量和用水狀況的基礎(chǔ)上，比較水資源承載能力的不同定義和評(píng)價(jià)方法，綜合選擇適合天山北坡經(jīng)濟(jì)帶的水資源承載能力評(píng)估方法，對(duì)天山北坡經(jīng)濟(jì)帶的水資源承載能力進(jìn)行評(píng)估；針對(duì)天山北坡經(jīng)濟(jì)帶的水資源利用特征，構(gòu)建水資源安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，設(shè)計(jì)不同的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展情景，預(yù)估多情景發(fā)展需求下的水資源安全風(fēng)險(xiǎn)；在系統(tǒng)分析天山北坡經(jīng)濟(jì)帶水資源安全形勢(shì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)地調(diào)研，提出天山北坡經(jīng)濟(jì)帶水資源安全保障對(duì)策。

本書可為政府部門和相關(guān)流域機(jī)構(gòu)在水資源管理和生態(tài)保護(hù)方面提供決策依據(jù)，也可為干旱半干旱區(qū)水資源和生態(tài)學(xué)相關(guān)研究提供參考。

（本文編輯：莫永國(guó) moyongguo@mail.sciencep.com）

本文摘自科學(xué)出版社2026年3月出版《天山北坡水資源承載力與水安全要素基礎(chǔ)性調(diào)查》一書，內(nèi)容有刪節(jié)。標(biāo)題為編者所加。

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