第三次新疆綜合科學考察研究叢書||《天山北坡水資源承載力與水安全要素基礎性調查》

第三次新疆科考圍繞區域水資源與水安全、土地資源與農業發展、生態環境保護、生物資源與生物多樣性保育、優勢關鍵礦產和能源資源開發等重點領域，共部署實施了30個項目。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、天山北坡經濟帶以及吐哈盆地五大片區，并輻射周邊國家和地區，針對各流域片區經濟社會發展存在的現實問題開展基礎性調查，強化野外觀測體系建設、科考數據和成果集成，著重產出科學考察報告成果、科學傳播成果、支撐國家需求與新疆高質量發展成果、國際科技前沿成果四大體系科考成果。同時，在分析方法、數值計算、建模方式等基礎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考察研究叢書”匯聚了各科考團隊的辛勤努力和智慧結晶。本叢書的出版將為政府決策、學術研究、公眾參與提供有力參考和借鑒，也將為推動新疆可持續發展和生態文明建設貢獻智慧和力量。

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內容簡介

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)考察與調查工作，以查明山區冰川數量、規模和變化情況；查明近30年(1991～2020年，下同)流域降水、降雪面積分布與雪水當量變化，同時探究區域降水在時空上的分布和云水資源的分布與變化規律；探明天山北坡諸河流、湖泊變化的時空分布，查清地下水開采利用現狀和地下水資源時空演變特征；開展地表水資源量、調水量及水利工程分布和運行狀況調查，評價區域水資源開發狀況及其時空變化；查明近30年來區域水資源開發歷史和現狀，評估人類活動對流域水資源和生態安全的影響；評估區域多情景發展需求下水資源對區域社會經濟發展的承載能力，并提出相應的保障措施。主要科考工作包括以下幾個方面。

(1)冰川凍土基礎性調查。查明天山北坡冰川現狀，包括現有冰川條數、面積、儲量等信息，分析過去30年冰川變化特征，對部分典型冰川的變化和特性(厚度、運動速度、面積變化等)進行補充觀測，并選擇1～2條典型冰川開展冰川變化過程研究；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的地質現象和天山北坡經濟帶重大工程沿線多年凍土的時空演化特征研究；選擇典型冰川開展冰川保護方案構建的試驗性研究，試驗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)，考慮冰川區環境變化對冰川消融的影響，提出保護冰川資源的措施和方案。

(2)氣象水文要素基礎性調查。以研究區地理環境特征的綜合考察為支撐，確定適用于研究區高分辨率氣候(包括積雪)研判的關鍵參數；采用區域氣候模式，對研究區內各個氣候要素進行動力降尺度，結合觀測數據開展數據融合，研制地表太陽總輻射、溫度、降水、蒸散發等氣象要素數據集；結合遙感與地表積雪調查，研制積雪與雪水當量數據集；

闡明近30年天山北坡氣候的時空變化特征；結合雷達資料、再分析數據和人工增雨作業的調查，闡明天山北坡云水資源分布的時空特征；編制近30年天山北坡降水時空演變研究報告、云水資源分布及利用報告。

(3)河湖和地下水基礎性調查。結合水文年鑒、當地站點觀測資料和遙感技術，調查和整編近30年天山北坡主要河流水面寬、水位和徑流量等河流基礎資料，分析其時空變化特征；利用站點觀測、統計資料和衛星遙感數據，整理和分析近30年天山北坡主要湖泊的面積、水位和儲量的現狀和演變，并探討其主要驅動因素；基于地下水井觀測和衛星遙感等技術，探查天山北坡近30年地下水埋深和儲量的現狀及時空變化，調查和分析從山區到盆地、綠洲和荒漠的地下水補給機制，揭示地表水-地下水相互作用，查清地下水開采利用現狀和地下水資源時空演變特征。

(4)地表水資源開發狀況調查。綜合利用資料收集、現場調查、衛星遙感等多種技術手段，查明近30年天山北坡各流域地表水資源量和調水量；利用統計資料和衛星遙感數據，調查分析近30年水利工程(水庫工程、水電站工程、水閘工程、泵站工程、引調水工程、機電井、人飲供水工程、田間水利工程等)的分布及運行狀況；綜合分析各部門(工業、生活、農業和生態)的用水、耗水和排水情況，評價各流域地表水資源開發利用現狀以及近30年的時空演變特征。

(5)水資源和生態安全影響評估。基于衛星遙感、地面觀測、水文年鑒和部門公報等多源數據，整編天山北坡近30年水資源開發的歷史和現狀數據，定量分析區域內水資源總量和用水量變化趨勢；利用水文模型和天山北坡各流域水利工程建設狀況、各部門取用水以及氣候數據，模擬天山北坡流域水資源演變過程，評估氣候變化和人類活動對天山北坡水資源的影響；利用高分辨率遙感數據監測人類活動驅動的天山北坡下墊面變化，結合景觀生態指數分析天山北坡生態系統結構和生態系統功能變化，建立人類活動與天山北坡景觀生態變化的聯系，評估氣候變化與人類活動對天山北坡生態安全的影響；基于以上調查數據構建天山北坡流域尺度水資源和生態安全綜合評價指標體系，評估氣候變化與人類活動對水資源和生態安全的綜合影響。

(6)水資源承載力與安全保障。以水資源三級區和地級行政區為統計單元，調查統計近30年來天山北坡經濟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，調查天山北坡經濟帶水資源的開發利用程度與效率；在分析現狀水資源總量和用水狀況的基礎上，比較水資源承載能力的不同定義和評價方法，綜合選擇適合天山北坡經濟帶的水資源承載能力評估方法，對天山北坡經濟帶的水資源承載能力進行評估；針對天山北坡經濟帶的水資源利用特征，構建水資源安全風險評價模型，設計不同的經濟社會發展情景，預估多情景發展需求下的水資源安全風險；在系統分析天山北坡經濟帶水資源安全形勢的基礎上，結合實地調研，提出天山北坡經濟帶水資源安全保障對策。

本書可為政府部門和相關流域機構在水資源管理和生態保護方面提供決策依據，也可為干旱半干旱區水資源和生態學相關研究提供參考。

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

本文摘自科學出版社2026年3月出版《天山北坡水資源承載力與水安全要素基礎性調查》一書，內容有刪節。標題為編者所加。

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