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气候变化对人类的生存发展带来新的挑战,人类活动的影响对自然界输入了关键驱动因子,因此在人类活动带来的强烈扰动条件下,对生态环境地质在一定周期尺度内发生的变化、趋势、规律及其驱动机制进行研究尤为必要。喀什噶尔河流域位于西北内陆干旱半干旱地区,地处塔里木盆地西缘,生态环境脆弱且容量有限。地下水是维系平原区生产、生活、生态的重要水源,长期持续大规模开采已诱发一系列生态环境地质问题,进而由量变至质变导致生态环境演化发展,探究其内在机制对于合理利用资源保护生态环境具有重要的现实意义。本文以喀什噶尔河流域平原区为研究对象,结合水资源调查评价,综合运用地下水动力学、遥感解译分析、统计学、数值模型模拟等多学科研究技术手段,揭示了地下水系统水流特征和循环机理,分析了喀什噶尔河流域平原区绿洲的演化规律,重点对其盐渍化的成因和趋势进行了深入分析,还从突出实践性的角度对地下水两级功能区划分进行了优化改进,对超采区进行了划定和复核。本研究得出以下主要结论:(1)根据地形地貌、含水层特征、富水性特征、地下水流场特征、水化学特征和地表水河流展布等特点的相似性和关联密切性,将平原区第四系地下水流动系统划分为克孜勒苏河地下水流亚系统(Ⅰ1)、盖孜河-库山河-依格孜亚河地下水流亚系统(Ⅰ2-3-4)、恰克马克河-布谷孜河地下水流亚系统(Ⅰ5-6),作为调查评价研究区地下水资源的理论基础;(2)根据均衡计算得出,喀什噶尔河流域平原区地下水资源总量(M≤2g/L)为14.61×108m3/a,其中:克孜勒苏河流域平原区地下水资源量为5.02×108m3/a;盖孜河流域平原区地下水资源量为5.20×108m3/a;库山河流域平原区地下水资源量为2.48×108m3/a;依格孜亚河流域平原区地下水资源量为0.82×108m3/a;恰克马克河流域平原区地下水资源量为0.21×108m3/a;布谷孜河流域平原区地下水资源量为0.88×108m3/a;(3)根据地下水资源管理实践经验,从更加突出功能导向、更加突出水质因素、更加突出优先保护、更加突出后备水源、更加便于基层管理出发,对地下水两级功能区划分进行优化改进,将一级功能区分为生活功能区(L)、生态功能区(E)、生产功能区(P);将二级功能区在一级功能区的基础上又分为8类功能区,分别是生活功能区(L)中的集中式供水水源区(L1)、水处理供水水源区(L2)、备用优质水源区(L3),生态功能区(E)中的水源涵养区(E1)、生态脆弱区(E2)、生态保护区(E3),生产功能区(P)中的生产开发区(P1)、应急水源区(P2)。按照优化后的地下水功能区划分体系,喀什噶尔河流域共划分集中式供水水源区(L1)4个,面积为49.86km2;水处理供水水源区(L2)7个,面积为75.49km2;备用优质水源区(L3)2个,面积为1952.54km2;水源涵养区(E1)8个,面积为45302.54km2;生态脆弱区(E2)14个,面积为3949.56km2;生态保护区(E3)7个,面积为3457.97km2;生产开发区(P1)11个,面积为9104.73km2;尚未规划应急水源区(P2);(4)喀什噶尔河流域下游六县市尚未出现大范围、比较严重的生态环境地质问题,但由于地下水过度开采导致地下水位下降,引起湿地等天然水域萎缩、局部植被退化,局部已出现地下水超采,但程度尚不严重;(5)喀什噶尔河流域下游六县市2000~2010年期间、2010~2017年期间盐渍土主导变化类型均为极重度盐渍土向重度盐渍土转化。2000~2010年盐渍化严重度指数相对变化率为-6.68%,2010~2017年相对变化率为-8.05%,盐渍土的修复速度有增加趋势,表明土壤盐渍化问题总体上正在趋于好转。NDVI、ET、LST三个参数的变化与土壤盐渍化严重度的变化呈显著线性关系(P<0.01),且△ET和△NDVI可有效解释盐渍化严重度变化量,其中△ET对盐渍化严重度变化的解释能力最强。此外,研究区地下水位正在发生一定程度的下降也是土壤盐渍化不断改善的一个重要因素;(6)对于喀什噶尔河流域平原区典型区域伽师县,现状地下水开采量方案情况下,势必将导致地下水位持续快速下降,地下水过度开采终将引起湿地等天然水域的萎缩和天然植被的退化,或将引发更加严重的生态环境问题;基于适度的地下水开采量方案情况下,地下水位在趋于稳定的情况下将略微上升,生态环境将逐步趋于好转;相对较小的地下水开采量方案情况下,地下水位将缓慢回升,虽生态环境有向好的趋势,但也存在引发较大次生盐渍化问题的风险。从有效保护生态环境和可持续利用地下水资源的角度出发,应制定适度的地下水开采计划。