柴达木盆地察尔汗盐湖卤水开采与水平衡多目标优化研究：驱动因素解析与可持续开发策略

针对察尔汗盐湖(QSL)开采区因卤水开采导致的水资源失衡问题，研究人员通过层次分析法(AHP)和Solver优化模型，量化了河流补给(Q2 )、钾盐溶解淡水供应(Q4 )等5个关键驱动因子（贡献率27.3%-27.8%），提出年需9.0×108 m3 的优化水平衡方案，为全球类似盐湖的可持续开发提供科学范式。

　　

在全球钾、锂资源需求激增的背景下，盐湖资源开发引发的生态危机日益严峻。察尔汗盐湖(QSL)作为中国最大的钾镁盐生产基地，近60年开采量激增至5.0×10⁸
m³
/年，却面临湖面萎缩、卤水盐度下降等连锁反应。更棘手的是，2009年防洪坝建设切断了自然补给通道，而青藏高原增湿效应又使格尔木河径流增加，人为与自然因素的复杂博弈使得QSL水平衡(ΔQ)呈现-0.48至2.98×10⁸
m³
的剧烈波动。如何破解这种"开采加剧失衡-失衡限制开采"的死循环？中国科学院等机构的研究团队通过13年(2010-2022)水文数据，首次构建了盐湖采矿区的多目标优化模型。

研究采用层次分析法(AHP)量化驱动因子权重，结合Solver工具进行约束优化。关键样本包括QSL矿区年均入流/出流数据，重点关注格尔木河补给(Q_2g
)、达布逊湖蒸发(Q_6Da
)等10项参数。

研究结果

1. 水平衡变异特征
   降水(Q₁
   )呈现5年周期波动，2010-2022年均值(54.06 mm)显著高于历史水平。格尔木河补给(Q_2g
   )与卤水开采(Q₈
   )构成收支两端最大变量，分别贡献27.05%和24.10%的ΔQ波动。

2. 关键驱动解析
   AHP权重显示：除Q_2g
   和Q₈
   外，钾盐溶解淡水(Q₄
   )、MgCl₂
   卤水回用(Q₅
   )和达布逊湖蒸发(Q_6Da
   )构成核心驱动组，合计贡献达75.39%。其中Q₅
   的7.70%权重揭示卤水循环利用的调控潜力。

3. 优化方案验证
   Solver模型确定QSL年均衡需水量为9.0×10⁸
   m³
   ，特别指出格尔木河流域未来可能面临供水缺口，需严格调控Q_2g
   和Q₄
   的配比。

结论与意义
该研究开创性地将工业参数(Q₄
,Q₅
)纳入盐湖水文模型，揭示人类活动对ΔQ的直接影响占比超45%。提出的"开源(Q_2g
调控)-节流(Q₅
回用)-优化(Q₈
约束)"三位一体策略，不仅为QSL每年减少2.1×10⁷
m³
淡水消耗，更建立了可推广至全球盐湖的"资源-生态"协同管理框架。正如作者Han Jibin团队强调，这种多目标优化方法能有效缓解"采矿扩张-生态退化"矛盾，对实现《全球盐湖可持续开发宣言》目标具有标杆意义。