论文部分内容阅读
我国是世界十三大贫水国之一，水资源的短缺严重制约着我国社会经济的发展。尤其是内陆河地区水资源合理管理利用和开发，是我国西北地区目前亟待解决的问题。黑河流域是中国西北地区典型的内陆河，属于水资源极度匮乏的地区，明确地认识黑河流域水资源的特征以及流域内部水文过程与生态过程的相互作用，对提高水资源利用效率有着非常重大的意义。
长期以来内陆河流域生态过程和水文过程的研究脱节，流域水循环的研究停留在空间过程的认识上，很少多时间本尺度的水文过程研究，为此难以开展流域水循环、水平衡的系统研究。本文力图整合黑河流域生态过程和水文过程，提高流域水循环和水衡的基本认识;依据流域长期观测数据和试验研究的结果，运用VisualMODFLOW和MT3D模型，获取水循环的多时间尺度的空间特征，深化黑河流域生态水文过程认识。
初步结果如下两个方面:
1、流域生态水文系统特征
地表水、地下水频繁转化润育着山地、荒漠和绿洲共同构成的流域生态水文系统。上游祁连山地生态水文过程随草原、森林、寒漠的垂直分带而分异;中游耗用了全流域3/4的出山径流形成了特有的人工灌溉绿洲的生态水文过程;下游基本依靠地表水向地下水的转化维持着天然绿洲。
黑河流域水汽主要来自西风带，年降水量从南部山地的400mm以上向北递减到40mm以下，降水主要集中在5～9月，占年降水量的75.9％～97.2％。流域出山径流年内分配与降水过程和高温季节相一致，具有春汛、夏洪、秋平、冬枯的特点，多年平均出山径流量35.69×108m3。除了暴雨过程，黑河流域地表径流仅发生在上游祁连山区，50mm径流深等值线基本处于各河流出山口附近。多年平均地下水资源4.31×108m3。
黑河流域的多年蒸散基本上等于降水与地下水消耗之和，流域内部蒸散分异取决于供水条件（降水和灌溉）和生态系统。全流域年蒸散量169.01×108m3，其中占流域总面积26％的上游祁连山区耗用了44％。生态系统蒸散90％集中在6-8月。年蒸散力最大的分布是:中山森林449mm，中游的人工绿洲/农田413mm，下游的河岸林382mm。
基于气候的代表年份和现状生态系统耗水观测分析了黑河干流中下游的生态需水量为56.47×108m3，其中维持绿洲现状需耗用64％，剩余36％蒸散维持着雨养荒漠的生态平衡。干旱区植物多有一些抗旱耐盐碱的生理和生态功能，生态系统经常是依赖地下水维持，然而，就大多数植物而言3-5m的地下水埋深和＜1％土壤盐分含量是防止生态退化的基本条件。
2、黑河下游地下水年龄特征
通过对额济纳盆地地下水流年龄的模拟，并代入溶质运移模型MT3D得出黑河下游地下水年龄分布;在考虑混合弥散等情况下，得出的年龄分布结果与模拟水流方向基本一致;与14C测年结果在绝对值上有一定的出入，但是在水龄空间分布趋势上仍然是一致的;初步结果与水文地质方面的定性相一致。基本可以认为模拟出的结果是可信的。
靠近现代河道方向潜水年龄最轻，最小年龄12年，根据沿黑河河道方向地下水年龄最小可以判定黑河河道渗流是额济纳旗地下水补给的主要来源，靠近这一区域地下水更新能力很强。
离河道越远地下水更新能力越弱，在额济纳盆地东、西、北方向年龄逐步增加，最古老年龄3万年以上，分别出现在北部山区与马鬃山和额济纳盆地的交汇带。
巴丹吉林沙漠西北边缘有一片年轻地下水区域，由南向北年龄逐步递增。盆地南部远离河道地下水年龄也较小，可能是由于靠近巴丹吉林沙漠有沙漠地下径流补给，结合盆地东部紧邻沙漠地区年龄较大的情况，应该还有河西走廊北山的径流补给。