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1、研 究 论 文 (233 238)近 50 a 来 黑 河 流 域 水 文 及 生 态 环 境 的 变 化 X王 根 绪 程 国 栋 ( 中 国 科 学 院 兰 州 冰 川 冻 土 研 究 所 冻 土 工 程 国 家 重 点 实 验 室 兰 州 730000)( 兰 州 大 学 地 质 系 兰 州 730000)摘 要 利 用 详 实 资 料 , 对 比 分 析 了 40 年 代 以 来 不 同 时 期 黑 河 流 域 水 文 及 生 态 环 境 的 变 化 特征 , 并 对 不 同 时 期 流 域 水 土 资 源 开 发 利 用 规 模 及 出 山 径 流 的 变 化 进 行 对 比 分 析
2、 , 结 果 说 明 : 本 世 纪40 年 代 以 来 , 流 域 中 游 地 区 地 表 水 利 用 量 增 加 了 19 倍 , 灌 溉 绿 洲 扩 大 了 89. 5% , 使 流 域 33 条 支 流相 继 断 流 , 干 流 下 游 水 量 减 少 了 51% , 终 端 湖 泊 干 涸 , 水 质 恶 化 , 土 地 盐 碱 化 和 沙 漠 化 在 全 流 域 发展 , 沙 漠 化 土 地 面 积 自 1949 年 以 来 增 加 了 4% 11%。 人 类 对 流 域 水 土 资 源 的 大 规 模 开 发 利 用 是产 生 这 些 变 化 的 主 要 因 素 。关 键 词 黑
3、 河 流 域 水 文 生 态 环 境 变 化分 类 (中 图 法 ) P343. 9黑 河 流 域 位 于 河 西 走 廊 中 部 , 介 于 98 00 101 30 E, 38 42 N 之 间 , 包 括 嘉 峪 关 以 东 ,山 丹 定 羌 庙 以 西 的 范 围 , 流 域 面 积 13 万 km 2, 全 长 约 810 km , 流 经 青 海 、 甘 肃 及 内 蒙 3 省(区 ) , 跨 越 3 种 不 同 的 自 然 地 理 分 带 : 高 山 湿 冷 及 半 干 旱 区 、 温 带 及 暖 温 带 干 旱 区 。 黑 河 流 域 水系 包 括 大 小 30 多 条 支 流
4、 , 均 发 源 于 走 廊 南 部 的 祁 连 山 , 在 中 游 走 廊 平 原 汇 聚 后 向 北 穿 越 正 义峡 后 进 入 下 游 地 区 , 又 称 为 弱 水 , 继 续 向 北 至 狼 心 山 进 入 额 济 纳 旗 境 内 , 分 为 东 、 西 两 条 主 要 支流 , 继 而 分 叉 形 成 许 多 支 流 , 呈 辐 射 状 向 下 游 扩 散 , 最 终 分 别 注 入 东 、 西 居 延 海 , 在 这 里 形 成 广袤 的 弱 水 三 角 洲 。 流 域 上 、 中 、 下 游 水 分 条 件 相 差 悬 殊 , 上 游 祁 连 山 区 , 降 水 量 300
5、500 mm ,最 大 可 达 700 mm , 中 游 走 廊 区 降 水 量 为 100 250 mm , 下 游 额 济 纳 绿 洲 区 为 荒 漠 极 端 干 旱 气候 区 , 降 水 量 不 足 45 mm。 因 此 流 域 地 表 径 流 及 与 之 密 切 联 系 的 地 下 水 资 源 是 维 系 中 下 游 经济 发 展 和 生 态 环 境 平 衡 的 纽 带 。 黑 河 流 域 的 农 耕 历 史 可 以 追 溯 到 公 元 前 121 年 1 到 建 国 前 的2000 多 年 的 漫 长 开 发 过 程 中 , 由 于 生 产 力 水 平 低 下 , 加 之 长 期 战
6、 乱 和 自 然 灾 害 , 流 域 水 土 资 源开 发 进 展 缓 慢 , 对 流 域 水 文 及 生 态 环 境 的 影 响 也 较 微 弱 。 从 本 世 纪 40 年 代 开 始 , 尤 其 在 建 国 以来 , 由 于 中 游 地 区 的 大 规 模 水 土 资 源 开 发 和 经 济 、 社 会 的 发 展 , 流 域 水 文 状 况 变 化 剧 烈 , 伴 随 水文 状 况 的 较 大 改 变 , 流 域 生 态 环 境 体 系 也 不 断 演 变 并 趋 于 恶 化 。1 流 域 水 资 源 开 发 过 程 及 水 文 变 化本 世 纪 最 初 阶 段 , 流 域 开 发 基
7、 本 上 保 持 清 代 开 发 的 基 础 2 , 流 域 水 系 分 布 如 图 1 所 示 , 流域 中 游 段 分 布 约 30 多 条 支 流 , 以 山 丹 河 水 系 、 洪 水 河 系 、 摆 浪 河 水 系 和 临 水 河 水 系 (又 称 北 大河 ) 为 主 , 其 中 临 水 河 为 流 域 下 游 段 注 入 的 支 流 , 其 水 量 估 计 在 9. 0 亿 m 3 以 上 ; 山 丹 河 注 入 干流 的 年 径 流 量 约 0. 95 亿 m 3。 洪 水 河 年 径 流 量 约 1. 3 亿 m 3。 黑 河 进 入 下 游 额 济 纳 境 内 后 , 即
8、分第 18 卷 第 3 期1998 年 9 月 中 国 沙 漠JOU RNAL O F D ESER T R ESEA RCH V o l. 18 N o. 3Sep. 1998X 甘 肃 省 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 , 国 家 “ 九 五 ” 攻 关 课 题 (962912203203202)的 一 部 分作 者 简 介 : 王 根 绪 , 男 , 1965 年 出 生 , 博 士 , 讲 师 。 主 要 从 事 干 旱 区 水 资 源 与 环 境 方 面 的 科 研 与 教 学 工 作 。收 稿 日 期 : 1997210218 改 回 日 期 : 1998203220图
9、1 40 年 代 以 前 的 流 域 水 系 分 布为 东 、 西 两 条 支 流 , 分 别 注 入 东 、 西 居 延 海 。 东 、 西河 受 上 游 来 水 和 洪 水 影 响 , 河 道 经 常 变 动 , 19271932 年 间 , 东 河 成 为 下 游 主 要 流 水 道 , 东 河 水 量约 占 下 游 河 水 流 量 的 90% 左 右 2 , 但 如 图 1 所示 , 东 河 道 在 东 居 延 海 附 近 分 叉 , 一 部 分 注 入 西 居延 海 , 使 西 居 延 海 始 终 是 黑 河 下 游 现 代 最 大 的 终端 湖 , 1932 年 湖 水 面 积 约
10、 有 190 km 2, 当 时 东 湖 水域 也 因 东 河 水 量 增 加 而 增 加 , 1927 年 测 得 湖 泊 最大 水 深 约 4. 12 m。 1941 年 因 人 为 堵 塞 东 河 水 口 ,使 上 游 来 水 泄 入 西 河 , 造 成 1944 1945 年 期 间 东河 水 量 干 枯 , 使 西 河 水 面 有 所 增 加 , 1958 年 测 得水 域 面 积 为 267 km 2。1944 1950 年 间 , 中 游 地 区 的 讨 赖 河 上 修 建鸳 鸯 池 大 型 水 库 , 后 于 1951 1962 年 进 行 了 整 修加 高 , 使 总 蓄 水
11、 量 达 1. 1 亿 m 3。 在 干 流 高 台 以 下修 建 马 尾 湖 平 原 水 库 , 蓄 水 量 约 380 万 m 3, 并 在山 丹 河 、 洪 水 河 等 支 流 上 大 规 模 截 引 河 水 , 使 水 系有 了 明 显 改 变 , 临 水 河 汇 入 黑 河 水 量 急 剧 减 少 , 鸳鸯 池 水 库 以 下 测 得 年 径 流 约 3. 8 亿 m 3, 并 出 现 季节 性 断 流 , 山 丹 河 、 洪 水 河 、 摆 浪 河 等 均 大 幅 度 减 少 了 汇 入 干 流 的 水 量 。 解 放 以 后 , 尤 其 在 1950 1978 年 的 28 a
12、中 , 几 乎 在 流 域 所 有 的 河 道 上 均 修 建 了 大 小 水 库 或 引 水 工 程 , 如 表 1 所 示 , 从1949 年 开 始 , 修 建 水 库 数 和 蓄 水 量 逐 年 增 加 , 在 1954 1963 年 及 1968 1978 年 两 个 时 间 , 水利 工 程 建 设 达 到 高 峰 , 分 别 建 造 大 小 水 库 33 座 和 39 座 。 截 止 1985 年 , 中 游 地 区 已 建 水 库 数 达95 座 , 其 中 尚 未 包 括 蓄 水 量 小 于 10 万 m 3 的 小 塘 坝 和 平 原 小 水 库 , 水 库 总 蓄 水 量
13、 达 3. 6 m 3, 比1949 年 增 加 20 倍 。 1985 1994 年 , 水 库 数 增 加 很 少 , 这 期 间 主 要 是 水 利 设 施 的 改 造 , 完 善 以 及渠 系 配 套 等 , 不 包 括 酒 泉 及 金 塔 两 地 , 仅 张 掖 地 区 水 库 蓄 水 能 力 增 加 了 约 2 771 万 m 3, 灌 溉 面积 达 到 15. 56 106 hm 2, 同 时 , 渠 系 建 设 也 不 断 发 展 , 1974 年 张 掖 地 区 干 、 支 渠 长 度 约 2 818. 4km , 405 条 , 其 中 高 标 准 衬 砌 达 445. 1
14、 km , 至 1994 年 , 干 支 渠 总 长 度 达 3 967. 6 km , 其 中 高 标准 衬 砌 长 度 达 2 566. 5 km。 在 20 a 中 增 加 约 6 倍 。 渠 系 水 利 用 率 从 0. 30 0. 35 增 加 到 0. 50 0. 55。表 1 不 同 时 期 黑 河 流 域 中 游 水 资 源 开 发 利 用 变 化 情 况项 目 1949 年 1954 年 1958 年 1963 年 1968 年 1973 年 1978 年 1985 年水 库 数 (座 ) 2 10 33 43 54 78 93 95蓄 水 总 量 (万 m 3) 1798
15、2549 6519 18950 20186 27885 33524 36044灌 耕 面 积 (万 hm 2) 8. 26 11. 39 13. 19 13. 45 13. 79 14. 38 15. 59 15. 65张 掖 地 区 人 口 (万 人 ) 54. 92 63. 44 75. 86 66. 23 74. 11 94. 33 98. 32 105. 12在 大 规 模 开 发 利 用 地 表 径 流 的 同 时 , 于 70 年 代 开 始 , 流 域 内 开 始 大 量 开 采 利 用 地 下 水 ,1985 年 时 , 全 流 域 已 有 机 电 井 8 735 眼 , 提
16、取 地 下 水 3. 2 万 m 3, 其 中 黑 河 干 流 上 有 6 076 眼 , 仅张 掖 地 区 有 4 843 眼 , 到 1994 年 , 张 掖 地 区 , 机 井 数 就 增 加 了 1 倍 。432 中 国 沙 漠 18 卷 上 述 开 发 的 结 果 , 使 流 域 水 系 发 生 了 根 本 改 变 , 进入 80 年 代 后 , 中 游 所 有 支 流 均 不 再 汇 水 黑 河 干 流 , 33条 支 流 相 继 断 流 , 各 自 形 成 相 对 独 立 的 灌 溉 绿 洲 (图2)。 干 流 水 量 减 少 , 尤 其 是 通 过 正 义 峡 的 下 游 泄 水 量 锐减 , 使 干 流 在 正 义 峡 以 下 呈 季 节 性 河 流 , 促
