摘要:窟野河流域为黄土高原水蚀风蚀交错区典型流域,本研究以此为研究对象,运用基流分割的方法估算得出窟野河流域河川的基流量,并分析得出窟野河流域河川的基流量的变化趋势,同时探究窟野河流域河川基流量演变的驱动因素,主要包括气候变化和人为影响。本研究的研究结果对水资源评价、水保措施布设、合理进行流域生态环境建设等流域问题都具有长远的借鉴意义。
关键词:基流量;变化趋势;驱动因素
引言
当代在社会上,可持续发展的研究的重要内容和核心问题是“环境、资源、发展和人口”。要实现社会经济和人类生存的可持续的发展,就要以较好的生态环境和永续利用自然资源,作为基本的物质基础。但是,目前人类对于自然资源的不合理的开发,使得当代社会的可持续发展产生严重的问题。所以当代社会能够牵制各国的可持续发展这一战略性问题,就是如何处理好环境建设、资源开发和经济发展这三方面关系。
一、窟野河流域河川基流量变化趋势
窟野河流域为黄土高原水蚀风蚀交错区典型流域。由于水蚀风蚀交错出现,黄土高原的生态环境非常脆弱。所以黄体高原是黄河中泥沙的最主要的来源地。窟野河流域的河川基流指的是由窟野河流域的地下水给予窟野河流域的河川的补给的水量大小。在非汛期的情况下,窟野河流域的河川和径流的主要组成部分是窟野河流域的基流。日常情况下,窟野河流域的河川和基流的流量基本上稳定,能够起着重要的作用,比如维持窟野河流域的生态系统稳定健康。最近,由于窟野河流域的气候变化和窟野河流域的不适合的人类活动,窟野河流域的河川基流量有了很大程度上的减少,使得窟野河流域的湿地减少和草场退化以及湖泊萎缩甚至是黄河断流等问题出现的很频繁,约束了窟野河流域生态环境建设和经济发展。
窟野河流域全年以及非汛期和汛期的 7 个时段基流量均表现出减少趋势,全年变化斜率达-0.626 mm/a,夏季窟野河流域的基流量下降最大,为-0.216 mm/a,秋季、春季和冬季,为-0.166、-0.166、-0.0506mm/a。本研究将水文序列分为三个时间阶段,包括基准期、水土保持效应期和煤炭开发期。
据本研究对于窟野河流域的研究发现,在 1980 和 1996 年,窟野河流域内全年的基流量产生了两次相对较大程度上的突变。本研究采用的曲线分析体现出,与窟野河流域的基准期(1959-1979 年)相较,窟野河流域的水土保持的有效期(1980-1995年)的日基流量在5.1%,50.2% 和 95.6%的频率上产生的对应的减少率为 30.2%,38.5% 和54.6%,窟野河流域的煤炭开发期(1996-2005 年)的日基流量在 5.1%,50.2% 和 95.6%的频率上产生的对应的减少率为57.4%,68.5% 和 100%。由此可见,窟野河流域河川基流量变化呈现减少的趋势。
二、窟野河流域河川基流演变驱动因素分析
窟野河流域内储藏着非常丰富的气田和煤田等多种矿产资源,在西部大开发中占有非常重要的位置。最近这几年,在国家和人民的重视下,气田和煤田的开发利用建设获取了非常大的成就。随着窟野河流域内的基地,比如能源化工基地,这些基地不断建设和发展,当前窟野河流域的水资源极度缺乏,制约了当地社会经济和生态环境和的可持续发展。窟野河流域的水资源重要组成部分就是河川基流,因此河川基流在维持窟野河流域的生态系统的健康起到非常重要的作用。
最近几年来,随着窟野河流域内经济建设的发展,窟野河流域的水资源极度缺乏,有时甚至会出现窟野河河水断流的现象,威胁到窟野河流域的经济与生态环境的可持续发展。本研究在前一部分仔细的分析窟野河流域河川基流变化趋势基础上,研究了窟野河河川基流量发生变化的较大的驱动因素,包括人类活动和气候变化这两方面。本研究可以为窟野河流域的永续利用水资源和生态环境的建设提供借鉴。
在窟野河流域,经过研究得出,能够引起窟野河流域的基流量产生效应变化的有自然因素和人为因素,自然因素和人为因素这两方面成为了探究窟野河流域的基流量发生变化的两大最重要因素。就较短的时间来说,窟野河流域中的自然条件基本上不会发生很大的变化。窟野河流域中的自然条件主要包括地质地貌和土壤性质以及地面组成物质,但是窟野河流域的河川基流量出现了逐年明显减少的基本趋势。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆非常明显,窟野河流域的河川基流量出现了逐年明显减少的基本趋势与窟野河流域的气候变化和人类日常的生活和活动密切相关。
2.1气候变化
本研究中对于窟野河流域的气候变化主要探讨窟野河流域两个主要的原因,包括窟野河流域的降水量和窟野河流域的潜在的蒸散发量。在窟野河流域,地表的径流最主要来源是降水,窟野河流域的降水是窟野河流域的地下水的最主要的来源。在基本的自然情况之下,窟野河流域的基流量以及窟野河流域基流量的在时间上的分布与窟野河流域的降水情况有非常密切的相对应的关系,特别是处在干旱和半干旱这样的地区,窟野河流域的降水的只要发生微弱的变化,就会反映到窟野河流域的径流的变化中。本研究研究出窟野河流域的3个阶段年基流量和年降水量的具体的详细的统计值,分析出窟野河流域的降水量与窟野河流域的基流量的相同变化性。窟野河流域这3个时期,包括基准时期和水土保持时期以及煤炭开发时期,这三个时期的窟野河流域基流量多年基本的平均程度的降雨量为416.10 mm、376.03 mm 和 359.31 mm,多年平均程度上的窟野河流域基流量分别为33.612mm、21.436 mm 和 11.436 mm。同窟野河流域基准期相较,窟野河流域的水土保持时期和窟野河流域的煤炭开发时期的基本降水的数量减少40.076mm和54.796mm,窟野河流域的基流量的数量减少 数字是12.186mm和22.186mm,在很大程度上体现了窟野河流域的降水量减少,导致窟野河流域的基流量的减少。
本研究对于窟野河流域的降水量和窟野河流域的潜在的河水的蒸散发量的变化发展的趋势和发展变化的时间进行研究。得出的结论是,窟野河流域的降水量出现较小程度上的降低,但是窟野河流域的降水量没有体现出基本的显著性,窟野河流域的降水序列的突变点不存在。虽然窟野河流域的潜在程度上的蒸散发并不能体现窟野河流域内的在实际上的蒸散发量,但是窟野河流域潜在程度上的蒸散发量在某些程度上体现了窟野河流域内气候的变化。据本研究的研究发现,潜在程度上的蒸散发量出现明显的减少,由此,本研究推论出窟野河流域的潜在程度上的蒸散发对窟野河流域的基流量的减少趋势的有较小的影响。
2.2人为因素
人类活动对窟野河流域的径流有着深远并且广泛的影响,并且这种影响的严重性与日俱增。由于窟野河坐落在黄河中部,水土流失非常严重,同时窟野河流域是能源和化工的产业基地,1980年窟野河流域开始开发矿产等资源,1990年对于窟野河流域的矿产开发呈现加大的趋势。人类活动使窟野河流域的水循环发生变化,影响了窟野河流域的河川基流量的变化。本研究主要研究的人类活动包括煤矿等资源开采、过量开采地下水和水利工程等。
造成流域河川基流量减少的主要原因是煤矿等的资源开采。由于窟野河流域内生态环境较为脆弱,而且窟野河流域的含水层基本上在煤层上面,所以对于窟野河流域进行大量煤炭开采,会造成泉流干枯和地下水位下降以及河流断流等问题的产生。
窟野河流域基流量下降的原因是窟野河流域内地下水的开采量增加和引水量的增加。在窟野河流域水流量总量一定的条件下,窟野河流域的地下水如果开采量增大,则会导致窟野河流域的地下水向两侧排泄量减少,窟野河流域的河川基流量减少。另一方面,窟野河流域范围内是重要能源和化工基地,开采地下水和依河取水等人类活动发生较为频繁。
水库、塘坝、沟渠等都是窟野河流域内的水利工程,修建并且使用这些水利工程,导致窟野河流域下垫面情况发生明显的变化,对于窟野河流域水量的平衡有很大程度上的影响,从而使得窟野河流域的河川基流量发生时空分配上的变化。
三、结论
在当前形势下,探究窟野河流域的研究不少,大部分对于窟野河的研究集中在泥沙和径流还有水沙等的运行规律上。有关部门几乎没有关于对保持生态系统运行健康有着意义的窟野河的河川基流的文献和报道。窟野河流域河川基流量变化呈现减少的趋势。气候变化和人类活动使得窟野河流域的河川基流量呈现减少的趋势。
参考文献:
[1] 雷泳南.窟野河河川基流量变化趋势及其驱动因素[J].生态学报.2013-03-08.
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[3] 乔林伟.窟野河流域(陕西段)水环境容量研究[M].西北大学.2016-04-12.
论文作者:薛晓霞,蔡蕾,薛小龙
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/4
标签:河流论文; 河川论文; 流量论文; 降水量论文; 地下水论文; 生态环境论文; 径流论文; 《基层建设》2017年第27期论文;