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塔里木盆地南缘人类活动干扰下地下水的变化及其生态环境效应

来源:中国环境资源网  作者:中国自然资源学会  更新时间:2005-11-21 10:44:41   

提 要 人类活动是塔里木盆地南缘近几十年导致地下水及生态环境变化的主要因素,通过天然河道人工渠系化、平原水库建设以及枢纽工程上移,加速了地表水资源的时空再分配,从而引起了地下水空间补给变化。山前倾斜平原的补给量不断减少,而人工绿洲区地下水补给量则随地表引水量的提高不断增加。同时以天然河道渗漏补给为主转向以渠系、田间入渗为主。山前平原区地下水补给 46 年减少 26.2%,泉水削减 37.6%,溢出带下移 0.5~1.2km,进入平原荒漠区的水量减少 33%;并导致土地沙漠化及盐渍化面积不断扩大,小气候环境日趋恶劣。

关键词 人类活动;地下水;生态环境;塔里木盆地南缘

中图分类号 P641.8

文献标识码 A

文章编号 1000-3037(2001)02-0134-06

  塔里木盆地是我国最大的内陆盆地,位于盆地中心的塔克拉玛干沙漠面积约 33.76×104km2,占中国沙漠总面积的 47.2%。塔里木盆地南缘河流水系发育,地下水蕴藏丰富,有十多条较大河流均不同程度地深入到沙漠腹地,滋润着沙漠内一条条绿色廊道和盆地南缘绿洲外围天然荒漠植被。但由于深居欧亚大陆腹地,远离海洋,气候极端干旱,水资源形成条件差,地下水及生态环境对气候变化及人类活动干扰表现出少有的脆弱性,是干旱地区典型的地下水脆弱带和生态环境脆弱带。易在外界作用下由一种形态滑向另一种形态,敏感性和易变性强。纵观历史,塔里木盆地南缘的地下水及生态环境发生了巨大变化[1~3]。但地质时期及历史时期以来地下水补给条件的变化并由此造成的绿洲演化主要受河流水量变化的影响,而河流水量的变化则是依气候变化,尤其是温度变化而变化的[4]。这一时期地下水变化和绿洲演化在总体上是与气候变化具有同步性,在较长的时间尺度内,温度的变化将影响到山地冰雪融化的时间和河川径流的大小,从而对平原区地下水的补给条件造成影响。尽管塔里木盆地南缘近 40 年平均气温增高 1.4℃,降水量减少 16 mm,但气温升高促使冰雪融水量的增加保证了进入盆地的径流并没有减少的趋势[5],不足以引起盆地内水资源状况明显的变化而导致地下水条件的恶化及其对生态环境产生重大的影响。因此,人类活动干扰在现代水资源变化中发挥着主导作用,人类作为一种地质动力对地质环境及生态环境的影响范围在不断地扩展,人类与自然之间的协调已被人类对自然的“掠夺”所代替[6]。特别在干旱区,地下水对促进人类社会经济与环境的发展具有非常重要的价值,但其价值由于对人类干扰的脆弱性所毁坏,人类对地下水系统的干扰能够产生长期灾难性的、难以恢复的水文效应和环境效应。在干旱区内陆河流域,以水资源开发为中心的人类经济—工程活动所导致的水资源重新分配过程较一般地区(半干旱、半湿润区)远为强烈,不仅使河流水系的水质水量时空分布产生改变,而且强烈干扰与之有密切联系的地下含水层,进而产生诸如地面沉降、咸水入侵、地下水污染、植被退化、土地沙化和盐渍化等严重的生态环境效应[7、8]。因此,本文旨在通过研究塔里木盆地南缘人类活动及地下水的变化特征,探讨干旱地区地下水演变、环境退化与人类活动的内在联系,为区域经济持续发展和生态环境建设提供科学依据。

1 水文地质条件及地下水资源

1.1 区域水文地质条件

  昆仑山北坡塔里木盆地南缘山前平原区,构造上跨越东南坳陷与和田坳陷两大构造单元。厚达数千米透水性极弱的以砂质、粉砂及泥质岩岩组成的第三系,构成相对隔水的基底。巨厚的第四系松散堆积物,构成了辽阔而良好的储水地层。南部由单一卵砾石构成的洪积倾斜平原潜水层,大部分地区单孔涌水量 100~1000m3/d,渗透系数 1~6m/d;中部为砂砾石、中粗砂、粉细砂、亚砂土和亚粘土互层的冲积平原冲、洪积层孔隙潜水,水量丰富,单井涌水量 1000~5000m3/d。渗透系数 50~212m/d,地下水位变动带岩性以砂砾石为主,给水度 0.15~0.26;北部为风积沙漠下伏古冲积、洪积松散层孔隙潜水—承压水,在克里雅河至尼雅河之间的北民丰隆起以南,在 150m 的勘探深度内,形成两个由亚粘土组成的区域性隔水层,下部为承压水,局部承压水头略高于地面,单孔涌水量 100~1000m3/d,矿化度由小于 2g/l 微咸水演变为 4~10g/l,水化学类型为 Cl-SO4-Na 型。风积沙漠北部几乎全部为流动沙丘覆盖,风积沙厚度 10~50m,绝大部分为松散、干燥透水不含水疏干状态。自南而北岩性逐渐变细,层次逐渐增多;潜水埋深由山前的 50~150m 以上逐渐过渡到沙漠区的 1~3m 不等;水质逐渐变差,矿化度由小于 1g/l 过渡为 1~3g/l、3~5g/l,局部大于 10g/l;水化学类型以 Cl-HCO3 或 HCO3-Cl 为主过渡为以 Cl-SO4 或 Cl 为主。

1.2 地下水补给资源量

  塔里木盆地南缘山前平原区干旱少雨和强烈蒸发的气候特征,决定了降水直接入渗的补给量甚少。地下水的主要补给来自河道、渠系及田间灌溉水的入渗,其次有山区基岩裂隙水的侧向补给。和田地区山前平原区地下水补给资源为 36.784×108m3/a(表 1),其中河水、渠系及田间灌溉水入渗均是出山地表径流的重复转化,占地下水总补给量的 93.6%,而基岩裂隙水的侧向补给及降水入渗补给为与出山地表径流不重复的天然补给,仅占总补给量的 6.4%。

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