额济纳绿洲冬春月入境水量配置

来源：黑河学刊 【在线投稿】栏目：期刊导读时间：2020-08-03

董国涛（1982—），男，山东青州人，高级工程师，博士，主要从事水文水资源遥感方面的研究工作 E- 水是干旱区最关键的生态环境因子，在干旱区“有水则绿洲、无水则荒漠”，水是制约干旱区环境与经济发展的主要因素［1］。绿洲是干旱地区人类赖以生存的基础，也是干旱区经济发展的载体［2］，黑河下游有著名的额济纳天然绿洲，历史上额济纳绿洲水草丰美，林草茂盛，牛羊成群［3］。20世纪八九十年代，黑河中上游地区用水量迅速增加［4］，进入下游地区的水量逐年减少，额济纳绿洲出现一系列生态环境问题。从2000年开始，国家决策实施黑河流域水量统一调度。2008年起，黑河流域管理局开展了生态水量调度的探索与实践，生态水量调度针对的是全年关键调度期的水量，而未充分考虑冬春月（11月至翌年3月）水量。黑河额济纳绿洲以胡杨以及灌木、草本为主。乔木、灌木一般3月下旬至4月初芽开始萌动，植物种子萌发期和幼苗期对水分条件十分敏感，因此4月是额济纳绿洲需水的关键期［5］。冬春月来水量相对大而集中，目前对冬春月进入额济纳绿洲的水量尚未进行充分研究和分区配置，为了增强冬春月水量配置效果，开展冬春月额济纳入境水量研究和水量配置具有重要意义。生态水量调度是一个多角度、全方位、一体化的系统工作，应掌握植物需水情况、需水规律、适宜水量等。国内学者近期对黑河生态调度和生态需水进行了实践和探索，姜珊等［6］开展了额济纳绿洲主要植被胡杨林和红柳林及东居延海生态需水量计算；李强坤等［2］提出了计算干旱区天然植被生态需水量的方法，通过6种方案的对比分析，给出了2010年额济纳绿洲恢复方案；郭巧玲等［7］将额济纳绿洲划分为不同区域，计算了额济纳绿洲植被生态需水量，研究了在现状流域水量分配方案下，绿洲生态缺水量；司建华等［5］通过对额济纳绿洲地下水位时空动态变化过程、天然植被耗水过程及水文过程的研究，确定了绿洲生态需水关键期；王道席等［8］研究了黑河中下游地区生态需水规律，阐述了生态水量调度模式和调度措施，总结了生态水量调度的效果；孙雅琦［9］将黑河下游绿洲核心区划分为4个生态片区，分析计算了各生态片区适宜的分配水量，提出了丰、平、枯水年东河、西河分水比例。以上研究主要集中在额济纳绿洲生态需水量计算方面，很少有额济纳绿洲生态水量配置方面的研究，几乎没有涉及冬春月额济纳入境水量和水量配置方面的研究。据计算，实施黑河水量统一调度以来，冬春月额济纳入境水量可达2.21亿m3，这部分水量很可观。因此，基于额济纳绿洲生态需水量，提出了冬春月额济纳绿洲水量配置方案，以期为黑河下游冬春月水量配置提供技术支撑和参考。 1 研究区概况黑河是我国西北地区第二大内陆河，有东、中、西3个独立的子水系。东部子水系即黑河干流水系，全长928 km，出山口莺落峡以上为上游，莺落峡至正义峡为中游，正义峡以下为下游。额济纳三角洲地处黑河下游地区，位于我国西北干旱区腹地，属典型的大陆性气候区。该区多年平均降水量34.5 mm，多年平均水面蒸发量为1 444 mm［10］，属于极端干旱区，生态环境极其脆弱。黑河是进入该区唯一的河流，从正义峡流经鼎新、东风场区到达狼心山，经过狼心山后分为东河、西河并进一步分叉形成多条支流。三角洲南北跨度170 km，南抵鼎新绿洲，北到西居延海和东居延海，东西宽约80 km，面积约1.1万 km2，其中绿洲面积2016年约2 150 km2。绿洲植被主要分布在额济纳旗三角洲中心的东河、西河及19条支流的河漫滩上，特别是东河下游大量分叉形成了河岸绿洲的核心区域（见图 1）。 2 数据来源与研究方法 2.1 数据来源研究采用的莺落峡水文数据系列为1948—2017年实测流量，狼心山水文数据系列为黑河水量统一调度以来（2000—2017年）实测日流量。在进行计算时，根据日流量换算出月径流量和年径流量。黑河下游额济纳绿洲生态需水量从以往研究成果及相关文献资料获得（见表1）。表1 额济纳绿洲生态需水量? 图1 额济纳三角洲河网分布及生态分区 2.2 研究方法 2.2.1 狼心山入境水量选取莺落峡1948—2017年径流资料，分析该系列径流特征可以发现，该水文系列包括典型枯水年（1959—1979年）、平水年（1980—2002年）和丰水年（2003—2016年），且有周期性变化规律，整个系列为一完整周期，具有一定代表性。计算莺落峡1948—2016年平均径流量及变差系数，采用P-Ⅲ型频率分布曲线进行配线，利用同频法计算不同保证率莺落峡来水量。利用数理统计方法，统计黑河水量常规调度以来（2004—2017年）莺落峡和狼心山年径流量及狼心山冬春月径流量；采用相关分析法建立莺落峡与莺落峡至狼心山区间耗水之间的关系，从而计算不同保证率下狼心山年入境水量；通过统计分析狼心山年入境水量