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1、贺兰山地区水文分析762008年第1期宁夏农林科技贺差弛臣水支分衍吕梅花(宁夏水文水资源勘测局银川分局,宁夏银川750001)摘要:分析了贺兰山地区自然环境概况,降水,蒸发,径流,历史暴雨洪水的情况,对贺兰山地区水资源要素有了一个比较全面的了解,提出了造成生态环境问题的原因及建议.关键词:贺兰山;水文分析;降雨量;蒸发;径流中图分类号:TV21;P33文献标识码:A文章编号:1002204X(2008)01007602贺兰山位于自治区西北部,是宁夏与内蒙古的界山,现为国家级自然保护区.贺兰山山体走向为北东30.,分水岭偏于山体东侧,顶面平坦,面坡斜面不对称,平坡平缓,沟谷比降小,东坡陡峭,沟谷
2、比降大.山体绵延近200km,以沙巴台宗别立一线的正义关断裂和元山子营盘山断裂为界,分为北,中,南(南段不在自治区境内)3段.北段山幅宽60余公里,海拔在2000m以下,在长期物理风化作用下,形成别具一格的球状风化地貌;中段为贺兰山主体,海拔在3000m左右,最高峰敖包疙瘩海拔在3556m,中段地貌具有明显的垂直分带,海拔2000m以下为干燥剥蚀山地,31OOm以下为寒冻作用山地.贺兰山区是宁夏北部的低温带和降水中心,年平均气温为8C,年均降水量为430mm,为宁夏主要林业基地之一;同时,亦是引黄灌区西部的天然屏障,有阻挡寒流,风沙的作用.东麓有山洪,威胁沿线渠道,农田,公路,铁路等安全.1降
3、水1.1降水量年际变化贺兰山地区多年平均降水总量为7.66亿立方米,平均年降水量238mm,比黄河流域平均值478mm少50%.贺兰山地区多年平均年降水出现两个降水量高值区,中心雨量分别为400mm和250mm以上,地点分别在最高峰敖包疙瘩和红呆子沟沟脑附近.年降水量在400mm以上的半干旱地区面积为47.5km,占总面积的1.5%,年降水量在400mm以下的干旱地区占总面积98.5降水量地区分布由西向东递减,西侧高山区的降水量与东部倾斜平原的降水量相差2倍多,实测最大年降水量627mm(1975年,高山气象站)与最小年降水量47.6mm(1972年,大武口站)相差13倍.降水年内分配很不均匀
4、,降水主要集中在7.8,9三个月.连续最大4个月降水量大多出现在69月,占年降水量的70%以上.年降水量变差系数Cv为0.350.40.分析站极值比最大的是大武口站,达7.4,极值比最小的是西沟门站为3.0.1.2年降水量与高程的关系由实测资料分析可知,地形对降水有明显的影响,高山形成了高雨区,迎风坡大于背风坡(以迎水气来源的山坡为迎风坡),贺兰山的迎风坡苏峪口站多年平均降水量291.6mm,其海拔高程1440m,高山气象站年降水量为426.1mm,其海拔高程2990m,二者年降水量相差131.5mm,即海拔平均每升高1OOm,降水量增加8.5mm,按相同高程比较,背风坡的年降水量均为迎风坡的
5、70%左右.1.3降水量丰枯变化为了解年降水量随时间变化的规律,在贺兰山中段,北段,选苏峪口,高山气象站,西沟门,石炭井4站较长系列单站资料进行分析,以10年为1个时段并分别计算1个均值,苏峪口,西沟门两站1951-1960年时段降水量均大于多年平均值,因此,50年代降水量是偏丰的;60年代只是苏峪口站,石炭井站降水偏枯;70年代4站降水量接近多年平均值,为平水时期;80年代4站降水量均小于它们的均值,故80年代为枯水时期;90年代4站降水量接近多年平均值,故为平水时期,石炭井站90年代降水量是偏丰的.=圭IT,.反2.1水面蒸发经统计分析计算,贺兰山地区多年平均蒸发量在1230mm左右.海拔
6、12O01500m地区平均年水面蒸发量为1200mm左右,采用E601型蒸发器值,贺兰山高山区平均年水面蒸发量为800mm左右.水面蒸发量变化趋势与年降水量相反,降水量大的地区,水面蒸发小,并随高程的增加而减小.水面蒸发的年际变化较小,一般不超过20%:年内变化大,其随各月气温,湿度,日照,风速而变化.l1月至次年3月为结冰期,蒸发量小.水面蒸发量最小月一般出现在气温最低月份12月和1月.夏季气温高蒸发量增大,各站多年平均最大水面蒸发量多数出现在6月,个别站出现在5月.56月份水面蒸发量最大,910月随气温的下降水面蒸发逐渐减少.2.2陆地蒸发陆地蒸发量的变化趋势,走向与年降水量相似,降水量大
7、的地区,陆地蒸发值相应也大,山地大于丘陵.贺兰山地区高值中心值约为300mm,贺兰山东麓陆地蒸发值基本与年降水量接近.3径流3.1径流的地区分布贺兰山地区径流分布不均匀,中部径流大,南北段径流小,就苏峪口沟,汝箕沟,大武口沟而言,苏峪口沟平均年径流深为36.9mm,汝箕沟平均年径流深为50.1mm,大武口沟平均年径流深收稿日期:20070627宁夏农林科技为20.Omm,以上值均采用19932005年平均值,径流深愈大,降水所产生的径流也愈大.3.2径流的年际年内变化贺兰山地区径流主要由降水补给,70%以上的降水集中在汛期6-9月份;11月次年3月份,径流量较小,7-8月份径流量最大.多年平均
8、径流量为O.705亿立方米,多年平均径流深为26mm,其分布特点为中部径流大,南北段径流较小.径流的年际变化大,如苏峪口沟最大为1998年468万立方米,最小为1999年84万立方米,相差5.6倍,汝箕沟最大为1998年745.6万立方米,最小为2001年163.2万立方米,相差4.6倍:大武口沟最大为1994年2057万立方米,最小为1993年756万立方米,相差2.7倍.此外,径流的年际变化,具有明显的丰,桔交替变化特点,在流域下垫面条件一致的情况下,年径流量大小与年降水量大小变化有密切的关系.2008年第1期774历史暴雨洪水发生情况4.1贺兰山75804暴雨洪水75804贺兰山暴雨系1
9、975年8月4日23时至5日9时发生在宁夏青铜峡灌区永宁县以北,东经1O5.4O1O7.00,北纬38203930的一场大暴雨.此次暴雨具有典型的干旱地区特性,即历时短,强度大,中心多,其中心雨量为212.5mm(7h211.5mm),是该地区有观测记录以来的最大实测值,暴雨区集中在贺兰山东麓各沟沟口以上到分水岭附近.由此所形成的各沟洪峰流量在近百年中排第二,第三位.50mm以上雨区遍及小口子以北整个贺兰山东麓,1OOmm以上的雨区自南向北由近分水岭的山地逐步下移至沟口地带,如汝箕沟口,大武口一带,笼罩面积达1380km,降水量近1.7亿立方米,是这次暴雨的主要产流区.4.2贺兰山98520暴
10、雨洪水,贺兰山98520暴雨范围主要为贺兰山自榆树沟以北至大武口沟地区,暴雨中心在拜寺口,苏峪口,贺兰山口及金山乡一带,在龟头沟还形成了一个较小范围的暴雨中心,降水分布以大水沟为界呈南边大,北边小,降雨量在30mm以上笼罩面积约1365km.贺兰山98520暴雨强度大,且持续时间长,暴雨中心苏峪口站最大3h降雨量146.4mm,6h降雨167.8mm,从短历时雨量记录对比表看到98520暴雨中心苏峪口站各时段雨量均突破该站历史记录,仅次于84801小口子记录.暴雨中心苏峪口站最大1h点雨量重现期为3O年一遇,最大3h点雨量重现期13O年一遇,最大6h点雨量重现期100年一遇.流域最大1h雨量重
11、现期为2O年一遇,3h雨量重现期为8O年一遇,6h雨量重现期为5O年一遇.5结论及建议通过对贺兰山地区水文分析,使我们对贺兰山地区水资源要素有了一定的深入了解,如年降水量的地区变化,时空分布,年际年内变化,水面蒸发,陆地蒸发,干旱程度以及贺兰山东麓代表沟道年径流量变化,历史暴雨洪水发生情况.在此次分析中我们也发现了一些有关贺兰山地区的生态环境问题,其主要有:水土流失,土地沙化,植被退缩等.造成以上生态环境问题的原因是多方面的,主要有自然因素和人为因素(自然因素:局地暴雨洪水引发泥石流,水土流失,气候干旱少雨多风造成植被退缩,土地沙化等;人为因素:贺兰山东麓采矿,采石诱发土地沙化,滥牧使植被遭受
12、破坏).因此,为改善贺兰山地区的生态环境问题,有如下建议措施:1)在自然保护区实施封山禁牧,使贺兰山沿山及东麓地区林草得以恢复,野生动物数量增加,加强人工林草建设和自然保护工作.2)分布在贺兰山的地下水是银川市重要的后备水源,可用于城市供水或少量的生态用水,不宜作为农业灌溉用水,此外开发利用地表水,应考虑给野生动物留一定水源.3)为加强自然保护区生态环境建设,建议在保护区建立中长期水文监测体系(具有代表性的区域),以更好地服务于自然保护.责任编辑:李晓瑞(上接第75页)该技术实施后,节约的-5分水量可以用于生态用水,对改善灌区发挥重要作用,可有效提高农业综合生产能力,增加农民群众收入,对促进社
13、会主义新农村建设具有十分重要的意义:可以提高水的利用率,减少不必要的水量损失,有利地遏制项目区生态环境中渠道渗漏严重,下游无水告早等灌溉上的恶性循环,解决项目区发展的水环境问题,促进地方经济的发展:农,林,牧用地结构的合理搭配,将使灌区的农业生态系统大为改观,发挥明显的保水,保湿,保肥效益,有利于建立新的农业生态系统.经济效益:每年可节约水量147.6万立方米,每年可节约水费开支2.88万元,每年分摊灌溉净效益为45.73万元.社会效益:该技术的实施,可有效提高项目区灌溉保证率和渠道输水,控水能力,改善项目区656hmz农田灌溉条件,为今后当地农业产业结构调整,节水灌溉技术,农业增效,农民增收
14、创造有利条件,对确保上下游均衡受益和合理调配水资源具有积极作用.同时示范推动永宁县小型水利工程管理体制改革及节水灌溉工作.对保障社会稳定,促进社会主义新农村建设和构建和谐社会具有重要意义.生态效益:该技术在项目区应用后,可减少灌溉水量渗漏,降低地下水位,减少土壤次生盐渍化,有利于作物生长,促进植被的生长成活率.同时,通过节水灌溉措施,使项目区灌溉面积增加,植被覆盖面积扩大,可改善当地及周边地区的生态环境.4结论实践证明:征沙渠地区渠道采用砼砌护薄膜防渗的技术是可行的,也是必要的,对高垫方灌溉渠道有推广价值,可以起到明显的节水作用.参考文献:1房宽厚,赖伟标.农田灌溉与排水.北京:水利电力出版社,19932冯跃志,等.灌溉与排水.中央广播电视大学出版社,2004责任编辑:李晓瑞