伊吾河流域水文情勢變化分析

(新疆哈密水文勘測局，新疆 哈密 839000)

伊吾河流域水文情勢變化分析

王凱

(新疆哈密水文勘測局，新疆 哈密 839000)

伊吾河處在我國新疆哈密地區(qū)，地理位置特殊，水資源開發(fā)潛力巨大。但長期存在區(qū)域發(fā)展水平低、技術(shù)水平落后、水資源未充分利用和缺乏科學(xué)理論依據(jù)等問題。通過對伊吾河流域氣候條件、水質(zhì)變化趨勢、水源特征及水文特征進(jìn)行分析，對伊吾河流域多年來的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總?；菊莆樟嗽摿饔蛩恼舭l(fā)、降水和徑流變化、洪水形成和變化規(guī)律以及泥沙含量等狀況。分析結(jié)果對科學(xué)利用水資源提供了理論依據(jù)與技術(shù)支撐。

伊吾河；水文情勢；變化分析；地下水

1 伊吾河流域地形概況

伊吾河處在我國新疆哈密地區(qū)，地理位置特殊，不僅水質(zhì)未受污染，因其特殊的地理環(huán)境，還具有巨大的潛力等待挖掘。伊吾河水源來自天山，有巨大的冰川作為水源，故有豐富水源，水質(zhì)清澈，加上遠(yuǎn)古時期各種火山巖的滲透，更是給這段流域的水源賦予了無窮的魅力。伊吾河流域周圍有多個行政區(qū)，基于其地理位置的特殊性，這幾個行政區(qū)不到兩萬人就包容了多個少數(shù)民族，并且民風(fēng)淳樸，工業(yè)污染極少。伊吾河流域土地肥沃，肥沃的土地更是哺育了大量牲畜。雖然伊吾河流域現(xiàn)在尚不發(fā)達(dá)，早在六十多年前年前，我國就認(rèn)識到了伊吾河的發(fā)展?jié)摿?，在伊吾河流域設(shè)立了水文站，為當(dāng)?shù)卣_發(fā)利用伊吾河流域的水資源積累了豐富的基礎(chǔ)資料以及水文數(shù)據(jù)，不僅對伊吾河流域的水源水質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)的勘察，幾十年來，不斷記錄伊吾河流域的水位、流量、降水、氣溫、蒸發(fā)等水文資料，為當(dāng)?shù)卣_發(fā)和利用伊吾河做出了重要鋪墊。

多年的研究調(diào)查表明，伊吾河上游積雪和水流之間的相互轉(zhuǎn)化非常有利于伊吾河流域的開發(fā)利用，此外，伊吾河蒸發(fā)量大于降水量，整體氣候較為干燥。

2 伊吾河流域氣候特征

海拔與下墊面是影響伊吾河流域氣候的兩個因素，體現(xiàn)為北坡高山區(qū)、中部低山帶與北部淖毛湖一帶因下墊面條件與海拔的不同而導(dǎo)致降水量、氣溫等氣候環(huán)境的不同。詳細(xì)數(shù)據(jù)為：北坡高山區(qū)平均氣溫為-5.0℃～-6.0℃，年降水量為200～500 mm，水面蒸發(fā)量大于1 200 mm；中部低山帶沒有明顯的季節(jié)之分，年平均氣溫3.5℃～6.0℃，年降水量為60～90 mm，蒸發(fā)量為1 300～1 400 mm；北部淖毛湖地區(qū)屬于極度干旱區(qū)，其干旱指數(shù)可達(dá)到184.0，年平均氣溫在7.5℃～9.8℃。在夏季，最高氣溫可以達(dá)到40.0℃～43.5℃，冬季最低氣溫可達(dá)到-31.0℃～-33.9℃，年平均降水在11.5～40 mm之間，年水面蒸發(fā)量可以達(dá)到2 500 mm，多大風(fēng)天氣，無霜期。總結(jié)來說，年較差較大，年降水量小且季節(jié)分配不均勻，主要集中在夏季，冬季最少，蒸發(fā)量受春秋大風(fēng)天氣影響為最多。

3 伊吾河流域水質(zhì)變化分析

河流的水質(zhì)在很大程度上決定了河流開發(fā)利用的方向，對此，哈密水文勘測局水環(huán)境分中心已經(jīng)嚴(yán)格依據(jù)國家各項水質(zhì)監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)對伊吾河流域的水質(zhì)進(jìn)行了全面的分析評價，依據(jù)地表水的使用標(biāo)準(zhǔn)，對水中各種元素的含量進(jìn)行了詳細(xì)的檢測，并且對比養(yǎng)殖用水和飲用水的標(biāo)準(zhǔn)對伊吾河流域的水質(zhì)進(jìn)行了深入研究。pH值以及各項元素實驗數(shù)據(jù)表明，伊吾河地表水水質(zhì)較好，沒有污染跡象。雖然伊吾河流域的水質(zhì)較好，隨著季節(jié)的變化，水質(zhì)也會出現(xiàn)一些差異性。哈密水文勘測局伊吾水文站對伊吾河的觀測進(jìn)行了很多年，對比分析這幾十年的水質(zhì)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，伊吾河流域水質(zhì)隨時間和季節(jié)的變化具有一定規(guī)律性。首先，離子含量隨汛期進(jìn)行規(guī)律性起伏變化，在汛期會降低到最低值，且其汛期一般發(fā)生在春季和秋季。相反，有機物的濃度會在洪水期出現(xiàn)峰值，無洪水時降到最小值。但這種水質(zhì)的變化多年來都呈現(xiàn)出規(guī)律性，而且變化較為穩(wěn)定，都在可控范圍以內(nèi)，并不影響對伊吾河流域的開發(fā)利用。

4 伊吾河流域的水源特征

4.1 地下水

伊吾河流域有三大盆地，是地質(zhì)構(gòu)造作用造成的，而實際上，這三個盆地可以說是三個地下水庫，可以很好地儲存地下水，起著重要的調(diào)控作用。洪水沖擊作用形成的沖積扇組成了伊吾山間盆地，因為是洪水沖擊而成，沖擊物堆積成了厚厚的砂卵礫石層。地下水并不深，屬于潛水，并且結(jié)構(gòu)單一，但是在沖積扇扇緣區(qū)存在二元結(jié)構(gòu)。地下水深度南邊深、北邊淺，有很強的富水性，據(jù)縣奶牛場水井相關(guān)資料，地下水位深約28 m，而自來水廠水位1.56 m，單位涌水量奶牛場比自來水廠多。并且水質(zhì)屬于低礦化型水。葦子峽洼地含水層厚度由北至南從厚變薄，巖層主要由卵礫石與砂礫石組成，據(jù)相關(guān)資料顯示，單井出水量達(dá)到約1 210 m3/d，水位降深2．5 m，單位涌水量為6．34 L/s·m，礦化度為0．3～0．4 g/L，水質(zhì)同樣為低礦化型水。伊吾河自葦子峽山口流入淖毛湖盆地，因此形成了面積較大的沖積扇、沖積平原。在沖積扇上，含水層厚度由深到淺，巖層主要由砂卵石與砂礫石組成。據(jù)以往資料顯示，第四系厚度約68 m，下面緊挨著第三系泥巖，地下水深度約4．86 m，水位下降1．05 m，單井出水量276．7 m3/d，單位涌水量2.5 L/s·m。在該泥巖層下邊的砂巖、礫巖層含水層、承壓水位埋深約39．28 m，降深6．7 m，涌水量20．95 m3/d，單位涌水量0．05 L/s·m。礦化度0.3 g/L，水化學(xué)類型為HCO3·SO4—Na·Ca型水。往北部走到淖毛湖鎮(zhèn)一帶，自西向東潛水埋深6.98～3．27 m，單井出水量463．6～545．5 m3/d，降深1．74～1．34 m，單位涌水量3．05～4．64 L/s·m。下部承壓水水位埋深4．01～3.1 m，降深9．46～22．92 m，單位涌水量0．42～0．06 L/s·m。礦化度為0．21～0．7 g/L，水化學(xué)類型為HCO3·SO4—Ca·Na和HCO3·SO4—Mg·Ca型水。在淖毛湖鎮(zhèn)一帶，采用潛水—承壓水混合開采，水位埋深5．14 m，水位降深8．89 m，單井出水量214．3 m3/d，單位涌水量2．81 L/s·m，礦化度0．23 g/L，水化學(xué)類型為HCO3·SO4—Ca·Na型水。

4.2 水文形式

伊吾河的發(fā)源地是哈爾里克山，水源補給主要靠高山冰雪融水、夏季降水與基巖裂隙泉水，在伊吾河山間盆地周圍形成了很多長年性流水溝，自南向北流出哈爾里克山的山口，并在伊吾縣城東北方向匯合成了伊吾河，之后穿過葦子峽口處流進(jìn)淖毛湖盆地。據(jù)相關(guān)資料顯示，伊吾河平均徑流量為7 025×104m3。在河流形成過程與徑流過程中，存在著地表水與地下水的多次轉(zhuǎn)化關(guān)系。詳細(xì)來說，哈爾里克山山口是第一次轉(zhuǎn)化的地方，北部的伊吾山間盆地區(qū)域水系比較多，并且其流量受到季節(jié)、氣溫、降水等因素的影響，具有不穩(wěn)定性，因此具有間歇性的水文特征。河流支流在流出山口后依然存在于伊吾山間盆地中，加上盆地內(nèi)巖層松散，沉積層比較厚，并且?guī)r層巖石顆粒大，很大部分河水因此下滲補給了地下水。在地下徑流流至盆地北部的過程中受到山體阻擋，導(dǎo)致徑流以泉水出露的形式轉(zhuǎn)化成了地表水，并且與河水匯集后穿過出山口時，一大部分河水流至葦子峽盆地，這也是第二次轉(zhuǎn)化，這時候地表水又轉(zhuǎn)化成了地下水。在葦子峽口處再次受到山體阻擋，以泉水形式溢出變成地表水，至出山口處后流入淖毛湖盆地，除了一部分河水被用于灌溉水之外，其余都下滲至淖毛湖盆地松散沉積巖中，這樣的徑流轉(zhuǎn)化過程，導(dǎo)致伊吾河出現(xiàn)“明流變潛流，潛流再變?yōu)槊髁鳌边@樣地表水、地下水兩種水流三次轉(zhuǎn)化的水文特征。

5 伊吾河流域的水文特性

5.1 徑流變化規(guī)律分析

伊吾河流域的徑流隨季節(jié)發(fā)生著規(guī)律性的變化，夏季最大，冬季最小，冬季和夏季相差有百分之十以上。但總體來說，徑流變化相對穩(wěn)定。關(guān)于徑流的年內(nèi)分配問題，伊吾河流域的徑流水源主要來自高山冰雪融水、季節(jié)性積雪融水以及降水。平原地區(qū)是徑流失散區(qū)，因為在該區(qū)域，降水基本被蒸發(fā)。只有極少部分降水能夠匯入伊吾河。山區(qū)是徑流的匯成區(qū)。因為山區(qū)面積差不多占到了流域總面積的二分之一，有大量的冰川融雪進(jìn)行補給。另外，流域內(nèi)下墊面與氣候的特殊性，反而使得伊吾河年內(nèi)徑流更加穩(wěn)定。據(jù)相關(guān)資料顯示，一年之內(nèi)除了7至8月份受降水以及高溫天氣的影響，剩余月份穩(wěn)定性都比較強。

氣溫與降水是影響流域豐枯的兩個重要因素，據(jù)相關(guān)資料顯示，伊吾河多年平均年徑流量為0.676 5×105m3，在1999年，最大年徑流量達(dá)到1.157×109m3，在1957年，最小年徑流量為達(dá)到0.484 8×108m3，并且伊吾河徑流量最大集中在夏季，其他時間相對穩(wěn)定些。

5.2 洪水形成及變化規(guī)律分析

伊吾河洪水形成主要受三個因素的影響，如果只是融雪形成的洪水，水位漲落比較慢，但是時間長，而由于暴雨導(dǎo)致的洪水，因為降水強度比較大，所以水位漲落快，但是相對時間短，并且洪峰時攜帶泥沙量大。而暴雨冰雪型洪水是以上兩種的混合。伊吾河洪水主要類型是暴雨冰雪混合型并且出現(xiàn)在夏季，由于分洪治洪措施不完備，導(dǎo)致洪水給河流沿岸的居民帶來了嚴(yán)重的威脅，交通水利等基礎(chǔ)設(shè)施受到嚴(yán)重破壞，田地、居民住宅、公路等等不同程度地被洪水沖毀，給沿岸居民帶來了嚴(yán)重的損失甚至威脅到了生命安全。

5.3 流域泥沙問題分析

泥沙是衡量一處水域水文條件的重要指標(biāo)之一，能反映當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境水平，與當(dāng)?shù)厮亮魇栴}息息相關(guān)。雖然伊吾河流域水質(zhì)較好，但當(dāng)?shù)氐哪嗌硢栴}不容樂觀，尤其在伊吾河流域的中下游地區(qū)，土壤的巖石特征明顯，植被覆蓋率較低，不能很好地防止水土流失。遇到汛期，會有大量泥沙被裹挾，混入河水，最嚴(yán)重時一些區(qū)域的河水含沙量會到達(dá)每m3近三百斤。但并不是所有區(qū)域的河水含沙量都極高，伊吾河流域也會有一些含沙量低的河段。

6 結(jié)語

近幾年來，國家和哈密地區(qū)都在出臺各種政策保護(hù)伊吾河流域的生態(tài)環(huán)境，不僅設(shè)置禁牧區(qū)還嚴(yán)禁各工廠污染伊吾河的環(huán)境，因此，伊吾河流域環(huán)境條件較好。研究伊吾河流域的水情分析并積極利用，是歷史發(fā)展的必然趨勢。

[1]胡興林，藍(lán)永超，等．黑河中游盆地水資源轉(zhuǎn)化規(guī)律研究．地下水．2008．2．

[2]景巧蓮.涇川縣水資源可持續(xù)利用的途徑[J].水利科技與經(jīng)濟(jì).2012(9):51-52.

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1004-1184(2017)06-0186-02

2017-09-05

王凱(1988-)，男，甘肅平?jīng)鋈?，助理工程師，主要從事水文勘測等方面的研究工作。