旱區(qū)地下水與生態(tài)的相互作用分析

張 健

(河北省張家口水文水資源勘測(cè)局，河北 張家口 075000)

1 引言

在旱區(qū)發(fā)展的過(guò)程中，地下水與生態(tài)之間的相互作用，能夠產(chǎn)生直接的影響，因此，在未來(lái)發(fā)展的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)建立多元化的作用分析機(jī)制，協(xié)調(diào)各個(gè)系統(tǒng)之間的關(guān)系，保證生態(tài)環(huán)境的維護(hù)效果。

2 旱區(qū)地下水與生態(tài)的相互作用特點(diǎn)分析

在實(shí)際分析的過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，地下水與生態(tài)環(huán)境呈現(xiàn)相互影響與轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)，因此，要對(duì)其進(jìn)行合理的分析，掌控相關(guān)數(shù)據(jù)信息，營(yíng)造良好的發(fā)展空間，具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。

2.1 呈現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)

通常情況下，在旱區(qū)發(fā)展的過(guò)程中，地表水會(huì)經(jīng)過(guò)河水流入地下水，然后轉(zhuǎn)化成為河水，轉(zhuǎn)化過(guò)程中會(huì)形成地表水滲入補(bǔ)給的現(xiàn)象，將水流補(bǔ)給給河水。因此，旱區(qū)地下水系統(tǒng)在日常流轉(zhuǎn)期間，與地表生態(tài)系統(tǒng)之間呈現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系，應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行合理的分析，保證分析與調(diào)查工作充分展開(kāi)，對(duì)其進(jìn)行適時(shí)的研究，以滿足發(fā)展要求。

2.2 調(diào)節(jié)作用不完善

通過(guò)分析旱區(qū)地下水系統(tǒng)，了解到一些區(qū)域還沒(méi)有在生態(tài)系統(tǒng)中建設(shè)相關(guān)水庫(kù)調(diào)節(jié)設(shè)備與系統(tǒng)，較難對(duì)其進(jìn)行合理的管理與控制，在缺乏合理研究與控制方式的情況下，不便對(duì)其進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，需要探索更為合理的工作模式，使得各方面工作效果得到提高，加強(qiáng)管理與控制能力，完善調(diào)節(jié)作用，使得生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)一步獲得優(yōu)化。

3 旱區(qū)地下水情況分析

在旱區(qū)地下水情況的分析中，旱區(qū)地下水資源顯現(xiàn)出一些不足之處，應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行合理的研究，克服缺陷，保證工作成效，具體表現(xiàn)為以下方面。

(1)地下水需要適時(shí)適度適量開(kāi)采。一些地區(qū)較干旱，因作物需要，需進(jìn)行抽水灌溉，地下水位受此影響下降，數(shù)日后逐漸回升。在旱區(qū)地下水發(fā)展的歷程中，由于氣候干燥，環(huán)境偏干旱，需要的水資源較多，在一定程度上，地下水資源的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，在各類因素的影響之下，不容樂(lè)觀。應(yīng)杜絕一些旱區(qū)除合理的灌溉外，對(duì)地下水進(jìn)行過(guò)量的開(kāi)采，需要嚴(yán)格保證儲(chǔ)存量符合相關(guān)規(guī)定，盡可能避免出現(xiàn)地下水資源被污染的現(xiàn)象。若不對(duì)地下水資源開(kāi)采進(jìn)行嚴(yán)格的管控，將會(huì)影響其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展[1]，屆時(shí)將是難以預(yù)估的損失或代價(jià)。

(2)地下水咸化現(xiàn)象分析。在實(shí)際開(kāi)采的過(guò)程中，受到生態(tài)環(huán)境中溶濾與蒸發(fā)作用的影響，礦化程度逐漸提升，可能會(huì)導(dǎo)致淡水轉(zhuǎn)化成為咸水。經(jīng)過(guò)相關(guān)研究表明，若對(duì)旱區(qū)地下水進(jìn)行大規(guī)模開(kāi)采，潛水生態(tài)環(huán)境會(huì)受到影響，進(jìn)一步可能會(huì)影響淡水資源的保護(hù)效果，甚至可能會(huì)出現(xiàn)礦化度升高的現(xiàn)象，不能保證旱區(qū)水資源的使用效果[2]恐影響其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展與可持續(xù)利用，發(fā)展還需遵循客觀規(guī)律。

經(jīng)過(guò)相關(guān)調(diào)查可以得知，在旱區(qū)民勤淡水的礦化度已經(jīng)超過(guò)了2 g/L左右，且分布面積在60%左右。在分布面積評(píng)估中，針對(duì)天然水資源開(kāi)展相關(guān)調(diào)查活動(dòng)，針對(duì)水資源的使用情況，建立專門的管理機(jī)制[3]。

4 旱區(qū)生態(tài)環(huán)境沙漠化問(wèn)題分析

若旱區(qū)水資源匱乏，則可能導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境沙漠化的現(xiàn)象，嚴(yán)重情況下可能出現(xiàn)植被退化、沙漠入侵的現(xiàn)象，土壤也會(huì)發(fā)生鹽漬化問(wèn)題，影響當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。在對(duì)旱區(qū)地下水資源使用情況進(jìn)行分析的過(guò)程中，植被有減少的跡象，在沙丘活化的情況下，不能保證生態(tài)植被的安全性，致使水土流失，破壞生態(tài)環(huán)境與平衡，造成嚴(yán)重影響與不良后果，同時(shí)難以提升環(huán)境保護(hù)工作效果。

在我國(guó)生態(tài)環(huán)境長(zhǎng)期發(fā)展的過(guò)程中，很多地區(qū)早已開(kāi)始人工造林活動(dòng)，然而，一些旱區(qū)的地下水質(zhì)量欠佳，可能會(huì)影響植物生長(zhǎng)狀況，通過(guò)對(duì)樹(shù)木生長(zhǎng)情況的調(diào)研可得出，樹(shù)木枯死面積占總體林業(yè)面積的20%左右，影響當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境[4]。

由于旱區(qū)的地下水資源偏少，則土壤中含有的水分少，一部分土壤被放棄了耕種，問(wèn)題則會(huì)發(fā)生惡化，在缺乏植物覆蓋的情況下，風(fēng)蝕問(wèn)題加劇，沙粒也開(kāi)始堆積，導(dǎo)致沙漠化問(wèn)題逐漸顯露。在對(duì)土地面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，我國(guó)旱區(qū)的土地面積減少，生態(tài)環(huán)境受到較為嚴(yán)重的影響，甚至有良田會(huì)被沙漠吞噬。在一定程度上，耕地中的含鹽量也會(huì)逐漸增加，其中含有一些硫酸鹽與氧化物，可能會(huì)影響耕地的使用價(jià)值，甚至?xí)?dǎo)致其使用效率降低，影響國(guó)家生態(tài)環(huán)境，同時(shí)制約多方面的發(fā)展。在對(duì)河流流域與旱區(qū)地下水流經(jīng)開(kāi)展分析的時(shí)候可以發(fā)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境土壤結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)了鹽漬化的現(xiàn)象，人們?cè)谏鷳B(tài)環(huán)境惡化的壓力之下，不得不放棄土地資源，選擇其他的生存方式。若旱區(qū)生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)退化的現(xiàn)象，則會(huì)影響健康，惡化環(huán)境，打破平衡，與改革要求背道而馳。不能建立多元化的管理機(jī)制，則嚴(yán)重影響工作效果[5]。

5 旱區(qū)地下水與生態(tài)環(huán)境之間的作用分析

在旱區(qū)經(jīng)年累月的發(fā)展期間，地下水與生態(tài)環(huán)境存在相互作用的現(xiàn)象，二者之間的關(guān)系較為明顯。生態(tài)環(huán)境優(yōu)良更有利于地下水資源的循環(huán)利用，地下水于生態(tài)環(huán)境而言，主要是在開(kāi)采過(guò)程中，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)保護(hù)，維護(hù)生態(tài)平衡性，杜絕過(guò)量開(kāi)采，若不能提升生態(tài)環(huán)境的保護(hù)效果，甚至?xí)霈F(xiàn)生態(tài)變異現(xiàn)象與荒漠現(xiàn)象等，威脅其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展與進(jìn)步。

對(duì)于旱區(qū)地下水質(zhì)量問(wèn)題而言，主要是在資源開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，還需制訂更為完善的方案，對(duì)其進(jìn)行合理的控制，創(chuàng)建水資源利用評(píng)價(jià)機(jī)制，避免地下水的不合理開(kāi)發(fā)利用影響生態(tài)環(huán)境。反之，若是生態(tài)環(huán)境失衡，地下水資源受到污染，在其相互作用的情況下，會(huì)產(chǎn)生惡劣影響，阻礙旱區(qū)的生態(tài)優(yōu)化。因此，在未來(lái)發(fā)展期間，應(yīng)當(dāng)針對(duì)旱區(qū)的實(shí)際情況，建立地下水與生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)機(jī)制，在了解相關(guān)概念的基礎(chǔ)上，平衡二者之間的關(guān)系，以此提升旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的管控效果，達(dá)到預(yù)期的平衡發(fā)展目的[6]。

在對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)研之后可以看出，應(yīng)當(dāng)在旱區(qū)種植一些耐旱能力較強(qiáng)的樹(shù)木，在保證其抗沙功能的基礎(chǔ)上，開(kāi)展人工造林工作，增加林地的面積，保證其水土保持能力。若地下水已出現(xiàn)污染的地區(qū)，一些植物的生長(zhǎng)會(huì)受到影響，嚴(yán)重者很可能發(fā)生干枯死亡問(wèn)題，因此，要對(duì)其進(jìn)行全面的協(xié)調(diào)，保證自身工作效果。在對(duì)旱區(qū)地下水情況進(jìn)行分析的過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，在沙丘墊層中通常情況下，地下水較為良好，可以在上面種植怪柳，根莖的長(zhǎng)度可以達(dá)到7.1 m，通過(guò)根系生長(zhǎng)的方式，也可以對(duì)地下水污染問(wèn)題進(jìn)行控制，提升混交林的處理效果，以此達(dá)到旱區(qū)地下水問(wèn)題的解決效果[6]。

旱區(qū)地下水問(wèn)題直接影響生態(tài)環(huán)境的平衡性，且生態(tài)系統(tǒng)中植物的生長(zhǎng)情況與地下水污染、土壤質(zhì)地等存在直接聯(lián)系，地下水資源的質(zhì)量與植物的生長(zhǎng)情況存在很大程度上的聯(lián)系，在埋深為3 m左右的情況下，土壤的含水量在6%左右，且植物生長(zhǎng)情況與地下水的埋深存在直接聯(lián)系。根據(jù)相關(guān)研究可以得知，旱區(qū)的地下水深埋在4m左右，生態(tài)平衡性在一定范圍內(nèi)[7]會(huì)發(fā)生改變，也在一定程度上可被接受。同時(shí)，我們需要向進(jìn)一步優(yōu)化的方向去努力改善。

對(duì)于旱區(qū)地下水生態(tài)環(huán)境平衡性進(jìn)行實(shí)際分析后了解到，在沒(méi)有灌溉的天然狀態(tài)之下，也容易出現(xiàn)土壤沙漠化的現(xiàn)象，在生態(tài)系統(tǒng)平衡的情況下，土壤鹽漬化程度與地下水呈現(xiàn)平衡的關(guān)系，在地下水良好帶動(dòng)之下，生態(tài)系統(tǒng)較為良好。地下水生態(tài)系統(tǒng)的分析，能夠針對(duì)天然土壤剖面含水量等進(jìn)行合理的分析，且自然環(huán)境降水量與蒸發(fā)蒸騰等實(shí)際情況與其實(shí)際發(fā)展產(chǎn)生直接關(guān)聯(lián)，需要開(kāi)展人為開(kāi)采區(qū)域與灌區(qū)水污染的分析工作，對(duì)沙漠化情況嚴(yán)格管理，提升生態(tài)平衡性，建立最小值管理機(jī)制，對(duì)毛細(xì)帶的高度等進(jìn)行合理的協(xié)調(diào)與控制。在最大值分析的過(guò)程中，可以針對(duì)植物的根系深度進(jìn)行嚴(yán)格的管理與控制，明確各方面系統(tǒng)之間的關(guān)系，提升分析工作效果。

為了對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控與測(cè)量，應(yīng)當(dāng)建立專門的地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)站，對(duì)業(yè)務(wù)范圍進(jìn)行拓展，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的分析與管理，提升研究工作效果，明確旱區(qū)環(huán)境特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行更加細(xì)致的分析[8]。

6 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)研究可以得知，由于旱區(qū)地下水的埋藏很淺，在干旱季節(jié)，蒸騰量與潛在蒸騰量較為接近，通常情況下，旱區(qū)的干旱季節(jié)在每年5月份到每年8月份左右，地下水的蒸騰共享在60%左右，而雨季在每年的8月份到9月份之間，地下水的共享在18%左右，同位素與數(shù)據(jù)信息的結(jié)果較為相似。在長(zhǎng)期研究的過(guò)程中，旱地區(qū)域的地下水蒸騰量與價(jià)值等在一定范圍內(nèi)。在未來(lái)發(fā)展的過(guò)程中，要想更好的應(yīng)對(duì)旱區(qū)地下水與生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，就要明確相互之間的作用，針對(duì)地下水資源的實(shí)際情況，開(kāi)展相關(guān)管理工作，避免水質(zhì)受到污染，杜絕生態(tài)系統(tǒng)會(huì)受到不良影響，因此，要對(duì)其進(jìn)行合理的分析與管控，建立多元化的分析機(jī)制，逐漸提升分析工作效果，以便收獲良好的工作成效。

[1]尹立河,王曉勇,黃金廷，等.干旱區(qū)植被蓋度增加對(duì)降水入滲補(bǔ)給地下水的影響——試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[J].地質(zhì)通報(bào),2015,34(11):2066～2073.

[2]李景遠(yuǎn).基于地下水?dāng)?shù)值模擬的旱區(qū)庫(kù)壩工程影響分析[D].西安：西安理工大學(xué),2016.

[3]陳偉濤,孫自永,王焰新，等.論內(nèi)陸干旱區(qū)依賴地下水的植被生態(tài)需水量研究關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題[J].地球科學(xué)-中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào),2014(9):1340～1348.

[4]張 靜.準(zhǔn)噶爾盆地表生生態(tài)環(huán)境演化及驅(qū)動(dòng)力分析[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué),2016.

[5]徐國(guó)策,劉海波,申震洲，等.洛惠渠灌區(qū)地下水電導(dǎo)率時(shí)間穩(wěn)定性分析[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2015(10):115～121.

[6]趙良菊,阮云峰,肖洪浪，等.氚同位素在黑河流域水循環(huán)研究中的應(yīng)用[J].第四紀(jì)研究,2014,34(5):959～972.

[7]王強(qiáng)民.干旱半干旱區(qū)地下水與植被生態(tài)相互作用研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué),2016.

[8]李 山,羅 紈,賈忠華，等.灌區(qū)地下水控制埋深與利用量對(duì)洗鹽周期的影響[J].水利學(xué)報(bào),2014(8):950～957.