叶尔羌河平原绿洲耗水的初步分析

开赛尔·斯依提 朱卫东 吐尔洪·亚生

（喀什地区叶尔羌河流域管理局 莎车 844700）

1 监测区总体水均衡与耗水

1.1 监测区地表水均衡

根据监测结果，将1993～2002年各年监测区流入水量WI（Ⅰ-Ⅰ断面）、流出水量WD（Ⅱ-Ⅱ断面）及相应监测区消耗水量△W（WI～WD）列于表 1。

表1 监测区年来量及耗水量 单位：亿m3

山区来水量相近时，全监测区地表水利用量亦相近，监测区耗水随来水量增加而增大，但占来水量的比例随来水量增大而降低。

1.2 监测区总耗水量及陆面蒸发量

监测区总耗水量应分别考虑地表水的引入量WI（Ⅰ-Ⅰ断面水量）和排出量WD（Ⅱ-Ⅱ断面水量）、地下水的侧向渗入量GWⅠ和侧向排出量GWO、以及降水量P。作为年均衡，忽略地下水和土壤水的贮变量，年耗水量△W为

忽略地下水和土壤水年贮变量后，年耗水量△W转化为监测区的陆面蒸发量，用年耗水量△W除以监测区面积F，即可得到以mm计的监测区年陆面蒸发量ET。

监测区面积，即Ⅰ-Ⅰ断面～Ⅱ-Ⅱ断面间的绿洲面积，面积为9356.2km2，由遥感图人工判读结果而得。监测区总耗水量及陆面蒸发量见表2。表中ET（1）不计降水量，ET（2）计入了降水量。

表2 监测区总耗水量及陆面蒸发量

陆面蒸发又称绿洲的总蒸发，包括地表（裸地）蒸发、作物及林草蒸腾和水体的水面蒸发。在以后分析中又将地表蒸发与作物蒸腾合称为地面腾发。由于监测区为内陆干旱地区，降水总量少、次降水量更小，降水到地表后一般直接转化为蒸发蒸腾，而不参与到其他转化环节，故在以后水分转化分析中陆面蒸发量取表2中△W与ET（1）。

根据上述分析结果，在当前叶尔羌河平原绿洲的组成和灌区用水水平下，监测区绿洲陆面蒸发有如下特点：

绿洲陆面蒸发主要消耗绿洲引用山区河水，降水量所占比重较小。在平水年，降水接近多年平均值时，降水占陆面蒸发的8%左右；降水偏多时，也只占12%左右。在丰水年、降水又偏小时，降水占陆面蒸发只有3%。只有在枯水年、降水又多的年份，降水可占陆面蒸发的20%，这反映了内陆干旱地区的蒸发消耗特点。

陆面蒸发ET随来水量WI、降水量P的增大而加大，尤以前者为更明显。陆面蒸发量在由枯水年到平水年时增加较多，由平水年到丰水年时增加相对为少。

1.3 由灌区引水量估算监测区耗水量

1.3.1 引水量及水量平衡

上述监测区的耗水是由监测区上断面（Ⅰ—Ⅰ）和下断面（Ⅱ—Ⅱ）的水量差估算的，可称为断面法。监测区的耗水也可由监测区的引水、由水量平衡来估算，如图1所示，简称为引水量法。

图1 监测区耗水计算示意图

监测区的耗水（水量消耗）可分为河道内耗水和河道外耗水。河道内耗水△W即河道的水面蒸发损失为

河道外的耗水为

上两式中IW——灌区自河道的引水量；

DIR——灌区退入河道的水量；

RRI——河道的侧渗量；

DR——灌区的排水量（排出区外）；

IWOUT——区外用水量。

因此，监测区的耗水为

式中 （IW－DI）＝IWC——灌区自河道的净引水量（引水与退水差）；

（RRI＋RE0）＝RRE——监测区内的河道水量损失；（DR＋IWOUT）引、排出到区外的水量。

1.3.2 监测区年耗水量计算

由引水、区外用水、排水、和河道水量损失的监测资料与计算结果，按引水量法计算监测区年耗水量，结果见表3。表3的结果与表2的结果完全符合。

表3 监测区年耗水量 单位：亿m3

2 监测区各类土地耗水量估算

2.1 监测区土地分类及面积

将监测区内土地粗略分为四类：水面（水库、河道、洼地积水）、农田林地（含城镇）、草场、沼泽（含胡杨）与沙荒地。以1990年和2002年遥感图（1/20万）为基础，人工量算各类土地面积，结果见表4。

2.2 各类土地耗水量估算——蒸发系数法

2.2.1 各类土地耗水量的估算方法

各类土地的耗水量可由各类土地的面积及相应的蒸发强度（年蒸发mm数）估算。年水面蒸发量（mm）一般相对容易确定，本报告的蒸发系数法根据各类土地面积年蒸发量（mm）与年水面蒸发量（mm）的比值基础上估算各类土地的年耗水量。

设Wi为第i年的年耗水量；Fij为第i年第j类土地面积，j=1为水面，j=2为农田林地，j=3为沼泽草场，j=4为沙荒地；EOi为第i年该区水面蒸发量。

表4 各类土地面积 单位：km2

设各类土地的年蒸发系数为 Kj，其中 K1=1，K2～K4待求。区内第i年第j类土地的耗水量计算值Wij为

监测区第i年总耗水量Wi为

可求取或试算出一组Ki，使得

按上述思路，试算了各类土地的蒸发系数并估算了相应的耗水量。

2.2.2 水面蒸发量与各类土地蒸发系数估计

年蒸发量E20为1993～2002年灌区5县气象站平均值。本文根据水盐监测水面蒸发场的观测资料，初步分析的折算系数为0.6。

各类土地蒸发系数根据经验或通过试算确定，以下分析时，蒸发系数的确定按下述思路处理。

水面蒸发，取 K1＝1。

农田林地即灌溉地（灌溉的耕地、林地和草地），其蒸发即耗水量在现状来水多、引水多、耗水亦多的情况下，蒸发系数K2显然和年来水量有一定关系。

沼泽草场，包括洼地的沼泽湿地、自然的林草荒地，前者蒸发量较大，应与灌溉地相近；后者由于灌溉用水量不断增加，与历史情况相比，覆盖度和生长状况已有较大的变化，蒸发系数应较灌溉地为小，在估算中取K3=0.5K2。

沙荒地即绿洲内零星的沙丘、沙地，年蒸发量较小，估算其蒸发量时取K4＝0.1K2。

由上所述，各类土地蒸发量的估算，主要是确定灌溉地的蒸发系数K2。由经验和试算，采用如下（见图2）蒸发系数K2和来水量的关系。

图2 农田林地（灌溉地）蒸发系数与来水量

2.3 各类土地耗水量估算结果与比较

按上述思路，各类土地蒸发耗水量计算结果见表5。

3 监测区耗水量估算不同方法的比较

用以上有三种方法估算了监测区1993～2002年的年耗水量：

a.断面法，即应用Ⅰ-Ⅰ断面和Ⅱ-Ⅱ断面的水量差。

b.引水量法，即根据灌区引水量、区外用水量、排水量和河道水量损失估算监测区耗水量。

c.蒸发系数法，即根据监测区各类土地面积和蒸发系数估计各类土地耗水量。

表6为三种方法计算的1993～2002年监测区年耗水量的结果及比较。结果表明：引水量法（B）与断面法（A）的结果相近，两者相差，主要是断面法中考虑了地下水侧向流入与流出差（2000万m3）。蒸发系数法（C）与断面法比较，年耗水量相差1.4亿～9亿m3，10年平均相差0.7亿m3；绝对值相差2.1%～14%，10年平均为1.2%。

4 绿洲及各类土地耗水初步分析

4.1 平原绿洲耗水计算与分析方法

总体上，三种方法估算的10年平均耗水量较为接近，计算或估算监测区的年耗水量都是可行的。

断面法只要有监测区上游和下游两个监测断面的水量监测资料，作为黑匣子模型，是计算监测区耗水量最直接、最可靠的方法。

引水量方法表示引水量与耗水量的关系，在加强用水管理、实施水量控制调度时，是一限制监测区耗水的实用方法。

蒸发系数法可对监测区及其各类土地耗水量作宏

观上的估计。

表5 各类土地蒸发蒸腾耗水量 单位：亿m3

表6 监测区耗水量计算值与监测值对比 单位：亿m3

4.2 叶尔羌河平原绿洲耗水的初步分析与认识

在叶尔羌河平原绿洲山区来水、绿洲土地类型结构及组成、灌溉用水管理水平与方式的现状条件下，对绿洲陆面蒸发和各类土地耗水可作如下初步分析：

绿洲总耗水包括灌溉地（耕地、园地和人工灌溉的林地、草地）、非灌溉地（洼地、沼泽湿地、自然林草荒地、沙丘沙地）和水面蒸发的耗水。水面蒸发分为河道、渠道和水库的水面蒸发和洼地的水面蒸发。洼地水面蒸发并入非灌溉地（洼地）的耗水。由此整理的监测区分类耗水情况见表7（表7中水面蒸发只是河道、渠道和水库的水面蒸发）。

表7 监测区分类耗水估算统计 单位：亿m3

以上初步估算结果表明：1993～2002年叶尔羌河平原绿洲监测区的总耗水中，灌溉地的耗水约为62%，非灌溉地约为30%，水面蒸发约8%。非灌溉地的自然生态耗水占有相当的比例。

农田林地的蒸发系数初步估计为0.6～0.85。来水少的枯水年蒸发系数小，如0.6，年蒸发蒸腾量约750mm；一般年份蒸发系数约为0.7左右,年蒸发蒸腾量约875mm左右；来水多的年份蒸发系数大，如0.85，年蒸发蒸腾量可接近或大于1000mm。

沼泽、草场（不含洼地水面）的蒸发系数为0.3～0.45，年蒸发耗水量约为350～550mm。

沙荒地的蒸发系数为0.05～0.01，年蒸发量为60～130mm。

5 结语

通过10年水盐监测资料，初步分析了叶尔羌河平原绿洲监测区各年的总耗水量和不同土地利用类型的耗水量，这对于认识绿洲的耗水特点和组成、分析内陆干旱地区水资源承载能力、进行水土资源配置和水资源利用规划，以及加强灌区用水管理都是很有价值的。

有关干旱区绿洲耗水的计算与分析是以往工作簿弱之处。以上的分析是初步的，有些甚至是经验性的，相关的监测试验和分析工作还需继续大力加强。