新疆三工河流域平原区潜水蒸发特征分析

刘 芳，魏守忠

(1.新疆水利厅水管总站，新疆 乌鲁木齐 830000;2.新疆水文水资源局三工河流域地下水环境监测站，新疆 阜康 831505;3.新疆兵团222团地下水环境监测试验站，新疆 阜康 831505)

新疆三工河流域平原区潜水蒸发特征分析

刘 芳1，魏守忠2，3

(1.新疆水利厅水管总站，新疆 乌鲁木齐 830000;2.新疆水文水资源局三工河流域地下水环境监测站，新疆 阜康 831505;3.新疆兵团222团地下水环境监测试验站，新疆 阜康 831505)

分析三工河流域阜北地下水潜水均衡试验场多年资料，潜水蒸发量主要与潜水埋深及土质有关，潜水蒸发量随埋深的增加而减小，随土壤粘性的增加而减小，土壤岩性对潜水蒸发影响力随埋深增大而减小并趋于稳定，潜水蒸发与埋深具有较好的相关性。

潜水蒸发;潜水蒸发函数模型;潜水极限埋深;三工河流域

三工河流域位于天山博格达峰北麓，北接准噶尔盆地沙漠。地势由南东向北西倾斜，坡度1‰～3‰，地表平坦。地貌景观为人工绿洲和半荒漠绿洲相伴。下游冲洪积平原区近地表土壤质地以粘性土为主，主要为粘土、重壤土、中壤土、轻攘土为主。分析区处于三工河流域细土平原区下部，区内气候特点为干旱少雨，夏季酷热，冬季严寒;多年平均气温为6.3℃，气温变化范围为41.2℃ ～43.0℃，多年平均降水量182 mm，年蒸发量 1 700 ～2 460 mm，干旱指数为9.3 ～13.5，属干旱区。

潜水蒸发是由潜水埋深、气候等因素相互共同作用与环境，对区域生态环境的演化进程其着重要作用，因此研究潜水蒸发运动规律，可对其相关环境的治理、保护以及水资源评价提供科学的参考依据。

1 潜水蒸发特征分析

1.1 潜水蒸发年变化特征

潜水蒸发试验场位于三工河冲洪积平原细土区下游.不同土质潜水年蒸发量与埋深试验关系见图1。相同埋深条件下，不同土质潜水蒸发在埋深小于2.0 m时，蒸发量随土质粘性的增大而减小;潜水蒸发量由大到小排序依次是轻壤土、中壤土、重壤土和粘土，蒸发量比分别是 4.03、2.45、1.78和1.00，相同潜水埋深条件下，轻壤土是粘土潜水蒸发量的4.03倍，可见土壤岩性对浅埋深下的潜水蒸发影响较大。潜水埋深大于2.5 m，潜水蒸发量受土质岩性影响较小，不同土质潜水蒸发量趋于稳定，差别减小。

由此看出，土壤岩性、潜水埋深对潜水蒸发影响力随埋深增大而减小;潜水埋深大于2.5 m后，各类土质岩性的潜水蒸发量趋于稳定，潜水蒸发量主要取决于土质岩性和潜水埋深两个要素。

1.2 潜水蒸发与埋深关系分析

其中:h为潜水埋深;a、b、c、d均为常数;

图1 不同土质潜水蒸发量与埋深关系曲线图

根据相关原理，过多的外延埋深数据会得出荒谬的结果。在实际运用中，可认为当潜水日蒸发量小于0.1 mm时，存在潜水蒸发量近似约等于0的极限埋深，由此当潜水年蒸发量约小于 36.5 mm(0.1 ×365 d=36.5 mm) 时，有极限埋深，利用潜水蒸发函数即可计算出各土质的潜水极限埋深值(表1)。三工河流域粘土至轻壤土的潜水极限埋深为2.08～3.36 m，当各土质潜水埋深大于表中计算潜水极限埋深时，潜水日平均蒸发量小于0.1 mm，潜水蒸发趋于0。

表1 不同土质潜水蒸发量函数及其极限埋深计算表

图2 不同土质潜水蒸发与埋深关系拟合关系图

2 潜水埋深调控探讨

三工河冲洪积冲积平原区为半荒漠化地貌景观，农田外围野生植被环境与其互利生存，天然野生植被依赖于适宜的地下水位而生存。潜水埋深是本区农业可持续发展的基本保证。潜水埋深的调控制既要维持保护生态环境用水，又控制土地盐碱化的普遍发生。因此可运用本区潜水蒸发运动规律来确定调控潜水水位。潜水埋深小于极限埋深时，潜水大量蒸发，使地表积盐，一方面盐碱化使土地劣化，另一方面对干旱区紧缺的水资源来说，无疑是一种浪费。将本区潜水埋深控制在极限埋深以下，实际控制埋深在 2.08～3.36 m范围，可显著的减少潜水蒸发，同时对外围野生植被的生存也构成了有利的保护条件［1］。

3 结语

1)三工河流域冲洪积平原区潜水蒸发量在埋深小于2.0 m时，潜水蒸发随土质粘性的增大而减小;随埋深增大而减小;潜水埋深大于2.5 m后，各类土质岩性的潜水蒸发量趋于稳定，潜水蒸发量主要取决于土质岩性和潜水埋深两个要素。

2)相同潜水埋深条件下，轻壤土是粘土潜水蒸发量的4.03倍，土壤岩性对浅埋深下的潜水蒸发影响较大，潜水埋深大于2.5 m，潜水蒸发量受土质岩性影响较小。

3)根据潜水蒸发运动特征，控制区域细土平原区潜水埋深在2.08～3.36 m范围，对防治土地盐渍化、保护和治理生态环境是有科学依据的。

［1］张长春，邵景力，李慈君，等.地下水位生态环境效应及生态环境指标［J］.水文地质工程地质.2003.30.(3):6—9.

P332.2

B

1004－1184(2012)05－0143－02

2012－08－25

刘芳(1970－)，女，工程师，内蒙古呼和浩特人，主要从事水利灌溉管理工作。