对于内流区无监测资料的湖泊水面丰枯水评估的探讨

魏璟贤

(河北省张家口水文水资源勘测局，河北 张家口 075000)

对于内流区无监测资料的湖泊水面丰枯水评估的探讨

魏璟贤

(河北省张家口水文水资源勘测局，河北 张家口 075000)

2011年第一次全国水利普查是新中国成立以来第一次全面的水利调查,普查共分8个专项，其中河湖普查开展最早，河湖普查是国务院第一次全国水利普查的主要任务,也是其他水利专项普查的基础。湖泊特征清查中对于湖泊水面面积丰、平、枯水的评估，需要基层普查单位来完成，对于这些湖泊没有观测数据和历史资料可参考性差，需要根据湖泊实际情况对湖泊水面面积有影响的多个因素进行综合评估。

水利普查；河湖普查；湖泊特征清查；丰枯水年；评估

1 河湖普查背景

本次普查湖泊的分类标准，主要的依据是湖泊的规模，同时考虑湖泊的自然属性进行如下分类。常年有水的自然湖泊和特殊湖泊。

常年有水的自然湖泊：①常年湖泊水面面积在1 km2及以上湖泊被确定为普查对象，普查内容为湖泊名称、位置、常年水面面积和数量；②常年水面面积在10 km2及以上湖泊被确定为重点普查对象，普查内容除湖泊名称、位置、常年水面面积和数量等外，还增加了湖泊的形态特征；③特殊湖泊：主要是指一些不符合普查标准要求或达不到湖泊形态特征普查标准要求但有重要意义的湖泊，主要包括重要干涸湖泊和一些较著名的有水湖泊。

2 张家口坝上湖泊概况

张家口境内有1 km2以上湖泊19个，特殊湖泊5个，占河北省湖泊总数的80%，这24个湖泊位于张家口坝上张北、尚义、沽源、康保4县，属于内蒙古东部内流区水系。张家口坝上湖泊从地貌成因和补给来源分类为：台地淖、洼地淖和平地淖3类。①台地淖分布在1500m左右的西部玄武岩山地，主要以地下泉水补给，湖泊水面面积相对较小；②洼地淖分布在丘陵峁梁间的沟谷洼地，海拔在1 400 m左右，降水为主要来源，湖泊水面面积相对较小；③平地淖分布在较缓的草原洼地或盆地，水源多为地表水河流汇入，此类湖泊在坝上分布相对较广，水面面积相对较大[1]。

3 水文气象地质情况

张家口坝上气候因受蒙古高原气流控制，为典型的大陆性半干旱气候。总的特点是气温低而温差大，日均温差15 ℃，年平均气温1.2 ℃。年平均水面蒸发量1 003.4 mm，雨量少而集中，多年平均年降水量345.3 mm，80%的雨量多集中在6—9月份。降水量年际变化大，最大、最小降水量比值为3.0。

整体地势南高北低，造成“山无头，水倒流”的独特的较为封闭的内陆河波状高原“坝上”地貌。坝上地区处于内蒙古高原的南缘，北部为阴山余脉，丘陵成带，海拔1 400～1 500 m，相对高度在100～200 m。第四系沉积物类型多，主要是砂土，亚砂土，黏土和亚黏土，但厚度小。含水层岩性主要是细砂，颗粒小，径流缓慢，单位涌水量小，富水性差，但地下水埋深较浅[2]。

4 湖泊常年水面面积的确定

湖泊水面面积的普查主要通过中巴资源卫星和环境一星(A星和B星，分辨率30 m)的遥感影像数据来进行信息的分析与提取。在本次普查时，湖泊常年水面面积指2003年12月—2009年12月期间多时相遥感影像数据识别的所有水面面积序列的中值。利用中值法确定湖泊常年水面面积也存在一些不足之处，为了弥补该方法确定湖泊常年水面面积，普查时需要充分利用已有资料，对常年水面面积进行评估。

5 湖泊水面改变原因

5.1 降水

对于坝上内陆河区域绝大部分河流是季节性河流，湖泊没有有效的地表径流补给，坝上地区第四系沉积物类型多，主要是砂土，亚砂土，黏土和亚黏土，富水性差，故而地下水对于湖泊的补给也有限，一年中降水量的多少是影响湖泊水量的最直接因素。

5.2 水利工程补给

湖泊上游水利工程的调蓄对下游湖泊水量影响很大，张家口境内的较大湖泊上游河流都在60年代修建了水利工程。这些水利工程的调蓄放水对湖泊的水量影响很大，足以改变湖泊水面丰枯水的变化。以安固里淖为例，遇到特枯年份，淖水面缩小，上游水利工程会放水补给，1996年上游黄盖淖水库放水2 000 万 m3，1998年黄盖淖、海流图2座水库放水2 260 万 m3对安固里淖进行了补给，这就使得安固里淖能在枯水年水面面积能保持在平水年的状况。

5.3 地下水与地表水相互补给转换

湖泊水转换补给地下水一般为面状补给，补给范围仅限湖泊周边，补给的持续时间一般较长，甚至是经常性的。当地下水位抬升后，使得潜水面与湖泊水面相衔接，则抬升地下水水面逐渐向四周扩展，这时湖泊渗流受到地下水顶托影响，随着渗流水力梯度的逐渐减小，湖泊渗流量也随之降低。地下水排泄转换为地表水，地下水排泄转换为地表水往往呈现线状排泄或点状排泄(泉眼涌流)。地下水的水位高低对湖泊的水量有影响。张家口坝上地区地下水开采量不大，年内最低水位出现在3月份，随着冰雪消融与降水量的增加，地下水位不断上升，8月份左右达到最高值。短暂的高水位峰值过后，水位缓慢下降，直至来年3月份前后。根据多年监测资料显示，坝上大部分地区地下水基本处于自然的动态变化，局部地区由于经济发展需水量增加，地下水出现超强度开采。评估时需根据湖泊周边经济发展，农业种植的实际情况对湖泊与地下水的转换进行分析。

5.4 地表径流补给

随着京津风沙源治理工程和退耕还林还草工程实施，坝上土地荒漠化得到了治理。植被恢复使得植物截留水量增加，而且根系又吸收了大量水分，降水产流系数较低。坝上地区河流多为季节性河流，由于常年干涸，对湖泊的补给只有在暴雨之后产流补给，补给量的多少与降水有直接的关系，故而地表径流补给归根结底到降水因素。

5.5 蒸发

张家口境内坝上湖泊挺水植物和浮水植物很少，湖泊蒸散发水量仅为水面蒸发量。水面蒸发受各月气温，湿度、风速等综合影响。张家口市春季风大，干旱少雨，饱和差大，雨季一般在6月下旬才开始，初夏气温高、干热，有利于蒸发，5、6月份蒸发量最大，2个月水面蒸发量约占全年的1/3，之后缓慢下降。全年1月、2月和12月气温最低，蒸发量亦最小，3个月的蒸发量仅占全年的3%～6%，以后各月迅速增大，到5月达到最大。

6 评估方法

根据不同的湖泊所处地理位置按照实际情况进行评估，下面仅以张家口境内最大的湖泊安固里淖为例进行分析。

安固里淖为蒙古话，意为鸿雁湖泊。该淖及周边自古以来为候鸟迁徙的栖息之地，也是蒙古人的游牧区。自北魏时期建怀荒镇于张北，到元建中都于淖东20 km处，人类对该淖影响不大。安固里淖上游有黑水河、3台河、十大股河等11条支流汇入。自20世纪60年代以来入淖河流共建15座水库、塘坝，控制面积2 559 km2，占安固里淖汇流区域面积的74%，年控制水量6 220 万 m3，占流域多年平均产流的78%。而蓄水工程以下入淖的区间产水量约1 600 m3，扣除地面蒸发及植物蒸腾，入淖水量甚微。

湖泊常年水面面积指2003年12月—2009年12月期间多时相遥感影像数据识别的所有水面面积序列的中值，安固里淖的评估日期为2008年9月11日。根据2008年度监测资料显示，安固里淖上游的水利工程均没有对安固里淖进行输水补给，故水利工程调蓄在评估日期对安固里淖无影响。

2008年安固里淖区域代表站张北站全年河干河道未过水，安固里淖地区多年平均降水量为360 mm，以距离安固里淖最近的黄石崖为代表站，黄石崖站2008年降水量323.7 mm，降水天数77 d，属偏枯年份，其中9月11日之前降水266 mm，占全年降水量的82.3%。最大24 h降水量24.3 mm，发生在8月份，该次降水历时长，强度小，蓄水工程以下入淖的区间几乎未产流，河道径流补给可以忽略不计。

蒸发量以张北站做为代表站，以E601型蒸发量为观测标准，张北站多年平均蒸发量为858.3 mm，2008年张北站全年的蒸发量865.2 mm，其中1月1日—9月10日蒸发量704.4 mm比多年平均同期蒸发量多16.5 mm，评估日期之前的蒸发量较往年同期偏多。

张北县地下水资源1.77 亿 m3，全县生产生活用水的93%靠汲取地下水。2000年之后全县大力发展蔬菜种植产业，机电井的数量急剧增加，地下水的超强度开采，造成了土壤包气带增厚，土壤水消失，有限的降水虽增加了入渗，但仅仅补充了包气带中的土壤水和植物需求，未能补充或很少补充每年强采地下水造成的疏干层。以安固里淖周边的东壕站见图1和张北站见图2作为地下水代表站，东壕站的地下水呈现连续下降的趋势，张北站2000年有3个月井干，2001年有6个月井干，2002年—2005年全年井干，自2006年换井后，张北站的水位也呈现连续下降的趋势。由于地下水位的连续下降，导致安固里淖常年持续补给周边地下水，在地下水与地表水相互补给转换中保持了湖泊水始终补给地下水的状态。

图1 东壕站地下水位变化趋势图

图2 张北站地下水位变化趋势图

7 结 论

2008年安固里淖上游水利工程没有对安固里淖进行输水补给，且该区域连续多年强采地下水位，地下水位连续下降，湖泊常年持续对地下水进行补给，降水入渗增加，减少了地表径流，加之降水量较多年平均偏少，蒸发量较多年平均偏多，没有产生有效地地表径流补给。故而经过多因素综合评定，安固里淖水面面积在2008年9月11日处于枯水年。

[1]万斌.无资料河流水文巡测方法的初步探讨[J].新疆水利，2011(03)：14-19.

[2]吴万虎，姜卉芳，张乐乐.无资料河沟年径流量计算方法研究[J].人民黄河，2013,35(08)：31-32.

DiscussiononnoMonitoringDataFlowLakeRegionHighWaterandLowWaterAssessment

WEI Jing-xian

(Hebei Province Zhangjiakou Hydrology and Water Resources Survey Bureau，Zhangjiakou 075000，China)

The first national census for water conservancy in 2011 is the first comprehensive water conservancy survey in Chinese since the establishment of PRC.The census is divided into 8 projects，of which the earliest part is the census of rivers and lakes.It is the main task for the first national census for water conservancy，and also the basis of other water conservancy special census.The lake water surface area assessment of wet and dry years needs to be completed by census units.For these lakes that have no observation data and historical data reference difference，a comprehensive assessment of multiple factors that has an effect on the surface area of the lake，is conducted according to the actual situation of the lake.

water conservation census；rivers and lakes census；Lake characteristics inventory；wet and dry years；evaluation

1007-7596(2014)12-0012-03

2014-08-02

魏璟贤(1981-)，女，河北新乐人，工程师。

P333.3

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