新疆三工河流域平原區潛水蒸發特征分析

劉 芳，魏守忠

(1.新疆水利廳水管總站，新疆 烏魯木齊 830000;2.新疆水文水資源局三工河流域地下水環境監測站，新疆 阜康 831505;3.新疆兵團222團地下水環境監測試驗站，新疆 阜康 831505)

新疆三工河流域平原區潛水蒸發特征分析

劉 芳1，魏守忠2，3

(1.新疆水利廳水管總站，新疆 烏魯木齊 830000;2.新疆水文水資源局三工河流域地下水環境監測站，新疆 阜康 831505;3.新疆兵團222團地下水環境監測試驗站，新疆 阜康 831505)

分析三工河流域阜北地下水潛水均衡試驗場多年資料，潛水蒸發量主要與潛水埋深及土質有關，潛水蒸發量隨埋深的增加而減小，隨土壤粘性的增加而減小，土壤巖性對潛水蒸發影響力隨埋深增大而減小并趨于穩定，潛水蒸發與埋深具有較好的相關性。

潛水蒸發;潛水蒸發函數模型;潛水極限埋深;三工河流域

三工河流域位于天山博格達峰北麓，北接準噶爾盆地沙漠。地勢由南東向北西傾斜，坡度1‰～3‰，地表平坦。地貌景觀為人工綠洲和半荒漠綠洲相伴。下游沖洪積平原區近地表土壤質地以粘性土為主，主要為粘土、重壤土、中壤土、輕攘土為主。分析區處于三工河流域細土平原區下部，區內氣候特點為干旱少雨，夏季酷熱，冬季嚴寒;多年平均氣溫為6.3℃，氣溫變化范圍為41.2℃ ～43.0℃，多年平均降水量182 mm，年蒸發量 1 700 ～2 460 mm，干旱指數為9.3 ～13.5，屬干旱區。

潛水蒸發是由潛水埋深、氣候等因素相互共同作用與環境，對區域生態環境的演化進程其著重要作用，因此研究潛水蒸發運動規律，可對其相關環境的治理、保護以及水資源評價提供科學的參考依據。

1 潛水蒸發特征分析

1.1 潛水蒸發年變化特征

潛水蒸發試驗場位于三工河沖洪積平原細土區下游.不同土質潛水年蒸發量與埋深試驗關系見圖1。相同埋深條件下，不同土質潛水蒸發在埋深小于2.0 m時，蒸發量隨土質粘性的增大而減小;潛水蒸發量由大到小排序依次是輕壤土、中壤土、重壤土和粘土，蒸發量比分別是 4.03、2.45、1.78和1.00，相同潛水埋深條件下，輕壤土是粘土潛水蒸發量的4.03倍，可見土壤巖性對淺埋深下的潛水蒸發影響較大。潛水埋深大于2.5 m，潛水蒸發量受土質巖性影響較小，不同土質潛水蒸發量趨于穩定，差別減小。

由此看出，土壤巖性、潛水埋深對潛水蒸發影響力隨埋深增大而減小;潛水埋深大于2.5 m后，各類土質巖性的潛水蒸發量趨于穩定，潛水蒸發量主要取決于土質巖性和潛水埋深兩個要素。

1.2 潛水蒸發與埋深關系分析

其中:h為潛水埋深;a、b、c、d均為常數;

圖1 不同土質潛水蒸發量與埋深關系曲線圖

根據相關原理，過多的外延埋深數據會得出荒謬的結果。在實際運用中，可認為當潛水日蒸發量小于0.1 mm時，存在潛水蒸發量近似約等于0的極限埋深，由此當潛水年蒸發量約小于 36.5 mm(0.1 ×365 d=36.5 mm) 時，有極限埋深，利用潛水蒸發函數即可計算出各土質的潛水極限埋深值(表1)。三工河流域粘土至輕壤土的潛水極限埋深為2.08～3.36 m，當各土質潛水埋深大于表中計算潛水極限埋深時，潛水日平均蒸發量小于0.1 mm，潛水蒸發趨于0。

表1 不同土質潛水蒸發量函數及其極限埋深計算表

圖2 不同土質潛水蒸發與埋深關系擬合關系圖

2 潛水埋深調控探討

三工河沖洪積沖積平原區為半荒漠化地貌景觀，農田外圍野生植被環境與其互利生存，天然野生植被依賴于適宜的地下水位而生存。潛水埋深是本區農業可持續發展的基本保證。潛水埋深的調控制既要維持保護生態環境用水，又控制土地鹽堿化的普遍發生。因此可運用本區潛水蒸發運動規律來確定調控潛水水位。潛水埋深小于極限埋深時，潛水大量蒸發，使地表積鹽，一方面鹽堿化使土地劣化，另一方面對干旱區緊缺的水資源來說，無疑是一種浪費。將本區潛水埋深控制在極限埋深以下，實際控制埋深在 2.08～3.36 m范圍，可顯著的減少潛水蒸發，同時對外圍野生植被的生存也構成了有利的保護條件［1］。

3 結語

1)三工河流域沖洪積平原區潛水蒸發量在埋深小于2.0 m時，潛水蒸發隨土質粘性的增大而減小;隨埋深增大而減小;潛水埋深大于2.5 m后，各類土質巖性的潛水蒸發量趨于穩定，潛水蒸發量主要取決于土質巖性和潛水埋深兩個要素。

2)相同潛水埋深條件下，輕壤土是粘土潛水蒸發量的4.03倍，土壤巖性對淺埋深下的潛水蒸發影響較大，潛水埋深大于2.5 m，潛水蒸發量受土質巖性影響較小。

3)根據潛水蒸發運動特征，控制區域細土平原區潛水埋深在2.08～3.36 m范圍，對防治土地鹽漬化、保護和治理生態環境是有科學依據的。

［1］張長春，邵景力，李慈君，等.地下水位生態環境效應及生態環境指標［J］.水文地質工程地質.2003.30.(3):6—9.

P332.2

B

1004－1184(2012)05－0143－02

2012－08－25

劉芳(1970－)，女，工程師，內蒙古呼和浩特人，主要從事水利灌溉管理工作。