呼伦贝尔草原地区水文特性分析

2011-02-24 07:37王文华
东北水利水电 2011年7期
关键词:呼伦贝尔草原呼伦贝尔市产流

王文华,朱 添

(呼伦贝尔市水文勘测局,内蒙古 海拉尔 021000)

1 自然地理概况

呼伦贝尔市总面积25.3万km2,南部与兴安盟相连,东部以嫩江为界与黑龙江省为邻,北和西北部以额尔古纳河为界与俄罗斯接壤,西和西南部同蒙古国交界。除东部地区约占该区面积的10.5%为森林草原过渡地带外,其余多为天然草场,多年生草本植物是组成呼伦贝尔草原植物群落的基本生态性特征。2008年,呼伦贝尔市天然草场总面积0.084亿hm2,占全市土地总面积的33.21%。其中牧业四旗及海拉尔区、满洲里市草场面积为0.07亿hm2,占全市草场面积的83.20%,是著名的呼伦贝尔大草原。

呼伦贝尔草原位于欧亚大陆东南端中高纬度地带,属温带大陆性季风气候。由于纬度偏高,加之大兴安岭山脉的阻隔,来自太平洋的东南季风很难深入到该区,同时大兴安岭也使来自西伯利亚的寒流受到阻挡,因而形成了半干旱草原气候。主要特征是:夏季温凉短促,降水量小,冬季漫长寒冷,积雪期长,春季干燥风大,秋季气温骤降。

呼伦贝尔草原为呼伦贝尔高平原和低山丘陵地貌,海拔一般在500~800 m,属额尔古纳河水系,为干旱、半干旱水文区。湖面超过1 km2的湖泊78个,只有少数面积和水深较大的接受河川径流的补给,如呼伦湖、贝尔湖、莫尔格勒河的呼和诺尔、辉河的呼和诺尔等。还有许多季节性小湖泊,雨季时湖水上涨,水量较大,非雨季节,尤其是降雨未来临的春季湖水水量甚少,有些甚至干涸,湖水水量和水位不稳定,随季节而变化。由于地域辽阔,降水量小、蒸发量大、气候干燥,河网不发育,河网密度在 0.1~0.2 km/km2,辉河以西、海拉尔河下游以南广大草原地区,河网密度不足0.1 km/km2。诸河弯曲系数在2.0左右,莫尔格勒河、辉河弯曲系数超过3.0以上。

2 水文特性

2.1 降 水

呼伦贝尔草原地区降水主要来源于太平洋夏季风带来的湿润空气,由于地处内陆又受大兴安岭山脉相隔,水汽来源不足,故年降水量较少。多年平均降水量一般在250~350 mm之间,降水量自东向西递减,到呼伦湖、克鲁伦河一带减至250 mm以下,为该地区最低值。见表1。

由于天气系统受蒙古高压、季风环流和地形因素的影响,该地区降水季节性变化十分明显:夏秋多雨,冬春少雨雪。降水多集中在6—9月,占常年的80%左右,冬春降雨雪一般在30~50 mm,约占全年降水量的20%左右,蒸发量大、气候干燥,造成春旱严重,具有十年九春旱的特点。降水稀少,地面径流匮乏,致使本区形成较大面积的干旱草原和沙地。

表1 主要水文站多年降水量统计表

2.2 蒸发量

由于该地区日照时间长、降水量少、空气干燥,故蒸发强烈。年蒸发量地理分布与年降水量的分布相反,蒸发量自东向西递增。年水面蒸发量在850~1 350 mm,陆地蒸发量在350 mm以上。蒸发量年内分配极不均匀,春季多大风,雨雪量少,地面植被覆盖率差,因此蒸发量为最大,占全年的40%~50%。由于蒸发强烈,呼伦贝尔草原地区干旱指数都大于1.0,呼伦湖地区的克鲁伦河、乌尔逊河,干旱指数大于5,属干旱或半干旱牧区。

2.3 径流量

2.3.1 径流量年内分配

呼伦贝尔草原性河流属雨雪混合型河流,河床多沙质或沙砾石组成。乌尔逊河、克鲁伦河、辉河、莫尔格勒河河宽一般在20~50 m,水深较浅,比降较小。夏季水量集中,冬季严寒,封冻期长,每年一般12月至翌年1—3月为稳定封冻期,地表径流停止,河道多出现连底冻而断流现象。从4月春季融冰、融雪开始,流量逐渐增加,伊敏河、海拉尔河中下游,由于受上游主产流区冬季雪储量及气温回升强度的影响,一般会武开河形势,出现较大峰值。但春汛总水量不大,4—5月的径流量约占全年的30%。夏汛随降水量的增加,6—9月的径流量约占全年的50%~60%。克鲁伦河集水面积较大,地形平缓,汇流时间长,9月份的径流量为全年最大,占全年的20.3%,10月份次之,占全年的19.3%,10—12月的径流量约占全年的6.73%,12月上旬又进入封冻期,径流量逐渐减少至零。

2.3.2 径流量年际变化

海拉尔河及其支流伊敏河由于上游地区为大兴安岭林区,森林植被茂盛,涵养水分能力强,对径流有较大的调节作用,使下游的河川径流的年际变化相对减小,变差系数在0.44~0.48,模比系数0.24~2.24。克鲁伦河、乌尔逊河流域面积较大,变差系数为0.56和0.50。莫尔格勒河弯曲系数大,变差系数为0.9。草原地区主要河流代表站的径流距平图如图1所示。从图1可以看出:1955年至1960年,基本上是处于丰水期逐年下降趋势;1961年至1980年为枯水期;1981年至1999年属丰枯交替、丰水年偏多;2000年以后,处于干旱枯水期下降趋势。

图1 草原地区代表站径流距平图

2.3.3 径流量地域分布

大兴安岭西麓由东向西随海拔高程的降低,年径流深降至呼伦贝尔高平原降至50 mm以下,到莫尔格勒河河口以下,乌尔逊河以西地区,由于干旱少雨、蒸发强烈、地势平坦、产流条件差,该区很少产流或不产流,乌尔逊河和克鲁伦河的水量主要来自上游产流区,补充该区的水量,该区的径流深已降至5 mm以下。海拉尔河中下游该河段地处平原或高平原干旱半沙漠区,其间无支流汇入,径流深小于5 mm,径流系数0.1以下,产流条件差,很少产流或不产流;河道比降小而平缓,河两岸为沙土,覆盖层厚,河流的径流大量渗漏变为地下径流;由于河道损失较大,因此造成该区段的径流量为负增加。据估算该河段的河川径流渗漏补给地下水量约为1亿m3。

呼伦贝尔草原河流上下游年径流总量相差无几,有的年份下游的年经流量甚至小于上游。如海拉尔河上的控制站嵯岗实测径流量小于上游站坝后与头站的径流量,这种反常现象是客观存在的,反映出呼伦贝尔高平原地区河流的特性。主要原因是:一方面河流进入呼伦贝尔草原后,流经地区有部分低洼地、沼泽地、沙丘地,产流条件差,有效降水少,补给河流的地表径流水量也不多,径流模数偏小,一般只在2~3之间。另一方面河槽宽浅,两岸开阔,河道弯曲,比降很小,水流比较平缓,河水易于扩散漫溢,中途损失较多,因而产生这种反常现象。这是草原河流的特性,使上、下游水量不平衡。

2.4 泥 沙

地表径流是地表物质搬运的主要动力。河流含沙量的大小,与产生地表径流的暴雨强度和下垫面情况密切相关。草原地区河床为沙质河床,风沙较大,所以阿拉坦额莫勒站含沙量较大,其值为0.5 kg/m3,伊敏河海拉尔站多年平均含沙量为0.15 kg/m3。河流的输沙总量,不仅取决于河流含沙量的大小,同时还取决于河川地径流总量的多少。乌尔逊河、克鲁伦河、海拉尔河、伊敏河多年平均输沙量分别为 4.1,24.7,29.3,17.4 万 t。虽然风沙大、干旱少雨、植被较差,河流含沙量较大,但是,由于地形开阔平坦、径流模数很小,所以侵蚀模数也不大,一般小于10 t/km2。

2.5 水 质

呼伦贝尔草原地区河流pH值一般在7.0~8.5之间,呼伦湖pH值大于8.5,但适合鱼类生长,这主要是自然本底值偏高的缘故。呼伦湖以南地区,由于干旱少雨,河网不发育,水量贫乏,蒸发巨烈,水质较差,矿化度较高。局部地区的泡湖,碱盐积累较多,矿化度超过2 500 mg/L。但大部分地区的河流水质不超标,仍符合生活饮用水、渔业用水、灌溉用水标准,受人为污染不大。

3 结语

呼伦贝尔草原河流及其发育的湿地生态系统,还没有受到人类活动的根本影响与污染,基本上保持自然演化状态。 但很多实例表明:由于人类活动的不断强化,导致对生态环境的重大影响,从而改变区域的天然水文过程。由于处于干旱大陆气候区,对气候的变化十分敏感,持续的干旱,地表径流的减少,会使面积较大但较浅的呼伦湖因大量蒸发而失去原来的水位,从而引起湿地生态系统向草原生态系统演替。而呼伦贝尔湿地的存在对当地气候的影响是致关重要的,湿地生态系统与草原生态系统有着内在的密切联系,它们在相互影响中并存于这一地区,而且,任何一方的破坏都会引起链锁反应。如果保护不力,就会增加其脆弱性。因此,在开发和利用呼伦贝尔草原地区水资源时,要在充分分析和评价区域水资源、水环境以及水资源开发利用现状的基础上,根据流域经济社会可持续发展、生态与环境有效保护、水资源可持续利用的要求,在统筹分析水资源需求的基础上,按照水资源和水环境承载能力,制定区域水资源配置方案;根据流域水功能区规划要求,提出呼伦贝尔草原地区的水资源保护规划,为区域社会经济的可持续发展,实现人与自然和谐相处,对保护好呼伦贝尔草原生态环境起到积极地促进作用。

[1]呼伦贝尔市档案史志局.呼伦贝尔年鉴2007/2008[M].海拉尔:内蒙古文化出版社,2008.

[2]呼伦贝尔盟水文勘测大队.呼伦贝尔盟水文志[M].海拉尔:内蒙古文化出版社,1992.

[3]王希平,赵慧颖.内蒙古呼伦贝尔市林牧农业气候资源与区划[M].北京:气象出版社,2006.

[4]李玉文,赵秀洁,宋玉珍.呼伦贝尔市生态环境问题及对策[J].环境污染与防治,2007(10):23-24.

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