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黑河流域中上游考察

已有 4994 次阅读 2013-10-19 16:14 |系统分类:科研笔记|关键词:黑河流域 考察

0 考察目的

(1)      了解黑河流域中上游野外观测站点分布位置、站点观测仪器。

(2)      考察黑河流域上游和和中游出口水文站(莺落峡和正义峡),获取水文相关的信息。

(3)      考察黑河中游分布密集的灌溉渠系。

(4)      了解黑河流域分水方案及分水方法。

(5)      了解黑河流域中上游一些地貌特征。

(6)      了解民勤县生态环境问题。

本次野外考察路线如下,总共考察6天,时间段为2013.10.3-20.13.10.8,每天考察行程如下:

1 兰州—西宁—祁连(2013.10.3

   第一天从兰州出发,经过西宁、互助、大通、门源进入祁连县(黑河流域上游),主要考察黑河流域上游东支,路线如下图所示,主要考察点:阿柔气象观测站(位置见下图,在阿柔大寺附近)


1.1 阿柔冻融观测站

   阿柔站经纬度为100.467°E38.05°N,海拔3032.8m。设于青海祁连县中东部阿柔乡草大板村瓦王滩牧场,所处位置地势相对平坦且开阔,自东南向西北地形略有倾斜下降,3km外处有连绵的山丘及高山。站点所处的牧场夏季牧草长势较好,植被高度达20 cm-30 cm。该站点的观测设有大气风、温、湿的梯度观测(2m -10 m)、降水、辐射四分量、气压、各土层深度上的土壤温度、湿度及土壤热通量和涡动相关通量。


1.2 黑泉水库

   

黑泉水库位于青海省大通回族土族自治县宝库乡,位于227国道旁,距离大通县桥头镇37公里,距离西宁市75公里,总库容1.82亿立方米,工程总投资77625万元,是青海引大济湟工程的重要组成部分,对保障西宁及周边地区的工农业及生活生态用水具有重要的作用。(见下图)



2祁连—野牛沟—肃南(2013.10.4

   

第二天从祁连县出发,途经扎麻什乡、野牛沟乡,到达肃南县,主要考察黑河流域上游东支,路线如下图所示,主要考察站点:大冬树山垭口站,中科院祁连站



2.1 大冬树垭口的观测站

大冬树垭口站为积雪观测站,经纬度为38.017°N100.233°E,海4146.8m。设于青海祁连县南部黑河上游大冬树山垭口东侧高地之上,所处位置周围地势相对平坦且开阔,自东南向西北地形略有倾斜下降。该站点所处位置植被主要是高寒草甸,秋、冬、春三季存在积雪覆盖。该站点的观测项目有:大气风温湿梯度观测(2m -10m)、气压、雨雪量计、雪深、辐射四分量、多层土壤温湿度及土壤热通量。


观测仪器:

涡动观测仪  

  雨量计


2.2 中科院祁连站:

黑河上游生态-水文试验研究站(祁连站)是中科院寒旱所所级野外台站,承袭1958-1968年祁连山冰川水文观测站及1984-1994年祁连山冰沟冻土水文站研究和观测积累,2004兴建寒旱所水文与水土资源研究室野牛沟寒区水文过程定位观测站,20081月正式成为中科院寒旱所重点野外观测研究站。

祁连站位于北纬38°15′,东经99° 52′,海拔3040米,属大陆性高寒山区气候,年降水量400-600mm。植被类型以高寒灌丛、高寒草甸及高寒草原为主,其次为荒漠和山地草原,而森林植被则较少。土壤主要包括高山寒漠土、高山灌丛草甸土、高山草甸土、高山草原土等。

祁连站研究的总体目标是探讨寒区流域水文生态过程机理及其对全球变化的响应,最终目标是在全球变暖大背景下高精度预测出山径流。研究方向主要有:寒区水文学、寒区生态水文学、寒区恢复生态与生态经济学。


观测仪器:

蒸发仪和雪深标

地温观测

 

3 肃南—高台—正义峡(2013.10.5

   第三天从肃南出发,经过高台,到达正义峡国家水文站,最后返回高台县,主要考察黑河流域中游出口正义峡国家水文站,路线如下图所示:

3.1正义峡水文站:

本站属于国家基本水文站,是划分黑河流域中游与下游的临界点,站点位于高台县罗城乡天城村,距离源头517.6km

该站点提供信息包括:

(1)      黑河流域水系示意图:该示意图提供了黑河流域较详尽的水系图

(2)      正义峡水文站综合业务图:该图提供该站及黑河流域的一些基本信息,说明了主要任务,测验设施及方式,提供了从1957年到2007年径流年际变化图、重要的水文特征及多年年平均河川径流的年内分布特点

(3)      从站上工作人员获取信息:中游用水主要分布在4月份到9月份,及11月份(冬罐),从上面多年年平均河川径流分布图可以发现,在11月份该站径流明显低于相邻的月份,同时该站冬季水较多,主要与这段时间灌溉用水量少,地下水缓慢补给河流有关;该站夏季水水,4-6月经常出现断流,这与中游在该时间段灌溉用水较多有关。

4 高台—临泽—张掖(2013.10.6

第四天从高台出发,经过临泽,到达张掖市,主要考察黑河流域中游临泽农业生态系统国家野外科学观测研究站及丹霞地貌,路线如下图所示:


4.1临泽农业生态系统国家野外科学观测研究站:

        临泽内陆河流域综合研究站地处甘肃河西走廊中部的临泽县,地理坐标39°21'N100°07'E,海拔1367m,距张掖70km,距兰州560km。主站位于绿洲-荒漠过渡带,沙漠、戈壁为主要景观类型。该区属大陆干旱气候,多年平均降水117mm,年蒸发量2390mm,年均气温7.6℃,最高气温39.1℃,最低气温-27℃≥10℃的年积温为3088℃,无霜期105d,年均风速3.2 m·s-1,大于8级的大风日数年均15d,主风向为西北风,风沙活动主要集中在3-5月。地带性土壤为灰棕漠土,绿洲农业靠黑河水资源灌溉,在长期的耕种和熟化下,形成绿洲潮土和灌漠土,并有大片的盐碱化土壤和风沙土分布。临泽站是以黑河流域中游绿洲的临泽站为中心试验基地,以上游冰雪冻土带、森林草原植被带和下游荒漠河岸林为观测点,以流域水资源和绿洲农田生态系统为主要观测研究对象的流域综合研究站。研究方向包括绿洲演变和水循环研究;绿洲可持续发展与节水农业研究示范等。该站点还具体气象资料观测能力。

该站生态实验田:

 棉花实验田                                

  玉米实验田

4.2丹霞地貌:

        丹霞地貌(Danxia landform)系指由产状水平或平缓的层状铁钙质混合不均匀胶结而成的红色碎屑岩( 主要是砾岩和砂岩),受垂直或高角度节理切割,并在差异风化、重力崩塌、流水溶蚀、风力侵蚀等综合作用下形成的有陡崖的城堡状、宝塔状、针状、柱状、棒状、方山状或峰林状的地形。1938年,构造地质学陈国达把这种红色岩层上发育的地貌称为丹霞地形,并把这种地形作为判断丹霞地层的标志。



5 莺落峡—草滩庄—遥感站(2013.10.7

第五天行程主要在张掖市甘州区周围,考察点包括莺落峡(见下图)、黑河草滩庄水闸枢纽、中科院遥感站、黑河流域生态-水文过程综合遥感观测联合实验场。

5.1莺落峡水文站:

        该站属于国家基本水文站,是黑河干流出山口控制站、是黑河干流上中游分界断面,属国家重要水文站、中央报汛站,194310月设立,地处甘肃省张掖市境内,控制流域面积10009平方公里。莺落峡水文站主要是为黑河中下游地区抗旱防汛提供水文情报、预报、为水资源的合理开发、利用、配置、保护积累和提供水文资料,从2000年起在黑河水量统一调度中承担水量监测任务,开展新设备、新仪器的试验研究。莺落峡水文站主要监测水位、流量、悬移质泥沙、降水、水面蒸发、气温、湿度、风速、气压、悬移质泥沙颗粒分析、水污染、土壤墒情等,并承担向国家防总、省防办、兰州铁路局、黑河流域管理局、甘肃省水文局、张掖市()、酒泉市、酒泉卫星发射基地等十几个单位部门拍发水文情报、预报的任务。


 

 

 

主要收集到信息:

(1)由于黑河流域上游自2000年之后兴建了大量的水库,改变了上游上游自然径流状况,所以上游主出口莺落峡观测站提供的径流数据为非自然状态下径流数据,需要对其进行还原处理,这部分工作,侯玉婷已经完成。通过建立回归方程,采用上游流域内过去 20 年的径流观测资料和台站降水资料,用逐步回归的方法建立了回归方程程,还原2000 年以后的出山口径流量。还原方法的原理是依据流域内的降水和径流间的密切关系,利用回归分析这一研究要素间具体数量关系的强有力的工具,建立回归模型来对实际产流量做还原。

(2)该站上方莺落峡水库将一部分水排到河流,另一部分排到渠系,在测量流量时,需要将二者求和。

5.2 黑河草滩庄水闸

草滩庄引水枢纽工程位于黑河莺落峡出山口下游10公里处,控制流域面积10009平方公里,属国家大二型水闸工程。该工程于19844月兴建,19875月主体工程完成投入运行。
   枢纽工程控制灌溉面积122万亩。工程自1987年运行以来,平均每年给东、西总干渠供水约6亿立方米左右,为甘州、临泽、高台三县(区)农业稳产增产提供了可靠的用水保证,经济效益、社会效益十分显著。草滩庄枢纽按百年一遇洪水设计。
    草滩庄枢纽工程还是黑河向下游调水的控制性工程。自2000年以来,中游地区每年都采用“全线闭口,集中下泄”等措施向下游输水,因黑河属宽浅式河床,散、乱沟岔较多,河道输水损失较大,给调水任务的完成带来一定困难。但在张掖市委、市政府的正确领导下,全市上下顾全大局,牺牲局部利益,连续六年都完成了调水任务,为下游的经济发展、社会稳定和生态环境改善做出了一定的贡献。


5.3 中科院遥感站

           中科院遥感站位于甘肃省张掖市甘州区党寨镇的张掖绿洲现代农业示范区,海拔1525m,占地30亩,距离张掖市10km,位于黑河流域中游。该站目前维护的观测实验场主要分布在黑河流域上游和中游,观测内容有气象、水文以及遥感地面验证,可以为寒旱区关键生物物理参数和其它陆面参数遥感反演、水文和生态建模以及陆面数据同化系统发展提供真实性检验的数据支撑。


6 张掖—阿拉善右旗—肃南—武威(2013.10.8

第六天考察从张掖市出发,途径阿拉善右旗、肃南,到达武威,路线图如下,主要考察巴丹吉林沙漠,雅布莱盐湖,民勤一些生态问题。


6.1 巴丹吉林沙漠

           巴丹吉林沙漠,位于内蒙古自治区的西部,是中国四大沙漠之一,总面积4.7万平方公里。其中的巴彦诺尔、吉诃德沙山是世界上最高的沙丘。巴丹吉林沙漠年降水量不足40毫米,但是沙漠中的湖泊竟然多达100多个。高耸入云的沙山,神秘莫测的鸣沙,静谧的湖泊、湿地,构成了巴丹吉林沙漠独特的迷人景观,每年吸引了上万名国内外游客前来观光。巴丹吉林系蒙古语,沙漠以一居民点而得名。沙漠海拔高度1200-1700米之间,沙山相对高度可达500多米,必鲁图峰海拔1617米,垂直高度约435米,堪称沙漠珠穆朗玛峰



     

6.2雅布莱盐湖

           盐湖是咸水湖的一种,干旱地区含盐度(以氯化物为主)很高的湖泊。淡水湖的矿化度小于1/升,咸水湖矿化度为135/升,矿化度大于35/升的则是盐湖。盐湖是湖泊发展到老年期的产物,它富集着多种盐类,是重要的矿产资源。雅布莱盐湖位于内蒙古自治区阿拉善右旗东南部的雅布莱镇。


6.3民勤一些生态问题

  民勤县,位于甘肃省西北部,河西走廊东北部,石羊河流域下游,东、西、北三面被腾格里和巴丹吉林大沙漠包围,生态环境脆弱,如果生态破坏严重,容易被周围的沙漠所吞噬,我们通过和当地农民交谈获取以下信息:

(1)      水资源比较稀缺,每年农作物需水期,都需要抽取地下水,而且农民不能私自抽取地下水,灌溉期农民需要为水资源付一定的费用。

(2)      农民生活用水,采自地下水,而该区域地下水较咸,但是不得不引用这些地下咸水。

(3)      农民收入微薄,据当地农民介绍,他们一年的农业纯收入在2000元左右,非农忙季节需要打临时工补贴家用。在家种地的多事年龄较大的人,年轻人都出去了,基本不会再回来,再过几十年,很多地方面临无人居住的境地。



7 考察总结

(1)      通过考察黑河流域中上游野外台站,认识并了解了一些观测仪器及测量方法,如降雨观测(雨量筒)、蒸发观测(蒸发器)、日照观测(暗筒式日照计)、地温观测(温度计)等。

(2)      通过考察莺落峡和正义峡站,了解了黑河流域详细的水系分布、站点观测的水文特征(径流年际变化、径流年内分配、极端水文事件等)、中游用水情况(用水时段及分布)

(3)      为了对黑河流域有限的的水资源进行高效利用,中游分布着密集的渠系系统,渠道分为干、支、斗、农、毛五级,通过渠系系统对水资源进行合理配置。

(4)      由于黑河流域水资源不足,黑河流域区域之间水事矛盾频发,自20世纪60年代以来,随着中游经济社会的发展,进入下游的水量逐渐减少,下游额济纳绿洲地区出现了河道断流、湖泊干涸、地下水水位下降、草场严重退化等生态环境问题。为此国家先后出台了不同分水法规,缓解用水矛盾和生态恶化的局面。水量分配安装年度水量、月度水量和实时水量调度相结合的方法进行分配,实行断面水量控制和区域用水总量空间,逐月滚动修正。具体分水的实施通过草滩庄引水枢纽实现。

(5)      认识了一些重要的地貌特征,如戈壁、冰川、沙漠、高原草地、丹霞等。

(6)      通过对民勤的考察,了解了该区域的水资源状况,周边环境状况及农民生活状况等。


后记:特别感谢南卓铜老师和吴立宗老师一路上的讲解和答疑,感谢赵彦博师兄和何思为师兄提供精美的照片!






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