西藏自治区水文水资源勘测局那曲水文分局
摘要:阐述了山丘区地下水资源量的计算方法,采用1980-2000年期间资料分析、计算西藏自治区地下水资源量,阐述其地区分布特征。
关键词:地下水资源量;计算方法;山丘区;分布特征
1西藏自治区自然概况
1.1地理位置
西藏自治区是我国最大省区之一,位于东经78°25'~99°06'和北纬26°50'~36°33'之间,东西向最大长度约1900km,南北向最大宽度约1000km,总面积120多万km2,约占全国国土总面积的l/8,是世界上海拔最高、形成时间最晚的巨大高原,平均海拔高程在4000m以上。西藏自治区北与新疆维吾尔自治区、青海省毗邻,东隔金沙江和四川省相望,东南部在横断山区和云南省相连,西部和南部与印度、尼泊尔、锡金、不丹等国以及克什米尔地区接壤,边境线长约4000km,是中国西南边陲的重要门户。
1.2水文地质
西藏高原的地下水在形成与分布方面有三个特点:一是由于地质构造的复杂,导致地下水类型的多样;二是由于气候的垂直分带,使地下水也呈现出相应的水平或环状分带性;三是由于高原多年冻土广为分布,使赋存于多年冻土区的地下水具有不同于非多年冻土区的特点。
1、多年冻土区地下水
多年冻土主要分布于藏北,约占西藏总面积的一半左右。多年冻土区地下水一般划分为冻结层上水、冻结层间水和冻结层下水,但从高原多年冻土在垂直方向上的衔接分布,且厚度不大(一般仅数十米)的特点来看,不具备大面积水平分布的冻结层间水的形成条件。
冻结层上水一般分布在地形相对低洼部位及山坡地带,常呈泉群出露,主要接受大气降水或冰雪融水补给,多为淡水。水量大多很小,且在融冻季节才呈液态水。
冻结层下水大都有承压性,呈现出径流变缓、水温降低和水质变坏等变化。它除制约于冻土层外,还受地质构造控制。在某些断陷或坳陷谷地与盆地中,常有松散堆积冻结层下水的分布,地下水量多但质佳者较少。因此,基岩冻结层下水就成了高原多年冻土区的主要找水目标,它包括下列三个亚类:
(1)基岩褶皱构造冻结层下水,赋存于某些褶皱构造的斜轴部和单斜中;而其中以灰岩夹砂页岩,一般水质好且水最大。(2)基岩断裂构造冻结层下水,在高原多年冻土区常可见到。(3)基岩断裂构造带融区水,地下水通过断裂泄出形成的温泉融区、河流融区及湖塘融区。
此外,在高原多年冻土区有丰富的卤水和热矿水资源。
2、非多年冻土区地下水
非多年冻土区地下水可划分以下类型:
(1)内陆干旱荒漠盆地水文地质类型。其特点是第四系沉积巨厚,在山前地带常形成良好的自流斜地式的储水构造,地下水资源较丰富,呈现自山麓至盆地中心的环状分带规律。(2)切割高原水文地质类型。即江河上游的高山、河谷地区。外泄水文网密布,底蚀强烈,第四系分布有限,地下水排泄于河沟,矿化度低。(3)巨型山间谷地水文地质类型。此带降水充沛,但第四系厚度不超过20米,地下水以强烈排泄于河流为其特征,储存量有限,如雅鲁藏布江谷地。(4)湿热山地水文地质类型,即喜马拉雅山东段南坡地带,不仅气温高,且降水充沛,地表水及地下水均极为丰富。
2评价方法及计算
2.1评价方法
山丘区计算多年系列总排泄量。根据水均衡原理,总排泄量可代表总补给量,又因为山丘区地下水补给来源为山丘区降水,故山丘区总排泄量可近似地视为山丘区降水入渗补给量。
地下水是指赋存于地面以下饱水带岩土空隙中的重力水。地下水资源量是指与当地降水和地表水体有直接水力联系、参与水循环且可以逐年更新的动态水量,即浅层地下水资源量。对于一般山丘区的一个闭合流域,当一次降水到达流域面后,经植被截流、填洼入渗、湿润表层土壤和地表水分的蒸发,并伴随着降水量的增加,一部分降水便形成地表径流,而另一部分降水则渗入地下形成壤中流和地下水。壤中流的量较小,是地表径流的组成部分,通过土壤蒸发和植被吸收而排泄。地下水则在低洼处和河床切割较深处以泉水或潜流的形式排入河道,成为河川径流的一部分,也就是要推求的河川基流量。
河川基流量是山丘区地下水的主要排泄项,由于山丘河谷深切,山丘区的地下水排泄于河道内,为水文测站测得,故通过分割河川径流量过程线的方法求得河川基流量。
所选用分割基流的水文站有如下要求:
(1)水文站具有比较完整、连续的逐日河川径流量观测资料。(2)水文站所控制的流域闭合,地表水与地下水的分水岭基本一致。(3)按地形地貌、水文气象、植被和水文地质条件,选择各种有代表性的水文站。(4)水文站的控制流域内受人类活动影响较少
分割基流常用的方法为直线斜割法,根据单站逐年分割并做了还原计算的天然河川基流量,与天然河川径流量建立相关关系曲线,即R~Rg关系曲线,对未分割年份的河川基流量直接在关系线上查算,从而得出单站逐年河川基流量和逐年降水入渗补给量模数。根据类比法原则,计算分区的河川基流量。西藏地域辽阔、水文站点稀少,羌塘内陆区、藏南诸河及金沙江流域,均无水文站控制。因此,参照地形、地貌、地质构造、植被和水文气象等条件移用相似邻近地区的基流模数,计算分区河川基流量。
2.2地下水资源量计算
根据以上计算方法得出西藏自治区1980-2000年全区地下水资源量为972.66亿m3,多年平均降水入渗补给量模数为8.1万m3/a.km2。
西藏自治区各地市河川径流量占全区比例如表1,西藏自治区各水资源三级区河川径流量占全区比例如表2。
表1.各水资源三级区河川径流量占全区比例%
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表2.各地市河川径流量占全区比例%
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由表1可知,在水资源分区降水入渗补给量中,藏南诸河所占比例最大,为32.45%,奇普恰普河最小,为0.03%。由表2可知,在各地市降水入渗补给量中,林芝市所占比最大,为31.51%,拉萨市最小,仅为2.9%。
3地下水资源量的地区分布特征
西藏自治区地下水的形成主要受气候和地势条件的控制,地下水的赋存和分布则主要受地貌、地层岩性和地质构造的控制。而浅层地下水的分布规律则受地质、地貌、地形、植被、气象、水文、水利工程及灌溉方式等因素的综合影响。
西藏地下水资源非常丰富,基岩裂隙水分布广泛。地下水是西藏大河补给水源的重要组成部分,无论哪种补给类型的河流,地下水补给量均占到年径流量的22%以上。地下水资源量的地区分布与降水、径流的地区分布基本一致。高值区主要分布在雅鲁藏布江派乡以下及藏南诸河的东部地区,低值区主要分布在藏西诸河、羌塘内陆区和雅鲁藏布江上游地区。藏西、藏北地区岩性较松散,颗粒粗大,有利于降水的入渗,而且该区的降水量较小,河川基流量所占比重均超过50%。金沙江、澜沧江、怒江位于西藏的东部和东北部,河川径流属雨水、融水、地下水混合补给型,河川基流量所占比重在30%左右。西藏外流水系的西部地区,地势较平坦,流域外围又有中、高山所环抱,地下水较丰富,往往形成地下水类的河流,如森格藏布、朗钦藏布、年楚河以及雅鲁藏布江上游段和朋曲上、中游段。
4结语
本文介绍了西藏自治区山丘区地下水资源量的计算方法和地下水的地区分布特征。通过计算,西藏自治区1980-2000年全区地下水资源量为972.66亿m3,多年平均降水入渗补给量模数为8.1万m3/a.km2。
参考文献
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