地球所塔里木河地下水对生态输水的响应研究取得进展

2010-7-26 00:00 来源: 地质与地球物理研究所
1155 收藏到BLOG

  由于水资源紧缺,塔里木河下游生态正处于严重退化之中。大批胡杨树死亡、沙漠化加剧。为了减缓生态退化,国家从2000年起,花费巨资(107亿元)实施跨流域调水工程。迄今已经累计调水23亿方。在内陆干旱区开展大规模人工补给地下水的生态修复工程,举世罕见。然而,这项史无前例的生态工程给塔里木河下游地下水带来了什么样的变化?未来生态走势如何?这是政府和科技界普遍关注的重大问题。

  在国家自然科学基金、中科院知识创新工程重要方向项目、水资源项目资助下,地质与地球物理研究所工程地质与水资源研究室庞忠和研究员课题组自2005年起对塔里木河流域水循环与生态开展了系统的同位素水文学研究。该课题组培养的博士生黄天明与庞忠和研究员合作发表的关于塔河下游地下水的文章最近发表于国际水文学权威刊物Journal of Hydrology(《水文学杂志》),该成果对于评估调水对于缓解生态退化的效果、调水方式的优化等提供了科学依据。

  基于对下游9个地下水监测剖面的40个观测井开展的现场观测,作者对大气水、地表水、地下水、6个土壤剖面开展了系统的水化学、氢氧稳定同位素和氚含量采样和综合研究,得出以下结论:

  (1)经过8次应急输水,在距离河道700m以内地下水位呈上升趋势;

  (2)地下水的含盐量受河水含盐量、前期地下水含盐量、含水层含盐量、包气带含盐量及水动力条件综合影响,总体呈下降趋势;

  (3)下游河岸地下水受现代水补给(包括调水补给和1960s以来补给)的范围十分有限,从上到下分别距河道600-200m以内,小于水位上升区域,说明水位上升是由压力传导而非水分子本身补给;

  (4)下游地下水的氢氧同位素位于大气降水线以下,又平行于降水线,表明入渗过程中的等量蒸发作用;

  (5)适于下游主要植被(胡杨、红柳)生长的最小地下水埋深(小于5m)面积十分有限,在距离河道200m以内,且向下游逐渐减少;

  (6)干旱河岸生态系统是历史时期由于季节性洪水等形成的。调水虽然在一定程度上缓解,但仍不能阻止其退化的总趋势。

  作者据此对塔里木河调水修复生态工程提出以下建议:(1)从全流域水资源统一利用和管理着眼,制定可持续的水资源利用和生态保护方案,保证输水的继续;(2)进一步对塔里木河下游地下水水动力条件、包气带、水化学及与生态系统相互作用进行研究。

  该研究成果近期发表在Journal of Hydrology(《水文学杂志》)第387卷上(Huang and Pang. Changes in groundwater induced by water diversion in the Lower Tarim River, Xinjiang Uygur, NW China: Evidence from environmental isotopes and water chemistry. Journal of Hydrology, 2010, 387: 188-201)。