关于沙漠中的水资源问题

关于沙漠中的水资源问题

一、沙漠中的资源

沙漠中的水资源是大家争论比较多的问题，其中之一是沙漠地区年降水量少，所以降水入渗补给地下水量少。其二是关于沙漠凝结水的问题，一说凝结水特小，比如民勤治沙站刘光祖高级工程师说：“凝结水对沙漠补给太少，早上有凝结水现象，这不可能影响土壤含水量”。内蒙古研究的资料表明凝结水也只有十来毫米。

二、沙漠水资源的评价

应从其实际自然现象来评价，沙漠中有水，表现为：①沙区中有大量的草地、盐碱地，比如腾格里沙区中就比较多，草地或盐碱地地下水位较高，一般埋深1～3m，则可知其陆面蒸发量很大，则地下水数量是很可观的。沙漠中的水资源主要来源于降水入渗补给及部分山丘区侧向补给量。

②沙漠凝结水。沙漠凝结水不是一般所理解的雾露霜量，而是沙层中的凝结水，据作者文章介绍约为130～200mm。这部分水量，并不能补给地下水，而是存在于20～60cm深沙层中，是沙生植物之“生命之水”。

三、沙漠中降水入渗补给量

一般认为沙漠地区降水量很少，所以不可能有多少入渗补给量，实则不然，降水入渗补给系数的大小，主要制约因素为：①地下水埋深；②土层的土壤田间持水率水平，如果土层很厚，田间持水率水平又很大，显然降水入渗量大都被土层吸收，而不能下渗补给地下水。一般粘壤土田间持水率22%，而沙漠则为4%，因此可计算得1m土柱有：

沙漠田间持水量：0.04×1.6×100=64mm

粘壤土：0.22×1.3×100=286mm

可见沙层的容纳水性非常小。

四、干旱地区降水特性

干旱地区虽然年降水量很小，但汛期往往会产生强度较大的短历时暴雨，有的年份一场雨量较年降水量还要大，这就造成“不补则已，一补惊人”的现象，而这种补给量又深储沙下地层。

五、土壤蒸发的问题

土层蒸发量的大小，决定于土壤湿度，而土壤湿度的水分来源一则是降水后土壤表层的储水。二则由其下层通过毛管作用由下而上补充，粘壤土毛管上升高度为2000～3500mm，因此毛管的吸力往往可将2米以下的水分吸到地表层，源源不断地供给蒸发，这就是在干旱条件下黄土高原失墒的主要原因。

在沙漠地区，沙漠的毛管上升高度一般为30～100mm（中细沙），当沙子表层干燥后，很少有毛管水补充，所以表层沙始终是干燥的。这就大大减少了沙下地下水的蒸损，因而能保护沙漠地下水减少损失，所以说沙漠是干旱区的“保水器”。这就是为什么沙区有较丰富的地下水的原因。当年降水量在100～200mm的地带，沙漠中就有地下水出露的表现，如沙漠中的小海子，巴丹吉林沙漠中的小海子特别多，且水质均好，说明有充足的淡水补给，而这里的年降水量仅100mm左右。腾格里沙漠年降水量100～150mm，其地下水的表现就更加明显，从谷歌地图上可以看出有一排排条带状的地下水出露带，有草地，有大片白色的盐碱地，而且所占面积很大。但是在年降水量仅为50mm甚至更小的沙漠地区，则没有以上现象，说明这里基本没有降水补给地下水的条件。当然，在年降水量300～400mm地区，降水补给地下水的数量就非常大了，如在鄂尔多斯东南部及西辽河上游一带沙区，其年径流系数达0.2～0.3以上，是一般黄土高原的5倍以上，使得在沙漠地区出现了高径流的流域，可以说这是干旱区的又一大“水文景观”。

六、选择腾格里沙漠东南部一块代表性地段，分析计算其沙漠水资源量

通过谷歌（google）地图选择一长方地块见附图，位于民勤县东边直至宁夏边界，长150km，宽78km，面积为11700km²。为什么要选这块地方？因这里具有典型性，或显著性，条带状分布的草地十分明显。而腾格里沙漠北部地区是否因为降水减少或其他原因，草湿地分布不明显。

①草湿地面积计算：条带状地块：12×3×50=1800km²

东南部湿地（块状）60×20=1200km²

合计：1800+1200=3000km²

②潜蒸量选择，根据地矿部门酒泉试验资料，以平均地下水埋深2.0m计，可选潜蒸量为140mm，则计算得潜蒸量为：

3000×140×10³=4.2×10⁸m³

这就是一般意义的地下水补给量，即水资源量。

七、关于沙漠凝结水量

沙漠凝结水一般产生于沙地和沙丘区域，这部分水量只存在于沙中20～60cm深处。由于沙地面积未能计算，所以凝结水的总资源量暂不作计算。但是它在沙区自然生态的保存及建设中有巨大的作用。

八、关于固沙、治沙问题

①关于沙坡头麦楷网格法的治沙成功经验说明两点：其一麦秸网格可以固定表沙层，不被风吹移动，变移动沙丘为固定沙丘。

②沙丘稳定即能产生稳定的沙漠凝结水，使栽种的沙生灌木能够成活，同时繁茂生长。如果沙丘移动，一场大风即可将沙生植物根系吹出而死亡，所以要先固沙后植树。

③当沙丘上沙生植物成长后，自然就成为防风的屏障，当然也就起到了固沙作用。

④沙生植物从民勤看到的主要有梭梭、花棒、沙拐枣及沙木蓼等，为多年生灌木，一般株高1.5～2.0m，为一丛丛生长，如白剌类其丛状极明显。丛间距（单株间距）应远大于株高，一定要露出足够的空地，其目的是要有足够大的日晒地面，这是产生凝结水的场地。否则树荫下地面晒不着太阳，就不会产生凝结水。

树间距也不能过大，过大了起不到防风、减少风速的作用。一般认为行距5米，株距2～3米左右较为适宜。在自然界可以常看到的沙漠景观如美国西部沙区灌木丛分布很好，没有流动沙丘，风景一样优美。在沙漠上的植被都是一丛一丛的，绝没像原始松树林那样密集。因为植株密集了，就阻止和破坏了产生凝结水的条件，因而也就不能生存。

在沙漠地区，平地铺沙，当会起到很好的保水作用；同时也能产生一定数量的凝结水，因此对培育沙漠林带将能起到良好的作用。

所谓平地，就是沙丘之间的无沙平整土地，土层一般应为粘壤土，具有很好吸水作用及隔水作用，使降水入渗补给水量全部为其所吸收，产生的凝结水也全部被吸收，沙层毛管上升高度很少，所以这些水分都被保存下来，这就是最好的植树条件。

2009年6月