地下水如何流入绿洲
骤雨难以解决农作物几个月生长的水需要量。幸好神奇的自然为自己的发育保存了那仅有的一点水,也为人类繁衍留下空间。
有了两千年的教训,后来者谨慎一点了!2005年,阿拉善SEE生态协会邀请长安大学国际干旱半干旱地区水资源与环境研究中心的李佩成教授,请他测定巴润别立苏木镇地下水承载力。李教授以大量的资料和数据分析,解密腰坝绿洲得以生存的原理。其中的关键是31亿年来阿拉善地区形成的地质地理地貌,即贺兰山山前所形成大面积倾斜平原,是湿舌带水草能否持续的关键之一。
图6-4 贺兰山麓及山前倾斜平原、径流卫星影像图及水文示意图
资料来源:《阿拉善盟腰坝绿洲地下水资源承载力及可持续利用的研究》,西安:长安大学,2005,附图1,附图2。
贺兰山山前有四条顺山南北布展开的断裂带,在贺兰山西侧形成由东向西依次降低的阶梯地形:贺兰山山地、山前台地和拱曲断块台地、断陷盆地、沙漠。腰坝绿洲位于山西侧断陷盆地边缘的洪积倾斜平原上,绿洲西面紧连浩瀚的腾格里沙漠。巴润别立镇俗称腰坝,农牧民在洪积倾斜平原边缘端筑坝,抵御夏日瞬刻间泥石俱下的洪水,防止良田和民房被毁。洪积扇平原的绿洲海拔为1290~1340米,绿洲北部海拔1300米以上,地势以1%的坡度向西倾斜,而南部又高于绿洲中心,形成东北和南端两头高,呈现簸箕状地形。
贺兰山西坡流下的水如何达到腰坝?贺兰山山前台地无植被覆盖,被水力冲击,被风力和日照侵蚀,形成纵横交错的深谷沟壑。表6-3列出了由南至北主要的沟渠径流量。向腰坝供水的沟渠,由北至南依次是南寺沟、柳门沟、黄渠沟、塔塔水沟、白石头沟、青石嘴沟系、大水沟、常流水沟,南侧有牛石头沟、上海沟、乌赛沟等冲沟。这些冲沟呈辐射状。借助谷歌地理,我们可以清晰地看到8条大沟辐射状散开,腰坝就在洪积扇边缘。
降水集中在夏季6~9月,降雨在裸露的山脊上疾速冲下,变成洪水无阻挡,短时间内冲至宽阔的洪积倾斜平原区,分流到洪积扇面的宽浅沟漕之中。山前冲积扇、洪积扇、洪积台地,分布于贺兰山西麓倾斜平原上,山前冲(洪)积扇的前缘,形成大面积倾斜平原,地形平坦开阔,土壤细腻,有丰富的地下水资源。阿拉善首府巴彦浩特和腰坝,分别位于贺兰山中部冲(洪)积扇下沿。
图6-5 腰坝井灌区地形、地质剖面示意图
资料来源:《阿拉善盟腰坝绿洲地下水资源承载力及可持续利用的研究》,西安:长安大学,2005,第4页。
大地如何保存天上的赐水?贺兰山岩层破碎多裂隙,降水渗透性好。暴雨一部分经地表速流流到冲积扇、洪积扇地区,并在地表迅速蒸发,一部分渗入地下赋存于基岩裂隙中,沿断裂带附近出露地表成为泉水。南寺沟断裂、喜鹊沟断裂、赵池沟断裂,所赋存的裂隙水流排畅通。山区的地下水水质好,矿化度一般小于0.5g/L,为单一的重碳酸钙水。
水流至腰坝绿洲东面的山前洪积台区,含水地层变得平缓,砾岩多为泥质胶接。这里处于巴彦浩特断裂南端,岩层导水性和富水性贫乏。再往西,就是山前洪积倾斜平原,由不同时期冲洪积扇重叠堆积而成。在洪积倾斜平原的东部、中部,冲积物多是粗石颗粒。向西愈远,扇顶端的颗粒愈细,细土为多。腰坝绿洲就位于贺兰山西麓山前倾斜平原区。
在山前洪积倾斜平原区、洼地及沙漠区,地下水以孔隙水的形式,赋存于松散岩组成的洪积、冲积、风积、湖积层中,分为单一的潜水和承压水。地下潜水位的埋深,由东向西逐渐变浅,而承压水的顶板埋深,则由浅变深。
图6-6a 腰坝2005年9月地下水等水位线
资料来源:《阿拉善盟腰坝绿洲地下水资源承载力及可持续利用的研究》,西安:长安大学,2005,第4页。
地下水可否持续?李佩成团队的勘查对腰坝绿洲地下水的补给、径流与排泄做了分析。腰坝绿洲的含水岩组有三层。第一含水层岩性为中细砂、粉细砂、含水砂,层间夹有黏土相对隔水,组成层间含水层和潜水层。其中的层间潜水分布于绿洲的中部,有1~3层含水层,底板层黏土层埋深35~51米(高程1265~1268米);潜水分布于腰坝绿洲的西南和西北,与地表盐碱湖有直接联系,其地板相对隔水层黏土层埋深35~41.8米(高程1241.13~1266米)。第二含水组,含水层岩性(为含砾中细砂、细砂及含砾粉细砂层)变化较大。含水层顶板深49.47~70.28米(高程1240~1260米),底板埋深137.7~206.58米(高程1089.42~1145.3米)。第三层含水岩组,含砾细砂岩、中粗砂岩等,埋深约206.56米。该含水岩组在盆地中部,含淡水较可靠,且水量丰富。
图6-6b 腰坝绿洲土壤分布
资料来源:《阿拉善盟腰坝绿洲地下水资源承载力及可持续利用的研究》,西安:长安大学,2005,附图4,第39页。
紧接腰坝绿洲东南面是小小的陶苏湖,接受来自白石头、青石嘴、常流水和牛石头四大沟壑的补给,同时又是腰坝绿洲浅层地下水的排泄基准。暴雨时节,洪水寄存湖内,随后蒸发而消失殆尽。历史上它是一个常年有水的盐碱湖,湖区浅层地下水矿化度>4克/升,局部高达16.6克/升。
巴彦达来湖群位于腰坝绿洲的西面,是整个腰坝断陷盆地地下水的排泄中心。巴彦达来湖接受东北部格灵布隆滩地下潜水的补给,还接受腰坝滩北侧部分冲沟流水,以及腰坝深层地下水补给。湖群中心有常年积水的咸水湖泊,湖水矿化度高达461.6克/升,为盐卤水;湖群中心地区的潜水水质较差,矿化度高达250克/升,最高达278克/升,靠近湖泊中心有盐盘发育。