宁夏地下水环境条件及功能区划研究
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1.3 气象水文

1.3.1气象

宁夏深居内陆,远离海洋,位于我国季风区的西缘,冬季受蒙古高压控制,正当冷空气南下之要冲,夏季处在东南季风西行的末梢,形成典型的大陆性气候。具有冬寒漫长、夏热短暂、春暖过快、秋凉较早、干旱少雨、日照充足、蒸发强烈、风大沙多、南凉北暖、南湿北干及气象灾害较多等特点。

1.气温

宁夏年平均气温由北向南递减,北部引黄灌区8~9°C,中部同心盐池等地7~8°C,南部固原市5~6°C。区内气温日较差极悬殊,为12~15°C,平均年较差达24~32°C。引黄灌区气温≥2°C的无霜期为140~162 d,南部山区为103~148 d。1983~2012年宁夏年平均气温为8.89°C,各地年平均气温变化范围在6.99~9.99°C之间,惠农、银川、陶乐、中宁、盐池、海源、同心、固原、中卫气象站年平均气温见图1.3。

图1.3宁夏各地区气象站年平均气温图

2.降水

据中国气象区划,宁夏自南向北分跨三个气候带,详见表1.3。降水由南向北递减,变化在800~180 mm之间,六盘山和贺兰山地区是宁夏南、北部的多雨中心。

表1.3宁夏气候带划分

降水量年内分布极不均匀,6~9月份占全年降水量的70%左右,12月降水量最少。按季节划分,春季占14%~18%,夏季占51%~65%,秋季占20%~28%,冬季占1%~2%。降水年际变化剧烈,降水变差系数为0.20~0.46,由南向北增大,降水量越少的北部地区降水量越不稳定。银川市、石嘴山市、吴忠市、固原市、中卫市多年平均降水量分别为190.76、174.47、263.52、427.44、182.17 mm。五市年均降水量按照从大到小顺序排列:固原市>吴忠市>银川市>中卫市>石嘴山市。

3.蒸发

宁夏气候蒸发强烈,干燥度大,年平均蒸发量达2 075.1 mm,约为年平均降水量的8倍。同心县韦州站年蒸发量最大,为2 803.4 mm;西吉、泾源、隆德县较少,平均小于1 418 mm。蒸发量年际变化在1 600~2 500 mm之间,20世纪60年代年平均蒸发量1 968.8 mm, 70年代平均蒸发量1 899.12 mm,80年代年平均蒸发量2 171.16 mm,90年代年平均蒸发量2 235.21 mm,从60年代到90年代,年平均蒸发量趋于增大。

1.3.2水文

宁夏位于黄河上中游,除中卫市甘塘一带为内陆河区、盐池县东部为鄂尔多斯内陆河区的一部分外,其余地区皆属黄河流域。境内黄河及其各级支流中,流域面积>5 km2者904条,>100 km2者102条,>500 km2者27条,>1 000 km2者14条,>10 000 km2者仅黄河和清水河2条。宁夏地表水具有量少、质差、空间分布不均、时间变率大等特点。境内多年平均年地表径流量9.706×108m3(未计黄河过境水),仅占全国河川年径流总量的0.037%;径流模数为2.12×104m3/(km2·a),仅为全国平均值的6%;地表水资源人均占有量少。宁夏水系见图1.4。宁夏主要河流特征见表1.4。

表1.4宁夏主要河流特征统计表

黄河是宁夏的主要地表水,自中卫市南长滩入境,蜿蜒于卫宁平原和银川平原,至石嘴山市头道坎北麻黄沟出境,流程397 km,占黄河全长的7.2%。多年平均径流量以1956~2000年45年系列计算,下河沿水文站入境水量306×108m3/a,石嘴山水文站出境水量281×108m3/a,入出境水量差25.6×108m3/a。2003~2008年黄河入境水量为253×108 m3/a,出境水量为213×108m3/a,入出境差为40×108m3/a。黄河干流年径流量呈逐年减少、丰枯交替变化的特点。

图1.4宁夏水系图

得黄河之利,宁夏引黄灌区引水渠、排水沟纵横。引黄灌区分为自流灌区和扬水灌区两部分。自流灌区地处河套西部,由卫宁灌区、青铜峡灌区组成;20世纪70年代以来,国家投入大量资金兴建了固海、盐环定、红寺堡、固海扩灌等大型扬水工程,将黄河水引上高原,在滴水贵如油的亘古荒原开发良田,成为扬水灌区。

全灌区现有干渠、支干渠15条,总长1 540 km;小型电力排灌站570座,排灌机井5 060多眼;各大干渠总引水能力750 m3/s,年引水量67亿m3,净用水量32.8亿m3,总灌溉面积715万亩。其中北部银川平原主要渠道为西干渠、东干渠、唐徕渠、汉延渠、惠农渠等,卫宁平原主要渠道为北干渠、美利渠、跃进渠、太平渠等,均属季节性水流,支、毛、斗渠较多,纵横交错,引黄灌溉时间为每年5~9月和11月。

2012年黄河干流宁夏段实测入境水量373.831亿m3,实测出境水量356.900亿m3,进出境水量差16.931亿m3。宁夏灌区引扬黄河水量60.89亿m3,其中青铜峡灌区引扬黄河水量43.744亿m3,卫宁灌区引扬黄河水量17.146亿m3,见表1.5。现状渠系水利用系数为0.44~0.53。

表1.5宁夏黄河灌区2012年引、扬黄河水量统计

宁夏引黄灌区的最大特点就是灌排结合,排水与灌溉密不可分。灌区排水沟承担着农田排水、排洪、排污等重任,排水通畅可实现农业丰收、灌区防汛排涝安全及生态与环境改善;反之,则会造成土地盐碱化加剧、农作物减产、生态环境恶化与洪涝成灾等。

全区排水干沟32条,总长为790 km。2012年灌区各排水沟直接排入黄河水量33.456亿m3,其中青铜峡灌区排水量26.682亿m3,卫宁灌区排水量6.298亿m3,清水河回归水0.476亿m3。见表1.6。

表1.6宁夏黄河灌区2012年各排水沟排水量统计表