灌区和绿洲

三、灌区和绿洲

1.灌区形态及类别

一条河流出山以后，首先切入洪积卵石层，继而从卵石层(槽)流向扇缘坡积地带(一般两岸为土地)，然后河流进入湖积细土平原。河流水量经渠道引灌，逐渐损耗。由于河道、渠道下渗和田间灌溉回归水大量补给地下水，所产生的地下径流在细土平原低凹处以泉水形式出露，形成泉水河道，因而有泉水灌溉，直至水量损耗殆尽。

在河流上段以渠道引灌为主的为山水灌区；在下段以泉水为主的灌溉方式为泉水灌区。现在井灌发展，则做为两种灌溉方式的补充。

如果一条大河流其下游有低山带隆起，河流余水(包括洪水和泉水)则必经过山峡流向下游，为一条下游河道，这样就产生了下游灌区。

一个灌区如果是一个完整的盆地(下游有山脉阻挡)，则可称为闭合性灌区。如果灌区像扇面一样展开，下游没有受约束的地质构造，则称为非闭合的扇状灌区。前者所有的水量(包括地表水和地下水)最终都汇集于一个出口(一个主要出口或另有小出口)；而后者水量则分散流向多个方位，最终很快蒸损消失。多数情况，这种灌区下游段地下水为高矿化的咸水。

从上可知，灌区可有水的一次性利用(山水灌区)，二次性利用(泉水灌区)，三次性利用(井灌)；如果河流较长，上游的各种灌水，复渗入地下，又可为下游所再利用，因此有多次重复利用的情况。在河西地区一条河流有重复利用6次的情况。

在一个灌区内部，由于受几大干渠的约束，于是沿着一条干渠就会形成一长条形的灌区(一个绿色带)，在二条大干渠间，相对离水较远的地带，则形成一个缺水带，甚至成了一条盐碱地带，其相应地下水亦为咸水。于是就有了所谓葡萄藤式的灌区。

在下游灌区，其下段地下水大多数为咸水，或者如前述地下咸水也有插花的情况。在这种灌区，渠系下渗及田间灌溉回归水很快就与地下的咸水混合，使得宝贵的淡水资源只能一次性利用，水的利用率很低。

灌区上游河流己建水库的，可以调节供水，蓄丰补欠，按灌区轮次有计划地供水。如无水库，河流天然来水过程忽大忽小，水大时引水渠道很难承受，势必造成水的大量浪费；水小时，则难以保灌。

归纳以上情况，可将灌区分为两大类即闭合型灌区和扇形灌区。在引水方式上有天然河道引水及有库引水。在灌区性质上，划分为上游山水灌区，下游泉水灌区，井灌区及混合灌区。在水的重复利用次数上，可分为一次利用，二次利用及多次利用。在下游灌区，还可以提咸水进渠，咸淡混灌，重点可用于灌区外围防护林及其它耐盐作物的灌溉上。

2.绿洲

（1）绿洲的概念

一个流域山区里沿河谷的绿色地带(包括森林)不称为绿洲，而只把河流出山口以后，在茫茫的大荒漠背景下，由河水滋润所形成的那一片绿色之地，称之为绿洲。绿洲必与河流水量有水分联系，且是生长有超过某一植被景观标准的植被地域。如果植被很稀疏或根本不呈绿色景观的，则应归属于荒漠。如果没有河水滋润，而仅靠降水(大于某一降水量量级)维系生存的绿色植被，且有良好的存活状态，则谓之草原，而不称为绿洲。

（2）人工绿洲与天然绿洲

绿洲可分为天然绿洲及人工绿洲，人工绿洲是与河流水分联系，而且是直接引灌河水形成的。因此，一般讲，它将比天然绿洲有更高的层次。

当今几乎所有的绿洲都是以人工绿洲为主体，在其外围或某些地段仍保持一定数量的天然绿洲。随着经济的发展，耕地面积无疑地会不断扩大，一部分外围天然绿洲将开垦为农田，或辟为工场。因此，天然绿洲将处于拱卫人工绿洲的位置，将逐渐被人工防护林体系或人工草地所代替。在人工绿洲的最外围靠近沙漠边缘或沙漠上仍能生长沙生植被，要靠人工保护不被破坏、樵采，一部分植株靠地下水维系，一部分则靠沙漠凝结水生存。事实上沙漠凝结水的产生，也有赖于绿洲内部相对湿润空气的惠及。

（3）绿洲的土地构成

绿洲内的土地构成有：灌溉农田，林地(主要指片林)，人工草地，沼泽及湿地，盐碱地(未开垦)，戈壁沙漠(绿洲内部)，人居用地，河流水域，道路，工场，其他难以利用的荒地，及外围天然生态林草地。

（4）绿洲的类型及等级

根据绿洲内部土地构成状况及耕地所占比例，可分为密集型绿洲，标准型绿洲及次级绿洲。划分标准为农田、林地、草地面积占总面积的比值，根据河西有关灌区的统计列入表5。

表5　绿洲与耕地面积比例

据河西许多灌区的统计情况，可以大体定出如下标准：

面积比例大于65%～70%，可认为密集型绿洲；40%～65%的为标准绿洲，而小于40%的则为次级绿洲。

（5）绿洲的景观标准

密集型绿洲，渠网道路健全，田间林带及防护林体系完整，农田规划整齐，田连阡陌，人居及城镇绿化标准高，荒漠碱地及其他难利用的土地少，整体上形成一个密集的绿化实体，而且要有一定的规模(主要指总面积要大到一定程度，如一个县级规模)，如张、临、高绿洲及武威盆地绿洲。

标准绿洲，绿洲内部虽然灌溉面积仍较大，也有一定数量的林带，但结构比较松散，如有较大面积的夹荒滩、草湿地、沙丘、卵石夹滩等，在大的绿洲中，也可能有几个较小的密集型小绿洲，但它们不能连成整体，如酒泉盆地绿洲就近乎这样。

次级绿洲，在这样的绿洲中，耕地只占一小部分，其余大部为天然的荒碱地、草地、沼泽湿地，及一部分流动沙丘。其原因在于开垦水平低，许多土地难于开垦或土地质量差。如疏勒河灌区。

3．绿洲的气候效应

绿洲的气候特征前人己做过一些研究，科学院大气物理研究所苏从先教授上世纪八十年代曾提出绿洲的“冷岛效应”问题，但以后未见到更深入的研究成果。作者据这一概念对河西各灌区进行过一些调查，基本验证了这一理论。比如夏季灌区的气温明显的比周围戈壁滩要低得多(限于手头无资料，不能评述)。灌区的蒸发量(E₆₀₁水面蒸发量)也明显地比周围荒漠地带低得多。如下表资料(表6），从表中可以归纳为四组情况：第一组为敦煌、酒泉、金塔、高台四站，均在绿洲内部，其对比站沙枣园、嘉峪关、梧桐沟、正义峡均在绿洲外的戈壁、荒漠、荒山中，绿洲比荒漠的蒸发量减少33%～36%；第二组为临泽、张掖站与高崖、莺落峡站对比，后二站均在绿洲边缘，相距较近的荒山沟，绿洲蒸发量减少11%～18%；第三组为武威与远距离沙漠中的中泉子站对比，减少44.6%；第四组为次级绿洲的民勤、玉门、安西站(后二站在疏勒河灌区)，其蒸发量较密集绿洲增加26%。以上可以归纳出密集绿洲与次级绿洲，及外围戈壁荒漠以及远处沙漠中蒸发量的对比关系。此外将河西密集绿洲的蒸发量与同纬度东部地区比较，如官厅水库1167mm，大同1141mm，榆林1205mm，固原1116mm，仅增加约100mm；

表6　绿洲内与荒漠带蒸发量对比

而东部的降水量为400多毫米，张掖、武威仅100～160mm。东西部蒸发量差100mm，而其降水量差300mm。假如增加的降水量在一定范围内可以减少同等数量的蒸发量，那么说明密集型绿洲可以比东部有效地减少200mm蒸发量，可见密集型绿洲的抑制蒸发效应。