水位–流量關(guān)系

《計(jì)量學(xué)名詞》第一版。

表示明渠中某一給定橫截面，在水位上升或降落的穩(wěn)定條件下水位和流量之間的關(guān)系。

江河、渠道橫斷面上的水位與流量之間的對應(yīng)關(guān)系。

中文名稱：水位流量關(guān)系曲線；英文名稱：water-leveldischargerelationcurve；2100433B

單位時(shí)間內(nèi)通過某過水?dāng)嗝娴乃拷凶隽髁?，流量是河流的重要特征值之一。流量的變化將引起流水蝕積過程和水流的其他特征值的變化。隨著流量的變化，水位也發(fā)生變化。流量和水位之間有著內(nèi)在聯(lián)系。水位變化是流量流量變化的外部反應(yīng)，因此可以用一條曲線來表示。

繪制方法：

縱坐標(biāo)為水位，橫坐標(biāo)為流量，將相應(yīng)的水位和流量點(diǎn)繪在坐標(biāo)紙上，連接通過點(diǎn)群中心的曲線，便是水位流量曲線。2100433B

旱生植物生長和土壤沙化程度與地下水埋深有密切關(guān)系。沙棗是淺根喬木，根深一般不超過4.5 m。胡楊是天然荒漠河岸林的典型喬木樹種?？亢樗?dāng)y帶種子萌芽更新，具有耐旱、耐鹽、生長速度快的特點(diǎn)，是優(yōu)良的防風(fēng)、固沙林木品種。

根據(jù)有關(guān)野外調(diào)查和試驗(yàn)資料,地下水埋深小于2m時(shí),在強(qiáng)烈蒸發(fā)作用下 易發(fā)生土壤鹽漬化,而地下水埋深大于5m時(shí), 植物無法得到正常生長所需要的水分, 造成植物開始衰敗, 發(fā)生土地沙化.因此, 進(jìn)行西北地區(qū)地下水評價(jià),應(yīng)以地下水埋深2-5m 作為最佳生態(tài)環(huán)境埋深。

干旱地區(qū)的灌木植物有梭梭，檉柳，白刺，沙拐棗，花棒；草本植物有蘆葦，岌岌等。由于它們的根系發(fā)育程度不同，對水鹽的適應(yīng)程度也有很大差異。各種植物的適宜地下水埋深，或“最佳生態(tài)地下水埋深”也不同。例如，甘肅省民勤地區(qū)胡楊、沙棗、梭梭、檉柳、白刺、沙拐棗、岌岌和蘆葦?shù)牡叵滤罴崖裆罘謩e為3m、3m、3-5m、5m、4m、4m、1-2m和1-2m。

在地下水埋深小于7m時(shí)，木本植物的蓋度隨地下水埋深的加大而減少，在地下水埋深大于7m 時(shí)，木本植物的蓋度與地下水埋深并無顯著關(guān)系，而與降水量的大小可能有一定的關(guān)系。

塔里木河流域天然植被中喬木樹種有胡楊(Populous eupharitica)、灰楊(Populous pruinosa)、沙棗等,灌木主要為檉柳屬植物(tamarix)、鈴鐺刺、黑刺、白刺等。草本植物主要有蘆葦、甘草、花花柴、羅布麻、駱駝刺、苦豆子等。由于自然生態(tài)植被消耗的主要是地下水,自然生態(tài)植被與地下水埋深和地下水礦化度具有密切的關(guān)系,不同地下水埋深和不同地下水礦化度地區(qū)也將呈現(xiàn)不同的荒漠植被。 表3 表示荒漠植被群落生長狀態(tài)與地下水的關(guān)系, 地下水埋深2-4 m 對喬灌木是比較適宜的水位, 在地下水埋深達(dá)到4-6m時(shí),喬灌木仍可生長,但草本植物將死去;超過6.0m,喬灌木生長不好; 當(dāng)?shù)叵滤_(dá)到10m時(shí),胡楊林等樹種已達(dá)到生長極限。 灰楊雖然最適應(yīng)于南疆的環(huán)境,但其生長狀況也與環(huán)境因子有密切關(guān)系,如表4所示。 根據(jù)新疆生態(tài)與地理研究所對塔里木河流域生態(tài)的研究,當(dāng)?shù)叵滤宦裆顬?~5m時(shí), 喬木生長狀態(tài)良好, 地下水位低于8.0m時(shí),生長甚微,呈現(xiàn)衰敗現(xiàn)象。 灌木如紅柳等,有強(qiáng)大根系，且能適應(yīng)地下水位的變化,當(dāng)?shù)叵滤裆顬?~4米時(shí),灌木所占比例增大,地下水位下降至6米時(shí),有些灌木可把根部向更深層土壤延伸。當(dāng)?shù)叵滤辉?-2米時(shí), 主要分布的為草本植物,如蘆葦、甘草、羅布麻。當(dāng)?shù)叵滤宦裆顬?-4米時(shí),駱駝刺、苦豆子的比例加大,而蘆葦、甘草、羅布麻的比例變小, 草本植物種類也比地下水埋深為1-2米時(shí)明顯減少。當(dāng)?shù)叵滤裆罱抵?.0米時(shí),多數(shù)草本植物近于停止生長或死亡,只有少數(shù)深根植物(如駱駝刺等)仍能存活。

荒漠植被的生長狀態(tài),除地下水埋深外,還與地下水質(zhì)有密切關(guān)系.荒漠植被雖能適應(yīng)較差的水質(zhì),但礦化度大于10g/l時(shí), 除個(gè)別能適應(yīng)鹽堿地的草本植物外其他植被已難以存活。根據(jù)新疆生態(tài)和地理研究所初步資料,塔里木河干流沿線植物生長狀況與地下水礦化度的關(guān)系如表5所示. 荒漠植被對水質(zhì)的要求較低,礦化度小于5.0g/l時(shí),適于生長良好的喬、灌、草;礦化度5.0-10.0g/l時(shí), 可生長一般的喬、灌、草;大于10.0g/l的劣質(zhì)水,還可用于灌溉紅柳等耐鹽植物.。

根據(jù)新疆各地資料,葉爾羌河中下游胡楊林蒸發(fā)蒸騰量如表7所示(喀什地區(qū)林業(yè)處資料)。 塔里木河流域各類植被灌溉定額如表8 (新疆水利廳塔里木河勘測報(bào)告資料)。新疆生態(tài)和地理研究所根據(jù)生態(tài)植被區(qū)最大地下水埋深用不同潛水蒸發(fā)公式估算求得的生態(tài)耗水量為146-180 m3/畝.

由于自然植被是在沒有人工供水的天然狀態(tài)下生長的,其供水水是不充分的,因此其水分消耗量相對較少,其生物生產(chǎn)量也較低. 根據(jù)渭干河流域的實(shí)際騰發(fā)量資料, 人工林地耗水達(dá)914mm,耕地為797mm, 自然植被(喬、灌、草綜合)實(shí)際騰發(fā)量為325mm,僅為人工林地的35.5%,耕地的40.7%?；哪脖簧L粗放,對水分供給在時(shí)間和數(shù)量上的要求較低,有些荒漠植被每年只要洪水期灌溉一次即可存活;胡楊林的存在主要靠洪水漫灌,即使幾年才漫灌一次仍可存活。有些自然植被的存在主要靠河流、水庫、渠道和田間滲漏補(bǔ)給形成的地下水,以及農(nóng)田排水滋潤。生態(tài)用水雖然有與農(nóng)業(yè)及其他用水部門爭水矛盾的一面,但自然生態(tài)主要是消耗在農(nóng)田灌溉過程中地表水滲漏補(bǔ)給形成的地下水,和無法完全控制的在地表漫溢的洪水,對水質(zhì)的要求又較農(nóng)田灌溉為低,故其耗水與農(nóng)業(yè)用水又有其可協(xié)調(diào)的一面。因此,從維護(hù)自然生態(tài)出發(fā),不僅要將生態(tài)耗水列入水資源總體配置之中,而且要考慮水資源利用過程中水量和水質(zhì)的轉(zhuǎn)化和變化.

根據(jù)塔河專題96-912-02-01-02資料，采用多種潛水蒸發(fā)計(jì)算公式求得平均計(jì)算結(jié)果如表9所示（96-912-01-04-03西北地區(qū)生態(tài)保護(hù)研究）。新疆綠洲人工林生態(tài)耗水量如表10所示。塔里木河干流區(qū)喬灌草植被蒸散量如表11。西北地區(qū)各種天然植被的生態(tài)需水定額見表12。