中国西北地区缺水问题的终结

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1、http://www.paper.edu.cn中国西北地区缺水问题的终结张冬辉(内蒙古大学计算机学院呼和浩特010021)zhdghui@126.com摘要：中国西北地区，面积广大，人口稀少，生态环境脆弱。长期以来，大部分地区气候干燥，沙漠广布，风沙活动剧烈，社会经济发展受到严重制约。近一个世纪以来，由于受全球气候变迁和人类活动的影响，西北地区的自然生态系统受到进一步破坏，风沙活动更加剧烈。大面积的已开发土地面临沙漠化的危险。研究表明，目前制约西北地区发展的主要问题是干旱缺水。干旱问题的解决将给我国西北地区开辟很大的发展空间，为沙漠改造和沙尘暴的防治

2、提供有力的支持。本文分析了西北地区人口、经济、植被、水资源所组成的水循环系统，对水循环系统作了进一步探讨，在此基础上讨论提出了解决水资源缺乏问题的若干途径。关键词：中国西北、水资源、可持续发展、西部大开发、环境引言2我国西北地区面积为315万km,占全国土地面积的33%。这里光照充足，年平均温度适中，风能丰富，盐矿、石油、天然气储量巨大。是发展高效种植业的理想场所，有望成为新兴的农产品、能源、盐化工、石油化工基地。然而由于“干旱缺水”，我国西北地区沙漠广布，生态环境脆弱，社会发展受到严重制约。水已成为当前制约西北地区可持续发展的主要因素。在水资源方面

3、，要保障西北地区可持续发展，一方面要加强水资源管理，优化水循环系统，充分利用现有水资源；另一方面要统筹周边水源，增加水资源的流入量。1．中国西北地区的水循环系统中国西北地区水循环系统可用图1表示。从大气水开始，大气水在一定的气象条件下形成降雨，形成的降雨一部分成为通常所说的地表水，一部分在山顶堆积，成为高山冰雪。高山冰雪在一定的季节融化，补给地表水。地表水一部分直接蒸发返还空气，一部分潜入地下成为浅层地下水，其余进入目标子系统。（在这个水循环系统中，把空气水，地表水，高山冰川，浅层地下水，深层地下水组成的子系统称为水源子系统，把居民生活、工业、农业、

4、植被组成的子系统称为目标子系统。）浅层地下水在一定的地质构造中以泉水形式露出地面成为地表水。浅层地下水和地表水一起被广泛用于目标子系统。深层地下水通常不参与水循环，但随着人类的开采，有可能参与到水循环系统中来。深层地下水主要由浅层地下水补给。在目标子系统中，居民生活用水和工业用水主要以废污水形式排放出来，处理后的废污水还可以用于浇灌植物（人工植被或农作物）。农业用水和植被用水绝大部分被蒸散，以水蒸气形式返回大气。1http://www.paper.edu.cn系统与外界的水汽交换伴随空气交换。与外界的地表水交换表现为径流的输入和输出。1．1系统中水的

5、流动水循环系统中水的流动有两种方式：水流和水汽流。水流就是通常说的所有河流和地下潜流，水流的最大特征是“水朝洼处流”，起源于山地，结束于洼地。在我国西北地区高山，高原，盆地相间分布，在高山高原和盆地之间形成了若干个大大小小的河流，水流的方向就是各个河流的流向。水汽流就是水进入空气以水蒸气、云雾的形式进行的流动，其特征是随风流动，起源于洼地，结束于山地。在我国西北地区水汽的流动方向与流动沙丘的运动方向一致。在塔里木盆地、哈密盆地东部大致呈东北-西南方向，在新疆北部，柴达木盆地、巴丹吉林盆地、腾格里盆地、及鄂尔多斯盆地大致呈西北-东南走向，如图[2]2所

6、示。这是因为，沙尘和水汽的流动都是以风为动力的，其流动方向是由一个地区的主风向决定的。1．1．1山区对水汽流的阻碍作用水汽在随风流动过程中如果遇到山体阻挡，会随空气向上爬升．在大气对流层中，越往高处温度越低，气压越低．空气上升是一个降温降压过程，降压过程加剧降温过程。在上升气流中，如果含有足量的水汽和凝结核，通常形成降雨。空气流过山区形成降雨后，空中水汽会大量减少，这便体现出了山区对水汽流的阻碍作用。山体的相对高度越高，地形越复杂这种作用就越明显。1．1．2水的流通速度和水循环系统的优化2http://www.paper.edu.cn水在水循环系统中

7、循环流动而很少消耗，它的价值主要在于目标子系统各组成部分的循环使用，而不在于水本身。水的循环类似于货币的周转流通，增加水量相当于加大货币发行量，大气水、地表水变成冰川、地下水相当于货币储蓄，干旱缺水相当于通货紧缩。水对目标子系统的最大贡献等于流通总量与平均流通速度的乘积。在水循环系统中，水的平均流通速度取决于系统中各种水体所占的百分比和它们各自的更新周期。不同类型水体的更新周期差别很大，一般情况下大气水的更新周期为7天，湖泊为17年，高山冰川为[7]1600年，永冻土为10000年。如表（1）所示。水循环系统的优化就在于减小更新周期较长的水体所占的比

8、例，加快平均水循环速度。1．2目标子系统居民生活、工业、农业、植被四部分构成人口-经济-环境系统的主体，是一