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窟野河沙量减少现象早已引起关注。张胜利等 认为 ,采煤所致的弃土弃渣增加了入黄沙量。
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冯国安等 认为,弃渣会增加河床淤积,但对入黄沙量影响不大,1980 年代来沙减少的主要原因是
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降雨,该结论与冉大川等 相似。近期研究则认为,水土保持和采煤都是窟野河减沙的重要因素 。
2004 年以后,窟野河径流锐减成为关注热点。现有研究认为,1990 年代以后人类活动是径流减
少的主要原因 [10-12] ,采煤是径流锐减、基流减少的主要因素 [13-16] ;蒋晓辉认为 1997—2006 年采煤年均
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减水 2.9 亿 m ,Guo 认为 1999—2010 年采煤年均减水 2.58 亿 m /a 。不过,尽管窟野河流域植被已
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大幅改善 [19] ,但以上研究极少关注植被的减水效应。Luan 同时考虑了植被改善和采煤的影响 ,但
该研究将流域内生产生活用水简单归入采煤影响。
采煤大幅减少了窟野河径流几乎是目前的共识,但该结论很难解释图 1 的现象:从 2000 年到
2019 年,窟野河流域原煤产量增加近 12 倍,但 2000—2012 年入黄水量基本稳定,2012 年后大幅增
加。本文拟对可能影响窟野河入黄水沙的气候和下垫面因素进行全面梳理和剖析,力图诠释近 20 多
年入黄水沙锐减的原因。
1 研究区及基础数据
1.1 流域概况 窟野河发源于内蒙古鄂尔多斯市东胜区柴登乡拌树村,向东南流经鄂尔多斯市和陕
西榆林市的 6 个县(旗,市),在神木市沙峁村汇入黄河,干流全长 242 km,流域面积 8706 km ,其中
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温家川水文站控制面积 8645 km 。流域有乌兰木伦河和桲牛川两大支流,在店塔交汇后称为窟野
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河,图 2 是窟野河水系分布。
砒砂岩丘陵区 主要水文站
盖沙丘陵区 煤矿(露天矿)
砾质丘陵区 煤矿(井矿)
黄土丘陵区 流域边界
黄河干流
主要支流水系
林草有效覆盖率
40~50%
50~60%
>60%
图 2 流域水系和地貌概况 图 3 现状煤矿分布及林草有效覆盖率
流域主要涉及砾质丘陵、沙质丘陵和黄土丘陵等三种地貌类型,见图 2。砾质丘陵主要分布在乌
兰木伦河和桲牛川的上游地区,地表多见细小砂砾石和栗钙土;盖沙丘陵主要分布在流域中部,风
积沙厚度 0 ~ 20 m、局部 60 m;上中游地区沟谷面积不大,有砒砂岩出露。黄土丘陵主要分布窟野河
下游,河谷多有基岩出露。
流域多年平均降雨量 391 mm,蒸发量 900 ~ 1200 mm,干旱指数 2.5 ~ 5。受风积沙、砂砾碎屑和
砒砂岩影响,窟野河悬移质粒径较粗:据 1956—1989 年实测数据,粒径≥0.05 mm 和 0.1 mm 的悬移
质沙量比例分别为 49.3%和 31.3%,而邻近的孤山川只有 36%和 14.7%、无定河 34.7%和 8.4%。
窟野河流域是著名的能源流域,神东煤田几乎覆盖了上中游全部范围。1996 年,我国第一座现
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