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草有效覆盖率分别为 16.2%、41.1%和 50.7%，即与桲牛川相似。据沙圪堵水文站 1960—1989 年实测
数据，该小流域天然时期径流系数为 0.153。2012—2017 年，尔架麻实测径流系数 0.06，较天然时期
减少 61%。
植被主要通过增大降雨截留和增加土壤入渗而实现减水。理论上 ［24］ ，气候越干旱，植被改善导
致的径流减少越多。窟野河流域大多位于干旱区、干旱指数为 2.5 ~ 3.5，故植被改善的减水作用更
大。
（2）1997—2011 年和 2012—2019 年，植被减沙量分别为 3313 万 t/a 和 13 014 万 t/a，分别占同期下
垫面总减沙量的 66.7%和 89.1%。扣除植被减沙量后，采煤和河道采砂等“其他因素”减沙量分别为
1239 万 t/a 和 1417 万 t/a，即两时期变化不大。
植被主要通过削减洪水、降低含沙量和增大坡面糙率而实现减沙。分析植被变化与流域产沙的
响应关系表明 ［21］ ，在林草有效覆盖率 15% ~ 50%范围内，产沙指数随植被改善而快速降低，覆盖率
大于 50%后产沙指数逐渐趋稳。而由表 1 可见，1978 年以来，窟野河流域林草有效覆盖率由 15.9%增
至 55.7%，故而入黄沙量急剧减少。
（3）1997—2011 年，河川径流发生了重大变化：扣除植被减水量后，采煤等其它因素减水量
为 11 800 万 m /a， 显 然 不 能 用 计 算 误 差 解 释 。
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2012—2019 年，新情况再次出现：减水量由前期
1982—1999 年
的“11 800 万 m /a”变为“-10 970 万 m /a”，即入黄 2006—2015 年
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2016—2020 年
水量反而增加。
经过 20 多年修复，2016 年以来，窟野河流域
植被盖度已基本稳定（图 6），4—9 月降雨量与植
被盖度的关系也由 2015 年以前的“显著相关”变为
“无关”（图 7），结合黄土高原半干旱区植被修复
规律 ［25］ ，认为目前该流域的植被盖度已经达到相
应自然条件的峰值。由此推断，2016 年以来，窟
图 7 窟野河流域降雨对植被盖度的影响
野 河 流 域 植 被 的 减水减沙能力已达峰值。由图 7
可见，1999 年以前，降雨与植被盖度的关系也很小，原因在于该时段降雨对植被的促使作用被人类
破坏抵消了。

4 采煤对入黄水沙的影响

1997 年以来，窟野河入黄径流呈现“先减后增”态势，生产生活及植被耗水等仍不足以解释其异
变原因；此外，流域还存在约 1100 万 t/a 的不平衡沙量。因此，本节重点分析煤炭开采的影响。
4.1 矿区概况及采煤方式 窟野河流域煤矿主要分布在中游地区（图 3），其含煤地层均属侏罗纪中

统延安组，一般有 4 ~ 6 个可采煤层。目前，最上部的 1 号煤层已基本采完，正在开采 2 号、3 号和 5
号煤层。主采煤层倾角一般为 1 ~ 3 ，厚度 2 ~ 10 m，埋深 50 ~ 350 m，煤层标高 950 ~ 1150 m，见图 8。
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o
1500 河源 煤层
乌兰木伦河 隔水层
河床
1350 城镇
海拔/m 1200 转龙湾 乌兰木伦镇
王道恒塔
1050 店塔
神木
窟野河
900
入黄口
750
图 8 窟野河河床高程与煤层赋存高程对比
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