1994 年前毛乌素沙漠与黄土高原接壤区分布有泉( 群) 2 580 处, 总流量为4 997.059 7 L/ s。2015 年残存泉(群)376 处,总流量996.392 L/ s,20年来,泉点衰减了84%。
这一结论由陕西省地质环境监测总站、长安大学环境科学与工程学院、六盘水师范学院矿业与土木工程学院、西安科技大学地质与环境学院、陕西省煤田地质勘察研究院有限公司的科研人员共同研究得出。论文第一作者为范立民教授级高工。
毛乌素沙漠面积4.22 万km2, 海拔950 ~1 600 m,西北高、东南低,东缘、东北缘地势较为平坦,是地下水的主要排泄区。黄土高原总面积64万km2,地形起伏大,沟壑纵横。在毛乌素沙漠与黄土高原接壤区是沙漠地下水的集中排泄带,分布有大量泉,这些泉汇集形成了孤山川、窟野河、秃尾河、无定河等黄河一级支流,泉是该区生态环境和人类活动的主要水源。
研究区水资源贫乏,生态环境脆弱,在地形低洼及沟谷地带自然出露的泉附近由于水资源汇集,一般具有相对良好的生态环境,成为人类生存聚集地带,繁衍自然村落,形成了独特的沙漠文化。同时,泉水长年累月的汇集,切割地形,最终汇集成河,成为黄河的支流,补给黄河。在研究区,有泉与没有泉,自然生态环境截然不同,没有泉的区域,流动沙丘出露,植被覆盖度低,生态环境脆弱。有泉的区域,水草发育,植被覆盖度明显提高,沟道两侧植被发育良好,且适合人类居住,种植有土豆、玉米、水稻、豆类作物等。
毛乌素沙漠的生态环境
调查区煤炭资源开发始于20世纪80年代末,1996年区内第1个现代化煤矿(大柳塔煤矿)建成投产,其后许多煤矿建成,2000年区内原煤产量3 600万t,2015年达到3 558亿t,占全国原煤产量的9.62%,与同处毛乌素沙漠的鄂尔多斯市形成中国最主要的煤炭基地。
在1994年、2015年两次对比观测研究区2 580处泉点水文和生态的基础上,研究人员依据不同旱季泉点补给源将泉点分为3种类型,即沙地入渗补给泉点、黄土入渗补给泉点和混合入渗补给泉点。沙地入渗补给泉点单个涌水量大于10 L/s的泉数量最多,混合入渗补给泉点总体数量最多,黄土入渗补给泉点生态效应最显著。
混合入渗补给泉点受含隔水层结构损坏和侧向补给截断影响大量消失是近20 年泉点大量衰减的主要原因。未来开采区主要是沙地入渗补给泉点,该区域煤炭开采含隔水层结构稳定,多受采动沉降和含水层越流影响,泉点会在波动后趋于平稳。高强度采煤造成地下水位下降后,研究区水体、湿地面积也相应减少,水体面积从1990年的162.63 km2减少至2011年的85.69 km2。湿地面积从1990年的55.86 km2减少至2011年的45.49 km2。