巴丹吉林沙漠地下水循环机理及其对沙漠湿地生态的支撑作用研究

控制巴丹吉林沙漠湖泊形成和演变的关键因素是地下水的来源和循环过程。本项目将以地下水的补给、径流和排泄过程为核心研究巴丹吉林沙漠地下水的循环机理，加强湖泊小流域尺度和区域尺度地下水循环特征的认识，评估地下水对沙漠湿地生态环境的支撑作用。项目通过跨水文年沙丘降水入渗深部过程的试验观测、典型湖泊小流域水循环动态的集成观测和模拟、区域尺度地下水流动模式的理论研究、沙漠湿地生态耗水特征及其对地下水的依赖性4个方面的工作，将获得巴丹吉林沙漠现状年降水入渗补给的直接证据，揭示沙丘、地下水、湖泊三者之间的动态关系，初步确定巴丹吉林沙漠与额济纳旗盆地的水量交换关系，并从生态耗水角度评价地下水对沙漠湿地景观的支撑作用。通过直接的长期的降水入渗补给观测获得地下水补给的客观证据，弥补了过去依赖于水化学信息的间接性和多解性。

本项目是重大研究计划“黑河流域生态-水文过程集成研究”的重点支持项目，执行期限为2012年1月至2015年12月，资助经费200万元。项目研究任务是以地下水的补给、径流和排泄过程为核心研究巴丹吉林沙漠地下水的循环机理，加强湖泊小流域尺度和区域尺度地下水循环特征的认识，评估地下水对沙漠湿地生态环境的支撑作用。.本项目开展了4个方面的研究工作：(1) 大气降水入渗补给沙漠地下水的机理研究；(2) 沙丘-湖泊小流域尺度地下水循环特征；(3) 区域尺度地下水循环及其对额济纳旗盆地的补给作用；(4) 沙漠地下水的生态功能研究。研究方法包括在苏木吉林湖区建立并小流域综合监测站、进行沙漠腹地水文地质钻探，开展大范围野外水文地质调查、数值模拟分析等。. 这些研究工作产生了对巴丹吉林沙漠的很多新认识。本研究揭示了巴丹吉林沙漠极端干旱条件下降水入渗特征，确定深部包气带下渗强度可以达到5~20 mm/a，肯定了沙漠当地降水对地下水补给的贡献。研究发现巴丹吉林区域地下水总体存在自南向北、自东向西的流动区域，含水层主要为第四系风积砂、新近系-古近系砂岩和白垩系砂岩。巴丹吉林沙漠进入到额济纳旗、拐子湖盆地的水量为(0.3~1.4)×10^8 m3/a，其中排入古日乃湖地区的侧向流量推测为(0.2~0.8)×10^8 m3/a。巴丹吉林沙漠地下水补给有2个主要来源，一个是南部的北大山、东南部的雅布赖山和东部的宗乃山等山区降水形成的深循环补给，另一个是沙漠内部大气降水形成的浅循环补给，以往研究者认为来自祁连山或青藏高原的水量可以忽略不计。. 本项目获得了巴丹吉林沙漠地下水位一级近似等高线、4个钻孔剖面、小流域综合监测以及区域高分辨率遥感数据，填补了巴丹吉林沙漠腹地缺少水文地质调查成果的空白，为进一步深入确定沙漠地下水与湖泊形成机理提供了基础资料。. 本项目资助下已经发表期刊论文11篇，其中5篇进入SCI检索，国际会议上做有关本项目的学术报告2次。依托本项目培养了博士生2名、硕士生8名。