祁连山及山前绿洲荒漠区试验流域及大野口水库位置

2.7.1　大野口流域

试验区大野口流域是祁连山比较典型的中山气候区域，位于祁连山大野口流域（100°13′～100°16′E，38°16′～38°33′N），隶属于甘肃省肃南裕固族自治县马蹄区，是祁连山国家级自然保护区西水自然保护站的管护区（如图4）。大野口流域东至马鬃梁，西至西沟梁，北邻正南沟，南含排露沟（如图5），发源于肃南县境内的野牛山，主要有东岔、西岔、头滩沟、西沟梁、观台沟和深沟6条较大支流汇集于大野口水库；水库以上河流长18 km，面积约80 km2，控制了流域98％的集水区，是典型的闭合流域。试验区海拔2400～4000 m，中低山区域较平缓，坡度20°～30°，高山区域较陡，坡度约40°。属高寒干旱半干旱气候，年均气温约为5.4℃，月均最低气温-12.5℃，月均最高气温约19.6℃；平均年降水量为300～500 mm，多集中在6—9月份，年水面蒸发量约为1488 mm。由于区内海拔变化区间较大，水热条件有较大差异，形成了垂直梯度和水平差异的植被和土壤类型，是祁连山区较为典型且尺度较大的流域。海拔由低到高，植被类型依次为山地荒漠植被、山地草原植被、山地森林草原植被、亚高山草甸植被、高山冰雪植被（如图5）；土壤类型依次为山地灰钙土、山地栗钙土、山地灰褐土、亚高山灌丛草甸土、高山寒漠土。在各类土壤中山地灰褐土和亚高山灌丛草甸土是生长森林的土壤，分别分布在海拔2400～3300 m和3300～4000 m区域内。建群种青海云杉呈斑块状或条状分布在试验区海拔2400～3300 m阴坡和半阴坡地带，与阳坡草地交错分布；祁连圆柏呈小块状分布于阳坡、半阳坡；灌木优势种有金露梅、箭叶锦鸡儿、吉拉柳等；草本主要有珠芽蓼、黑穗苔和针茅等。

图4　试验流域位置关系示意图

图5　祁连山大野口流域植被分布图

综上所述，由于祁连山大野口流域在植被分布、土壤类型、气候特征等方面都具有代表性，而且是一个较大尺度的典型闭合流域，加之，该流域是国家林业局祁连山生态站和中国科学院寒区旱区环境与工程研究所的试验基地所在地，本底资料积累较为丰富。因此，祁连山大野口流域是开展水源涵养功能研究较为理想的试验区。通过较大尺度的大野口流域与较小尺度的排露沟流域对比研究，期望在尺度转化上提供参考资料和科技支撑。

2.7.2　排露沟支流

排露沟流域是大野口流域的一个小支流（100°17′～100°18′E、38°32′′～38°33′N），海拔2640～3796 m，面积为2.74 km2，属高寒山地森林草原气候。区域多年平均气温1.6℃，最高极端气温28.0℃，最低极端气温-36.0℃，7月份平均气温13.9～15.8℃，多年平均降水量289.7～416.4 mm，多年水面蒸发量平均约1048.6 mm，相对湿度平均约60％。排露沟小流域地势较陡，地形破碎（如图6）。土壤主要类型为山地森林灰褐土、山地栗钙土、亚高山灌丛草甸土，土层薄、质地粗，以粉沙块为主；成土母质主要是泥炭岩、砾岩、紫红色沙页岩等；有机质含量中等，pH值7.0～8.0。(www.xing528.com)

排露沟流域虽然也是一个较典型的小流域，而且本底资料积累较为丰富，但是由于流域面积较小，在尺度转换和流域对比研究方面表现出不足。因此，将排露沟流域与大野口流域对比研究，更有利于在不同尺度上揭示和验证水源涵养功能规律。

图6　祁连山排露沟流域位置示意图

2.7.3　大野口水库

大野口水库位于大野口流域出山口红石峡处，排露沟小流域的河川径流未流入水库，而是紧贴水库的下方与水库排水汇集。水库1988年10月竣工，大坝为浆砌石重力坝，属小型水库，是一座以灌溉为主，兼顾防洪的调节性水库，灌溉面积1342.93 hm2，花寨乡7个村63个社的8700人受益。库区水源主要靠降水及融雪汇流而成，具有31年（1983—2013年）的水库来水量监测数据。平均年径流量为1327万m3，其中最大年径流量为2052.41万m3（2007年），最小年径流量为717万m3（1991年）。

水库坝体深入基岩层，流域集水区的来水没有渗漏现象，像修建的量水堰一样，能够测得流域全部的来水量，排除了因地下流水而导致河川径流量观测值偏小的问题，加之大野口水库有较长时间序列的水位监测数据，因此，可利用水库水位变化测定大野口流域河川径流量，再在水库上沟口的雷达监测水位的配合下，可以进一步较准确地监测河川径流量及验证和推导较长时间序列的河川径流，解决长期以来中等尺度流域监测河川径流量的难题，为多尺度研究流域水源涵养功能及其机理过程提供参考和科学依据。