桂林市区漓江东西两翼的支流分别为小东江和桃花江。桃花江位于桂林市西北部,发源于灵川县境内的中央岭东南侧,由北至南流经临桂、灵川入桂林,主流经象鼻山北麓汇入漓江,其干流长度为65.3千米,主要经过的地区有临桂、秀峰、象山等地(颜邦英,2002;胡素青,2013;侯琨等,2015)。桂林的漓江、桃花江、桂湖、榕湖、杉湖、木龙湖被巧妙地连通起来,合称为“两江四湖”。
(1)地理位置
桃花江又名阳江,位于桂林市西北部,是漓江的主要支流之一。干流全长约65千米,其中灵川境内长10.6千米。桃花江流域范围为北纬25°24′~25°32′,东经110°7′~110°17′。总流域面积为321.9平方千米,其中灵川境内面积为119.23平方千米。桃花江发源于桂林临桂区五通镇与灵川县青狮潭乡交界的中央岭东南侧,由北向南经临桂区五通镇、庙岭镇后折向东流,于五仙坝转向北行,经灵川县定江镇与法源河、道光小溪汇合后,在水南村转向桂林市西边缘南流,后在牯牛山向东穿过市区,在南门桥下分流,主流东行象鼻山北麓汇入漓江,次流翻过红桥坝(坝顶海拔146.2米)沿宁远河南流,在雉山萝卜洲注入漓江。河宽45米,河底多淤泥,河道多弯曲,河面宽狭变化大,堰坝多,坡降极缓;支流有金陵水、法源河、社塘水、道光水(灵川县志,2013)。
(2)地质地貌概况
桃花江整个流域地形较为开阔,坡度较为平缓,自上而下呈低山、丘陵和岩溶峰丛地貌。桃花江上游为低山和丘陵,丘陵中夹杂分布一些农田,形成上游农林种植区;中游为岩溶峰丛地貌,岩溶洼地形成水体,峰林间的平地构成一幅田园风光,山水、田园以及岩洞构成了桃花江风景游览区主体;下游为市区。
桃花江上游以北为侵蚀剥蚀地貌,主要为第三系碎屑岩组成的中低山和缓丘,最高海拔为804.1米。上游以东大部地区为堆积地貌,一级阶地广泛分布,主要为第四系沉积物,其中下为砾层,中为不稳定砂土层,上为黏质或亚黏质土层。中游主要为溶蚀地貌,峰丛洼地发育,峰体海拔为300~500米,主要为泥盆系和石炭系灰岩、生物灰岩,夹杂白云岩。
流域内断层构造发育,较大的断层有芦笛岩断裂、灵川断层和双潭圩断层(表4-3)。受断裂构造影响,下游河段内岩溶发育,突出表现在以下4个方面。
①裂隙洞穴多。
②地下河分布广,较大的地下河有桂钢、黑山变电站以及芦笛岩地下河等。
③埋藏岩溶区钻孔遇洞率高,钻孔遇洞率达到50.7%,线洞率6.9%。
④岩溶塌陷(主要为土体塌陷)十分发育,分布具有一定的方向性。其塌陷分布范围、密度与断裂构造展布、岩溶发育程度、地下水潜蚀作用、自然因素(地下水位季节性变化、地震、地表水渗漏等)和人为因素(开采地下水、震动、加载等)有关。峰丛易塌区主要分布在猴山至芦笛岩一带,峰林平原易塌区分布在埃山塘、桂钢、黑山等地。
表4-3 断裂构造特征表
(3)气象特征
桃花江流域属中亚热带季风气候区,具有水热丰富、雨热同季、四季分明的特点,夏季半年盛行偏南风,高温、高湿、多雨,冬季半年盛行偏北风,低温、干燥、少雨。多年平均气温为18.8摄氏度,年平均气温最高值为19.4摄氏度,最热月在7月,月平均气温为28.3摄氏度;年平均气温最低值为17.9摄氏度,全年无霜期达309天,多年平均日照时数为1600小时左右。流域降水充沛,年降水量为1939毫米,多集中在5~7月,约占全年降水量的1/2。流域多年平均蒸发量为1482.4毫米,平均相对湿度为75.8%。全年平均风速为2.57米/秒,最大年平均风速为3.4米/秒,最小年平均风速为1.7米/秒。(www.xing528.com)
(4)土壤
桃花江流域分布有砂页岩和石灰岩发育成的红壤、石灰性土、河流冲积土与水稻土。红壤广泛分布于上游低山丘陵地带,主要分布在海拔800米以下的低山、丘陵、谷地和台地,分为红壤土亚类、黄红壤土亚类与红壤性土亚类3种,土层厚度一般为1米,pH值为4.0~5.5,肥力中等,有机质含量为0.64%~3.2%;石灰性土主要分布在市区河段岩溶谷地,分为黑色石灰土亚类、棕色石灰土亚类和红色石灰土亚类3种,土中石砾含量较多,土层厚度变化较大,pH值为5.5~7.5,土壤肥沃,有机质含量较高;河流冲积土主要分布在河流沿岸,土层深厚肥沃,pH值为4.5~5.5,很多被开垦成水稻土。而在灰岩区,由于石山裸露较多,太阳辐射热强烈,岩石最高温度可达70摄氏度,加之土层浅薄、土质黏重、山峰陡峭、裂隙发育,石灰岩土壤保水能力很差。受母岩和气候影响,石灰岩经富铝氧化作用形成红壤,土壤呈酸性反应。但在石灰岩山上形成黑色石灰土,该土壤层次不明显,土色暗黑,富含钙质,有良好的团粒结构,有机质含量为6%~7%,肥力较高,pH值为6.5~8.0,呈中性或微碱性反应。在石山坡脚、坡面和石穴中形成褐色石灰土,土壤层次明显,土色以黄褐色为主,表层团粒结构不明显,有机质含量为3.5%~5.0%,肥力中等,pH值为6.0~7.0,呈微酸性至中性。
桃花江干流长约65千米,沿干流有乌金河(长5.5千米)、徐家村小溪(长1.5千米)和敦睦村小溪(长3千米),流域面积321.9平方千米。桃花江干流多年平均径流量为3.66×109立方米,最大流量为840米3/秒,最小流量为0.637米3/秒,年平均流量为11.6米3/秒(表4-4)(曾方全等,2016)。
表4-4 桃花江不同断面的最枯月平均流量计流速
桃花江流经市区19.4千米,自五仙坝到雉山桥椴木河床坡降0.44‰,枯水水面比降0.043‰,洪水水面比降0.03‰。枯水期河宽40~50米,水深2~4米,此时西南侧支流基本断流,河水由象山流入漓江。丰水期河槽宽度50~60米,飞鸾桥最宽达71米。
桃花江沿岸河堤很低,枯水水面至河岸的距离为2~3米,胜利桥断面最高也仅4米。河道弯曲度大,沿河桥坝多,五仙坝以下河道有桥坝28座,严重阻塞河道,使枯水水面成梯级状,并影响河道行洪能力。流域上游沿岸共有6座水库,其中中型1座、小一型4座、小二型1座,总控制面积为35.45平方千米,占流域面积的12%(王岳川,2006)。
流域地下水资源赋存于广大的岩溶含水系统以及两岸阶地沙砾孔隙含水层中。根据地下水贮存条件及水力性质,地下水可分为基岩裂隙水、松散岩类孔隙水和碳酸盐岩岩溶水三大类。在峰丛补给区地下水畅补畅排为无压流,而在峰林平原区为微压流。地下径流具有多层性,分为地下水季节变动带(水位变幅5~20米)、水平径流带(饱水带,含水层厚约50米)和深部缓流带(含水层厚40~50米)。其中以季节变动带和水平径流带为主(王岳川,2006)。
地下水补给来源主要为大气降水,约占补给水量的93%,其次是非岩溶区的侧向补给、渠道和农田灌溉入渗补给。其径流大体上自东、西两侧峰丛山区向漓江河谷汇集。排泄方式大致可以分为人工开采和天然排泄两种。流域地下水在未受污染或污染轻微的状态下是无色、透明、无味、无臭,水温18~22摄氏度,悬浮物很少,pH值为6.8~7.5,总硬度为7.5~13德国度,矿化度为150~350毫克/升,钙含量为30~90毫克/升,镁含量为0.6~14毫克/升,钾、钠离子含量小于20毫克/升,重碳酸根离子为48~355毫克/升,氯离子小于20毫克/升。水化学类型主要为重碳酸钙型,不含或极少含有毒物质。除了细菌、大肠杆菌、总硬度较高,以及亚硝酸盐氮、硫化物偶尔检出或超标,其他各种指标均符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)和《工农业用水水质标准》。然而,随着经济社会的发展,人口的增加,地下水已受到不同类型和不同程度的污染,酚、铁、锰、氯、砷、铬、亚硝酸盐氮出现超标,其中砷、铬、酚等毒性物质含量还不断增加(王岳川,2006)。
对降水过程中桃花江氨氮和总磷两项指标进行监测,结果表明桂林市桃花江水质受降雨径流污染较为严重。尤其是径流形成初期,在各取样点上氨氮、总磷浓度最大值分别为4.565毫克/升和0.615毫克/升(图4-11),分别超出地表Ⅲ类水标准4.6倍和3.1倍,超出水体富营养化标准22.8倍和30.8倍,水体富营养化趋势明显(刘辉等,2006)。
图4-11 降雨过程中氨氮(左)和总磷(右)的变化
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