烏—沙地區(qū)水資源及生態(tài)環(huán)境變化分析

湯世珍

（新疆塔城水文水資源勘測局，新疆 塔城 834700）

烏（烏蘇市）—沙（沙灣縣）地區(qū)位于新疆天山北坡中段、準(zhǔn)噶爾盆地南緣。該區(qū)域被塔城地區(qū)列為天山北坡經(jīng)濟帶優(yōu)先發(fā)展及最具發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展前景的區(qū)域，有著得天獨厚的區(qū)位、資源、交通、經(jīng)濟實力等優(yōu)勢；屬于內(nèi)陸地區(qū)，干旱少雨，水資源匱乏，水問題突出，社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境變化的矛盾日趨嚴(yán)重。隨著國家西部開發(fā)及區(qū)域社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，需水量劇增，各種引、蓄、提水工程相繼興建，引水量增大，導(dǎo)致河流中下游水量減少，地下水嚴(yán)重超采，地下水位下降，水環(huán)境質(zhì)量下降，區(qū)域生態(tài)惡化。水資源與生態(tài)環(huán)境問題已成為該地區(qū)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的主要制約因素之一。因此，探討天山北坡經(jīng)濟帶烏—沙地區(qū)水資源開發(fā)對生態(tài)環(huán)境的影響具有重要的現(xiàn)實意義。

1 研究區(qū)概述

烏—沙區(qū)域位于塔城地區(qū)南部，天山北坡經(jīng)濟帶的西端，為塔城地區(qū)“三大經(jīng)濟板塊”中經(jīng)濟增長中心的龍頭板塊。兩縣市總面積26977km2，人口41.07萬人（2005年），完成生產(chǎn)總值890300萬元［1］，其生產(chǎn)總值占天山北坡經(jīng)濟帶的6.7%，占塔城地區(qū)的61.8%。區(qū)內(nèi)交通便利，北疆鐵路、312國道、烏—奎高速公路等主要鐵路、公路自東向西橫穿境內(nèi)，其他省道和縣道公路網(wǎng)絡(luò)縱貫全境［2］。該區(qū)域位于中緯度內(nèi)陸區(qū)，屬中溫帶大陸性干旱氣候，地形地貌復(fù)雜多樣，地勢高差大，南高北低，南北自然環(huán)境區(qū)氣候迥然不同：南部為天山山脈，夏涼冬寒，降水豐富，植被茂盛，自然風(fēng)光秀麗；北部為準(zhǔn)噶爾盆地，干旱少雨，戈壁綠洲相映，晝夜溫差大［3］，光照充裕，無霜期較長，年平均氣溫6.3℃～6.9℃，降水量140～250mm，蒸發(fā)量1500～2500mm。

2 水資源及開發(fā)現(xiàn)狀

2.1 水資源量

烏—沙地區(qū)多年平均年降水總量86.28億m3，降水深319.8mm；地表水資源量26.79億m3，年徑流深99.3mm，徑流系數(shù)為0.31；地下水資源量17.76億m3；地表、地下水重復(fù)計算量14.24億m3；水資源總量為30.31億m3，平均產(chǎn)水系數(shù)為0.35，產(chǎn)水模數(shù)為11.24萬m3/km2?？紤]區(qū)域自然、經(jīng)濟和技術(shù)條件，多年平均情況下，水資源可利用總量10.03億m3。水資源的地區(qū)分布不均，四季變化懸殊，春秋干旱問題突出，地表徑流量主要分布在天山北坡的幾條大河區(qū)，水量集中，便于開發(fā)利用（見表1）。

表1 烏—沙地區(qū)主要河區(qū)地表水資源量統(tǒng)計

2.2 水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

現(xiàn)狀年蓄水總量1.415億m3，供、用水總量10.58億m3，其中地表水源供水量9.227億m3，地下水源供水量1.358億m3；生產(chǎn)用水量9.591億m3，生活用水量0.1180億m3，生態(tài)環(huán)境用水量0.8760億m3。

2.3 水環(huán)境現(xiàn)狀

烏—沙地區(qū)河流均發(fā)源于天山山脈，通過對區(qū)域內(nèi)地表水化學(xué)類型分析，水質(zhì)現(xiàn)狀評價、水庫富影響化評價、水質(zhì)變化趨勢分析和水功能區(qū)水質(zhì)達標(biāo)分析［4］，地表水礦化度變化由南向北呈逐漸增加，水質(zhì)由好變差（地下水亦同），水化學(xué)類型比較穩(wěn)定。地表及地下水除平原區(qū)部分區(qū)域受到污染外，大部分水源可以滿足各種用水要求。

烏—沙地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展迅速，水環(huán)境問題也較突出。區(qū)域內(nèi)較大排污口有4處，各排污口年污水排放量531.45萬t，污染物排放量2.11萬t，主要污染物為化學(xué)需氧量、懸浮物、五日生化需氧量、氨氮、揮發(fā)酚等。入河排污口集中在水功能一、二級區(qū)內(nèi)河流的干流、支流位置，長期排放污水，對所在河流水質(zhì)、地下水水質(zhì)造成一定影響。

3 生態(tài)環(huán)境對水資源開發(fā)的影響

烏—沙地區(qū)為典型的干旱缺水區(qū)域，生態(tài)環(huán)境非常脆弱：植被種類少，覆蓋度低，破壞后不易恢復(fù)；風(fēng)沙大，土地極易沙漠化；氣候干旱，蒸發(fā)強烈，鹽分又無外泄條件而極易形成鹽化土壤；河流均為內(nèi)陸河，有毒有害物質(zhì)泄于盆地，環(huán)境的自凈能力低。該地區(qū)生態(tài)環(huán)境對水資源開發(fā)的影響更為顯著。

3.1 耕地面積擴大，農(nóng)業(yè)用水量劇增，生態(tài)水量減少

烏—沙地區(qū)解放前耕地面積很小，1949年烏蘇市僅有1.10萬hm2，新中國成立后，至2005年已增加到6.29萬hm2，是解放初期的6倍。尤其近20a來，該區(qū)域耕地面積年平均增幅達0.03萬～0.32萬hm2/a，2005年烏蘇市一年內(nèi)增加耕地面積1.41萬hm2。毫無節(jié)制的開墾荒地，大面積天然植被砍伐殆盡，一旦新辟灌區(qū)水源枯竭，這些土地被棄耕，將很難恢復(fù)其原自然狀態(tài)。

烏—沙地區(qū)有棵樹河、奎屯河、車排子、老沙灣、金溝河、寧家河6大灌區(qū)（0.67萬hm2以上），灌溉面積12.73萬hm2，取水水源為河水、水庫水及井水。隨著水利建設(shè)的發(fā)展，供水量越來越大，區(qū)域?qū)嶋H生態(tài)用水量越來越少、生態(tài)環(huán)境逐步惡化。如四棵樹河為奎屯河最大支流，原自然狀態(tài)下流入奎屯河。幾十年來擴大灌溉，擠占了大量的生態(tài)用水，目前四棵樹河已無地表水匯入奎屯河。據(jù)資料，烏—沙地區(qū)從解放初期至現(xiàn)狀年，灌溉用水量增加了10倍。

3.2 平原區(qū)地下水位下降，植被退化，覆蓋率減小

根據(jù)地下水位監(jiān)測資料（見表2）分析，烏—沙地區(qū)地下水位多年變化呈持續(xù)下降的趨勢，下降率0.3～1.0（m/a），并造成洪積扇下緣潛水溢出帶泉及自流井流量逐漸減少，甚至枯竭。若繼續(xù)對地下水無序開發(fā)，將會引起地下水位持續(xù)下降、水質(zhì)惡化、地面沉降等一系列生態(tài)環(huán)境問題。

表2 烏蘇市地下水位埋深及多年變幅統(tǒng)計

造成區(qū)域地下水位下降的因素主要有：①灌溉取水量增加，河流徑流量減小，河道入滲補給量也相應(yīng)減少；②灌溉渠系防滲性能提高及節(jié)水灌溉技術(shù)的實施，渠系、田間入滲補給量減??；③地下水超采嚴(yán)重。

烏—沙地區(qū)自然植被屬歐亞草原帶，境內(nèi)植被分為天山北坡山區(qū)植被與準(zhǔn)噶爾盆地荒漠植被兩個系統(tǒng)，受區(qū)域位置影響，山區(qū)植被基本處于原自然狀態(tài)，而盆地植被受人為影響較大，土壤退化、水土流失、土地荒漠化及鹽堿化變化趨勢明顯。該區(qū)域在20世紀(jì)50～60年代，天然植被尚好，覆蓋率較高；70年代以后，由于人口的大量增加，砍伐植被、開墾荒地，大量的水被引用灌溉農(nóng)田，原有的生態(tài)平衡慘遭破壞。據(jù)相關(guān)資料，沙灣縣草地退化、沙化及堿化面積占天然草場總面積的24.8%，水土流失面積占總土地面積的66%，平均土壤侵蝕模數(shù)1064t/（km2·a），烏—沙地區(qū)現(xiàn)狀每年新增荒漠化面積2.67～3.33萬hm2，森林覆蓋率僅為10～15%，情勢嚴(yán)重。

3.3 河流尾閭湖泊及沼澤濕地面積萎縮、功能下降

（1）艾比湖位于準(zhǔn)噶爾盆地的西南隅，是艾比湖水系的尾閭湖，為典型的干旱區(qū)內(nèi)陸湖泊，具有特殊的濕地干旱生態(tài)系統(tǒng)。50a來因流域大規(guī)模的開發(fā)和人口的急劇增長，一方面大量引水灌溉，尤其是奎屯河、四棵樹河、古爾圖河3條較大河流斷流，致使艾比湖入湖水量銳減；另外因大量砍伐樹木，艾比湖湖濱周圍胡楊林和梭梭林全面破壞，湖水面積萎縮，湖盆氣候發(fā)生變化，干裸的湖底和荒蕪的湖濱，成為北疆沙塵暴的重要策源地之一。根據(jù)資料分析，20世紀(jì)70年代以后，奎屯河流域已無地表水入艾比湖，唯有博爾塔拉河、精河及瑪依勒山南坡小河流有水入湖，1989～1993年博爾塔拉河及精河年平均入湖水量4.642億m3，其中豐水年5.867億m3，枯水年3.752億m3。 從圖1可以看出，艾比湖湖面面積從20世紀(jì)50年代初的1200km2至70年代時迅速萎縮到522km2，平均每年縮小20.3km2；儲水量也由30多億m3減少到7億m3左右；湖水礦化度逐步升高。

圖1 艾比湖歷年平均湖水面積變化過程

（2）瑪納斯湖是準(zhǔn)噶爾盆地的一個重要構(gòu)造沉降中心，主要匯集天山北麓瑪納斯河流域的河水而形成的內(nèi)陸湖。近50a來，隨著瑪納斯河流域綠洲的迅速擴大，水資源過度開發(fā)，中下游修建大量引蓄水工程，除發(fā)生特大洪水外，大多數(shù)年份河水?dāng)嗔鞑辉倭魅氍敿{斯湖，20世紀(jì)70年代初完全干涸。該湖是準(zhǔn)噶爾盆地環(huán)境資源的代表性生態(tài)，該湖泊濕地喪失，不僅對周圍生態(tài)帶來毀滅性的打擊，而且干涸的湖底還成為沙塵的重要物源地［5］。

4 結(jié)語

（1）烏—沙地區(qū)地表水資源量大，但可利用量小。由于區(qū)域內(nèi)及周邊有奎屯市、石河子市、克拉瑪依市獨山子區(qū)及兵團農(nóng)七師、農(nóng)八師各農(nóng)牧團場，發(fā)源于境內(nèi)的主要河流水量均有向外分水比例，造成區(qū)域?qū)嶋H占有水資源量較小。

（2）該地區(qū)為干旱資源性缺水區(qū)域，單位面積產(chǎn)水量及人均占有水量少，水土資源不平衡，而區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展迅速，水資源開發(fā)利用程度高、利用量大，擠占了大量生態(tài)用水，造成生態(tài)環(huán)境問題凸現(xiàn)，并呈現(xiàn)逐步惡化態(tài)勢。

（3）認(rèn)真做好區(qū)域水資源和生態(tài)環(huán)境承載能力研究，制定可持續(xù)發(fā)展的水資源配置和綜合開發(fā)治理方案，科學(xué)合理地調(diào)整水資源開發(fā)利用布局，堅持科學(xué)規(guī)劃、優(yōu)化配置及合理利用的原則，做到開發(fā)與治理同步，經(jīng)濟社會發(fā)展同改善生態(tài)環(huán)境并舉。

（4）根據(jù)該地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展及水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀，現(xiàn)有水資源量已難以滿足區(qū)域生態(tài)環(huán)境的需要，從外流域調(diào)水是保護該地區(qū)艾比湖、瑪納斯湖生態(tài)系統(tǒng)的重要舉措，應(yīng)抓緊進行從外流域調(diào)水的路線和調(diào)水方案。

［1］塔城地區(qū)史志辦.塔城年鑒2006［M］.烏魯木齊：新疆電子音像出版社，2007.

［2］塔城地區(qū)地方志編纂委員會.塔城地區(qū)志［M］.烏魯木齊：新疆人民出版社，1997.

［3］魏玉彪，王文獻，李賢成.寧家河流域環(huán)境與水文特征分析［J］.新疆農(nóng)懇科技，2008（4）：70-71.

［4］高穎，呂惠萍，駱光曉，等.哈密地區(qū)地表水資源現(xiàn)狀分析［J］.水文，2007，27（4）：91-93.

［5］姚永慧，汪小欽，周成虎，等.新疆瑪納斯湖近50年來的變遷［J］.水科學(xué)進展，2007，18（1）：17-23.