哈薩克斯坦巴爾喀什湖-阿拉湖流域水資源及其開(kāi)發(fā)利用

吳 淼，張小云，王麗賢，陳 曦，吉力力

(1.中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所，新疆烏魯木齊 830011;2.中國(guó)科學(xué)院新疆分院文獻(xiàn)信息中心，新疆烏魯木齊 830011)

哈薩克斯坦是與我國(guó)山水相鄰的中亞最大的國(guó)家，巴爾喀什湖-阿拉湖流域(以下簡(jiǎn)稱(chēng)巴湖流域)包括橫跨中俄兩國(guó)的伊犁河流域的一部分，也是哈薩克斯坦8個(gè)主要流域中面積最大的流域［1］和傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)區(qū)之一。流域中的伊犁河、巴爾喀什湖是中亞干旱區(qū)最重要的水體之一，其水文變化狀況是人類(lèi)社會(huì)和自然因子對(duì)環(huán)境影響的重要指示器。加之其與中國(guó)相鄰、相近的特殊地理位置，引起了國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界的關(guān)注。近年來(lái)不少?lài)?guó)內(nèi)學(xué)者分別對(duì)巴爾喀什湖的水位變化［2-4］、前蘇聯(lián)時(shí)期的流域開(kāi)發(fā)和流域的氣溫變化等方面進(jìn)行了研究［5-7］，取得一定的成果。但關(guān)于包括阿拉湖流域在內(nèi)的全流域水資源及其利用方面的研究報(bào)道較少。

水資源開(kāi)發(fā)利用是人類(lèi)對(duì)天然水資源施加的最直接的影響。巴湖流域與其相鄰的中國(guó)境內(nèi)流域在自然環(huán)境、用水結(jié)構(gòu)等方面非常相近。在全球氣候變化的背景下，通過(guò)對(duì)該流域的水資源量、水資源的分布與利用狀況的分析，可以為探究干旱區(qū)流域水體變化狀況中人類(lèi)活動(dòng)因子的影響程度提供借鑒。

1 研究區(qū)概述

1.1 地理區(qū)位概述

巴湖流域位于哈薩克斯坦東南部，與中國(guó)新疆伊犁哈薩克自治州接壤，面積35.3×104km2(也有數(shù)據(jù)是38.6×104km2)［8］。其所屬行政區(qū)包括阿拉木圖州全境，江布爾州的莫因庫(kù)姆區(qū)、科爾達(dá)區(qū)、楚河區(qū)，卡拉干達(dá)州的阿克斗卡區(qū)、舍特區(qū)、卡爾卡拉林區(qū)，東哈薩克斯坦州的烏爾賈爾區(qū)和阿亞古茲區(qū)，哈薩克斯坦最大的城市阿拉木圖也位于該流域［9］。流域人口為362×104人(2009年)［10］。

巴湖流域北面以卡爾卡拉雷-阿克套山嶺和成吉思套山為分水嶺，東面以塔爾巴哈臺(tái)山、烏爾卡沙爾山、巴爾雷克山、邁利山、準(zhǔn)噶爾阿拉套、博羅霍羅山、伊連-哈貝爾加山、納拉特山、哈雷恩套為分水嶺，南面以泰爾斯凱山脈、昆格山脈和外伊犁山脈的東支脈為界，西面以楚-伊犁山脈為界。流域邊界線(xiàn)的總長(zhǎng)度為4000 km左右，從西向東約900 km，從北向南約680 km。

流域最突出的特點(diǎn)是地勢(shì)不均、氣候多樣、自然環(huán)境差異大。巴爾喀什湖北面是狹長(zhǎng)的干旱草原地帶，湖北沿岸區(qū)和阿拉湖盆地是半荒漠地帶，而自巴爾喀什湖南岸延至天山和準(zhǔn)噶爾阿拉套山腳下則分布著廣闊的荒漠。

圖1 巴爾喀什湖-阿拉湖流域示意圖Fig.1 Sketch map of Balkhash-Alakol Lake Basin

由于流域的南、東南和東面是地勢(shì)較高的山脈，而北面和西面是較低的山脈，這就決定了流域內(nèi)河流的主要流向?yàn)闁|南-西北走向［11］。

1.2 氣候條件

巴湖流域所在地區(qū)呈典型的大陸性氣候特征。主要行政區(qū)阿拉木圖州以北的平原冬季氣候嚴(yán)寒，1月平均氣溫為-9～-10℃;夏季炎熱，7月平均氣溫為24℃，山前地帶較溫和。全年平均降雨量為110 mm，山前地帶達(dá)500～600 mm，山區(qū)更高，為700～1000 mm。山區(qū)植被有明顯的垂直分布，山前地帶及平原的農(nóng)作物生長(zhǎng)期為205～225 d，5月常有倒春寒發(fā)生［12］。

東哈薩克斯坦州的阿亞古茲、烏爾賈爾、馬坎奇區(qū)和阿拉木圖州的阿拉湖區(qū)所在的阿拉湖流域位于哈薩克斯坦東南部同名山間盆地。該地區(qū)的地理與山形復(fù)雜多樣，海拔300～4 107 m，景觀大致為山前干旱草原和荒漠。降雨量從阿拉湖-薩瑟科爾湖群中央的250 mm到塔爾巴哈臺(tái)與熱特蘇阿拉套山脈分水地帶的800～1000 mm不等，年均降雨量為442 mm，山區(qū)徑流形成地區(qū)平均降雨量為595 mm，主要降水區(qū)分布于山脈中部海拔1000～2000 m區(qū)間。

水體區(qū)域大氣溫度的日變化與年變化取決于氣候條件(風(fēng)、云)。夏季少風(fēng)天氣情況下，阿拉湖上方的氣溫與水面溫度接近，偏差約1～2℃;水面與陸地的同期氣溫差達(dá)7～8℃。在秋季，由于變冷和晝夜溫差，陸地上方與水面溫度差為8～10℃。水體上方的空氣濕度通常大于陸地，但據(jù)觀測(cè)在春季和秋季會(huì)出現(xiàn)相反的情況，這主要是與水面濕氣凝結(jié)有關(guān)。12月至翌年4月的平均蒸發(fā)量為92～150 mm［13］。

2 流域水資源構(gòu)成

巴湖流域既是河流、湖泊、冰川等地表水體廣泛分布的地區(qū)，也是哈薩克斯坦著名的地下水產(chǎn)區(qū)。流域有超過(guò)52000條河流、臨時(shí)水道，總長(zhǎng)度達(dá)137000 km。最大河流是伊犁河(集水區(qū)面積占全流域的75%)，由其河口在巴爾喀什湖形成的三角洲面積為8000km2。三角洲在維持生態(tài)系統(tǒng)平衡進(jìn)行的自然調(diào)節(jié)方面起著重要作用。此外，流域內(nèi)還分布著24 000個(gè)湖泊和人工水體。流域各種水體的水資源總量約為1494×108m3，其中湖泊水量約占水資源總量的77.4%，河流流量約占水資源總量的18.6%(表1)［14］。

2.1 地表水

2.1.1 河流

2.1.1.1 伊犁河

巴湖流域最主要的河流是伊犁河，其徑流量占全流域的近70%。伊犁河是一條國(guó)際河流，發(fā)源于天山山脈中央、中國(guó)新疆境內(nèi)特克斯河和鞏乃斯河的交匯處，全流域面積為13×104km2，在哈薩克斯坦境內(nèi)流域面積為7.74×104km2。伊犁河的總長(zhǎng)度為1 001 km，在哈薩克斯坦境內(nèi)的長(zhǎng)度為815 km［15］。根據(jù)不同作者提供的數(shù)據(jù)，伊犁河流入巴爾喀什湖的平均補(bǔ)給量在465～480 m3/s之間［16］。伊犁河在哈薩克斯坦境內(nèi)的主要支流有南岸的恰倫河、奇利克河、圖爾根河、伊塞克河、塔爾加爾河、卡斯克連河及庫(kù)爾特河，北岸的霍爾果斯河、烏謝克河等［17］。

根據(jù)國(guó)外學(xué)者對(duì)伊犁河雅瑪渡站、37 km站和烏什亞爾瑪站徑流量的年際變化進(jìn)行的研究［18］，1945—1990年伊犁河徑流量的變化分為2個(gè)階段:1970年以前河流流量在500 m3/s左右，其年際波動(dòng)也大致圍繞這一數(shù)值發(fā)生;而1970—1990年間，河流流量呈明顯下降趨勢(shì)，平均流量也降至350 m3/s左右。

筆者根據(jù)聯(lián)合國(guó)有關(guān)研究報(bào)告［11，14］中的數(shù)據(jù)對(duì)1991—2004年伊犁河的徑流量變化進(jìn)行分析(圖2)，結(jié)果表明:1994年伊犁河的水量(徑流)為195.0×108m3，其中58.8×108m3產(chǎn)自哈薩克斯坦;2004年哈薩克斯坦境內(nèi)伊犁河的徑流量為72.4×108m3，比2003年的流量有所減少;2004年由伊犁河流入巴爾喀什湖的水量達(dá)到120.9 ×108m3。

雖然無(wú)法從圖2判斷伊犁河超長(zhǎng)期的徑流量是增加還是下降，但在1991—2004年觀測(cè)期內(nèi)可看出1995年之后的水量存在較明顯的波狀增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中2002年的徑流量在這一區(qū)間段是最高的，最低值則出現(xiàn)在1995年。由此可以得出如下結(jié)論:(a)1991—2004年伊犁河徑流并未因上游的開(kāi)發(fā)而減少;(b)1991—2004年如果巴爾喀什湖的水位出現(xiàn)下降，那么與伊犁河徑流變化的因素相關(guān)性不大。

表1 按水平衡劃分的巴湖流域水資源量統(tǒng)計(jì)(多年平均)Table 1 Water resources classified by water balance in Balkhash-Alakol Lake Basin(the annual average) 108 m3

圖2 伊犁河1991—2004年徑流量變化Fig.2 Variation of runoff of Ili River from 1991 to 2004

2.1.1.2 巴爾喀什湖東部和阿拉湖群的主要河流

巴爾喀什湖東部的河流主要有卡拉塔爾河、阿克蘇河、列普瑟河和阿亞古茲河等。卡拉塔爾河按水量屬于流域第二大支流。由于其流域內(nèi)大量的灌溉用水，河水只有很少部分注入巴爾喀什湖，大部分在穿越薩雷耶西克-阿特勞沙漠后形成1個(gè)100 km寬的三角洲，有大量魚(yú)類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)棲居其中。巴爾喀什湖東部河流水情見(jiàn)表 2［16-17］。

表2 巴爾喀什湖東部河流水情T(mén)able 2 Water regime of main rivers on east side of Balkhash Lake

阿拉湖群的河流不多，其中形成于熱特蘇-阿拉套山脈冰川的田鐵克河是最大的河流。該河從其左岸的烏沙拉爾市接納了支流欽扎雷河，最終流入薩瑟科爾湖(表3)。額敏河是跨越中哈邊界的國(guó)際河流。

表3 阿拉湖群主要河流水文狀況Table 3 Hydrological situation of main rivers in Alakol Lake Basin

阿拉湖流域的河流總徑流量為39.5×108m3，其中田鐵克河徑流量約占流域徑流總量的50%，并在薩瑟科爾湖形成面積為 295 km2的三角洲［11，13］。從圖 3可知，在1995—2004年間，除2000—2002年間徑流變化幅度較大外，田鐵克河年徑流量呈現(xiàn)明顯的持續(xù)上升趨勢(shì)。

2.1.2 湖泊

2.1.2.1 巴爾喀什湖

巴爾喀什湖位于哈薩克斯坦東南部(東經(jīng)73°21'～79°30'，北緯 45°45'～46°44')，湖面面積為 18 665 km2(水位342 m)，水量為 1 096 ×108m3，平均深度為 5.9 m［16］，是世界第十六大、哈薩克斯坦第三大內(nèi)陸咸水湖泊。周邊環(huán)境干燥少雨。地理形態(tài)證據(jù)顯示，歷史上巴爾喀什湖水位曾發(fā)生過(guò)巨大變化。18世紀(jì)前半期湖水位最高時(shí)超出海平面346 m，最低湖水位為1840年的338 m。在歷史時(shí)期水位波動(dòng)幅度為10 m［18-19］。但僅從湖面影像資料辨析，近年來(lái)其水面面積變化幅度不大(圖4)。

如本文引言所述，關(guān)于巴爾喀什湖的水位、水量和氣候等方面，國(guó)內(nèi)外已有不少學(xué)者進(jìn)行過(guò)研究，對(duì)于湖泊水位出現(xiàn)周期性的豐枯變化也基本形成共識(shí)，這其中既有自然環(huán)境的原因，也有人類(lèi)活動(dòng)的影響。限于篇幅，不再贅述。

圖3 田鐵克河1995—2004年徑流量變化Fig.3 Variation of runoff of Tentek River from 1995 to 2004

圖4 巴爾喀什湖影像(1∶850000)Fig.4 Image of Balkhash Lake(1∶850000)

2.1.2.2 阿拉湖群

阿拉湖群位于哈薩克斯坦東南同名的山間盆地，其中約2/3的湖域面積位于西塔爾巴哈臺(tái)山脈。在阿拉湖盆地共有529個(gè)湖泊，其中513個(gè)湖面面積小于1 km2。這些湖泊中有4個(gè)大型湖泊——阿拉湖、科什卡爾湖、薩瑟科爾湖和扎拉納什湖，與其他小型湖泊一起構(gòu)成阿拉湖湖泊系統(tǒng)(表4)。

表4 阿拉湖群湖泊水情特征Table 4 Water regime of main lakes in Alakol Lake Basin

阿拉湖是本湖群中面積最大的湖泊，也是哈薩克斯坦內(nèi)流湖泊中唯一的深水湖，平均深度為22.1 m，最深處為54.0 m。湖泊內(nèi)形成大量的半島、峽灣，島嶼面積約為80 km2。部分湖岸淺緩，生長(zhǎng)著大量的蘆葦［13］。

2.1.3 冰川

巴湖流域東南部坐落著北天山山系的外伊犁-阿拉套和準(zhǔn)噶爾-阿拉套山脈，這里是哈薩克斯坦主要的冰川分布區(qū)，冰川面積和冰川數(shù)量占據(jù)了該國(guó)冰川總數(shù)的50%以上［1］。該地區(qū)的現(xiàn)代冰川主要分為外伊犁-昆格冰川系統(tǒng)和準(zhǔn)噶爾冰川系統(tǒng)，見(jiàn)表5［20］。從表5可以看出，外伊犁-昆格和準(zhǔn)噶爾2座冰川系統(tǒng)的儲(chǔ)量相當(dāng)豐富，在1955—1956年間兩者之和達(dá)到820×108m3，之后雖然有所減少，但仍然占據(jù)了全國(guó)冰川資源量的大部分份額。

表5 北天山和準(zhǔn)噶爾-阿拉套不同時(shí)期的冰川分布Table 5 Glacier distribution of North Tianshan Mountain and Dzungar Alatau in different periods

在冰川的儲(chǔ)量分布方面存在著顯著的差異。在外伊犁-昆格冰川系統(tǒng)中，齊利克流域、外伊犁-阿拉套山脈北坡的儲(chǔ)量遠(yuǎn)高于其他地區(qū);而在準(zhǔn)噶爾冰川系統(tǒng)中，奔河、阿克蘇河和列普瑟河流域的儲(chǔ)量是伊爾蓋提河流域和田鐵克河流域儲(chǔ)量的近4倍。在冰川作用面積的分布上也呈現(xiàn)同樣的不均衡特點(diǎn)。以外伊犁-阿拉套山脈北坡流域的冰川為例，據(jù)1990年對(duì)該地區(qū)的調(diào)查，有超過(guò)67%的冰川作用面積發(fā)生在塔爾加爾流域、葉?？肆饔蚝蛨D爾根流域，其中塔爾加爾流域和葉?？肆饔虻谋ɑ潭?冰川面積與流域面積之比)是最高的;冰川化程度較低的地區(qū)主要分布在山脈北坡、流域西部的烏尊卡爾加利流域和東部的圖爾根流域。該地區(qū)的冰川大多分布在海拔3 300 m以上的區(qū)域。

近年來(lái)由于氣候變化等因素，冰川面積呈縮小趨勢(shì)。以外伊犁-阿拉套北坡冰川為例，1955—1990年間該地區(qū)的冰川面積和體積大幅度減少。35 a間冰川面積以平均每年2.4 km2的速度縮減，總縮減幅度達(dá)到29.2%。1998年，該地區(qū)的冰川面積已縮減至185 km2。這種狀況目前在環(huán)繞外伊犁-阿拉套南坡的奇利克河流域冰川系統(tǒng)和昆格-阿拉套北坡均存在。

2.2 地下水

巴湖流域的地下淡水儲(chǔ)量豐富，在巴爾喀什湖北面沿岸的丘陵平原地帶最常見(jiàn)的是裂隙水，而在山間凹地和丘陵盆地形成的主要是承壓水，一些自流湖泊、河流都被列入此類(lèi)。在山區(qū)，尤其是丘陵地，其地下水的形成與地表水有著緊密的相互關(guān)系。預(yù)測(cè)勘探地下水資源約為170.4×108m3/a，其中可利用的約為53×108m3/a。但因?yàn)樵摰貐^(qū)地表水儲(chǔ)量豐富，地下水資源并未得到大規(guī)模利用。目前已利用的地下水量約為8.7×108m3，占已確定儲(chǔ)量的16.4%。據(jù)有關(guān)資料［11，21］介紹，2003年取自地下水源的水量達(dá)到2.7×108m3。

淺層地下水徑流以不同流量直接注入巴爾喀什湖，主要發(fā)生在湖濱地區(qū)30～35 km寬的范圍。地下徑流僅限于古老和現(xiàn)代的河流谷地以及大型地質(zhì)斷裂帶。直接進(jìn)入巴爾喀什湖的地下水(承壓地下水與淺層地下水)流量大約是0.8×108m3/a，溶解的固體達(dá)到1.1×106t/a。這些數(shù)字大約是地表水注入量的0.5%和鹽分注入量的26%。

在巴爾喀什湖南部以及莫因庫(kù)姆、克孜勒庫(kù)姆、阿雷斯庫(kù)姆等沙漠地區(qū)廣泛分布著第四紀(jì)沉積層地下水，埋深從3～10 m到30～50 m不等;巴爾喀什湖沿岸和莫因庫(kù)姆沙漠西部邊緣的地下水礦化度為0.5～3 g/L，克孜勒庫(kù)姆沙漠地下水礦化度較高(達(dá)到5～15 g/L);該地區(qū)的產(chǎn)流介于100～430 m3/d到1 800～2580 m3/d之間［8］。

3 水資源利用狀況

巴湖流域的用水主要引自地表水，地下水只占很小部分(表6)。2004年該流域的水資源被引用了39.5×108m3，其中地表水資源為37×108m3，地下水為2.5×108m3，后者大約僅占總引水量的6.36%。1990—2000年之間，引水量大幅度減少。農(nóng)業(yè)(包括灌溉)、畜牧業(yè)、市政、工業(yè)等是巴湖流域水資源的主要消耗領(lǐng)域，游憩、水運(yùn)和水力發(fā)電行業(yè)雖然也利用水資源，但并不產(chǎn)生消耗［14］。

表6 按來(lái)源劃分的流域引水量Table 6 Water abstraction from different sources of river basin 108 m3

3.1 農(nóng)業(yè)用水

農(nóng)業(yè)是巴湖流域的主要用水領(lǐng)域，用水量超過(guò)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域用水總量的80%。在哈薩克斯坦各州中，全部面積位于流域內(nèi)的阿拉木圖州是主要的灌區(qū)之一，并且阿拉木圖州和阿拉木圖市的面積占流域總面積的63%。流域擁有哈薩克斯坦最大的灌溉土地(約65.3×104hm2)，其中阿拉木圖州占59.7×104hm2，東哈州部分占5.6×104hm2。

從表7分析，巴湖流域的農(nóng)業(yè)用水有3個(gè)特點(diǎn):(a)農(nóng)業(yè)用水特別是灌溉用水主要發(fā)生在巴爾喀什湖流域，阿拉湖流域所占比重很小，1990年巴爾喀什湖流域的農(nóng)業(yè)和漁業(yè)用水約是阿拉湖流域的18倍，2000年兩者的用水差距更大;(b)與1990年相比，該流域2000年農(nóng)業(yè)供水、灌溉和漁業(yè)所耗的水量均有大幅度減少;(c)在用水結(jié)構(gòu)中，灌溉用水所占的比重最大。

表7 按流域劃分的1990年和2000年農(nóng)業(yè)用水量Table 7 Agricultural water consumption of different basins from 1990 to 2000 108 m3

圖5反映了巴湖流域灌溉用水的多年變化。流域灌溉用水在前蘇聯(lián)解體前的20世紀(jì)80年代處于高位，1990—1999年出現(xiàn)了快速下降;2000年之后，流域以灌溉為主的農(nóng)業(yè)用水量基本維持在平均每年30×108m3左右，2006年之后出現(xiàn)了緩慢上升勢(shì)頭。造成農(nóng)業(yè)用水下降的因素，除了氣溫、降水等自然因素外，灌溉面積減少是另一個(gè)重要原因。由于土地私有化的實(shí)施，大量土地撂荒。1990年全流域的實(shí)際灌溉面積為64.2×104hm2，而2006年降為42.1×104hm2，降幅達(dá)到34%;相應(yīng)地，同期的灌溉用水分別為65×108m3和30×108m3，后者比前者下降了53%。

此外，灌溉用水水平還與作物種類(lèi)相關(guān)。流域的灌溉地主要種植谷物、飼料和水稻等，以阿拉木圖州為例，其每年的單位灌溉用水量在水稻種植區(qū)為1.9×104m3/hm2，谷物種植區(qū)為4 000 m3/hm2，多年生草場(chǎng)為5900 m3/hm2。2001—2004年間阿拉木圖全州單位平均灌溉用水量為6094 m3/hm2。在水生產(chǎn)力方面，小麥為 1.4 kg/m3，水稻為 0.2 kg/m3，玉米為 1.2 kg/m3，番茄為 4.2 kg/m3，均低于國(guó)際水平［11，22］。

3.2 工業(yè)用水

巴湖流域工業(yè)部門(mén)很少，基礎(chǔ)相對(duì)薄弱。流域主要的工業(yè)部門(mén)有巴爾喀什市的有色金屬冶煉，塔爾迪庫(kù)爾干市的電池企業(yè)，以及部分制糖、陶瓷等輕工業(yè)。因此，流域的工業(yè)用水在用水總量中所占的比重遠(yuǎn)低于農(nóng)業(yè)，平均不到10%，1996年這一指標(biāo)僅為2.9%。

圖5 巴湖流域基于灌溉的引水量變化Fig.5 Variation of irrigation water consumption in Balkhash-Alakol Lake Basin

如果按流域劃分工業(yè)用水量，巴爾喀什湖流域占絕對(duì)份額，1990年阿拉湖的工業(yè)用水量為0.01×108m3，不到巴爾喀什湖的1%，2000年這一差距更大，阿拉湖為0.003×108m3，而巴湖流域達(dá)到1.9×108m3;2000年，兩流域的工業(yè)用水量較1990年均有大幅度減少。圖6是巴湖流域多年工業(yè)領(lǐng)域用水情況。1990—2006年雖然總用水趨勢(shì)呈下降態(tài)勢(shì)，但可具體劃分為2個(gè)階段:第1階段從 1990—1996年，是快速下降階段;第 2階段從1996—2006年，基本呈緩慢、波狀上升階段。這在一定程度上也反映了流域工業(yè)生產(chǎn)由前蘇聯(lián)解體初期的迅速萎縮到之后的緩慢、持續(xù)的恢復(fù)過(guò)程。盡管如此，從總量上分析，全流域的工業(yè)用水仍處于較低的水平。

3.3 市政生活用水

20世紀(jì)末巴湖流域人口為3.3×106人，其中居住在阿拉木圖州的有1.60×106人，占流域人口總數(shù)的72.7%。農(nóng)村人口1.5×106人，阿拉木圖市人口為1.13×106人，塔爾迪庫(kù)爾干市人口為0.11×106人，巴爾喀什市人口為0.10×106人。2009年的流域人口比10 a前增加了31×104人，其中城市人口占總?cè)丝诒壤^(guò)50%，包括阿拉木圖市在內(nèi)的阿拉木圖州全部人口占流域人口總量的80%多［10，15］。人口增長(zhǎng)必然給市政用水造成壓力。從1999年起，市政用水量出現(xiàn)了連續(xù)多年的上升狀況(圖7)。

城市公用事業(yè)用水的90%取自地下水，城鎮(zhèn)居民用水基本可以得到滿(mǎn)足。阿拉木圖地區(qū)供水來(lái)源主要有卡斯克連河，大、小阿拉木圖河，伊塞克河，伊犁河和8處位于這些流域的地下水源。塔爾迪庫(kù)爾干地區(qū)的城市薩雷阿澤克、潘菲洛夫、烏什托別、塔爾迪庫(kù)爾干、基洛夫斯基和卡拉布拉克的供水引自地下水，江素古洛夫、鐵克利和薩爾坎德則依靠地表水源。1990年集中供水系統(tǒng)覆蓋了386個(gè)鄉(xiāng)村，其中364個(gè)為地方系統(tǒng)，22個(gè)為集體管道供水。集體供水管道總長(zhǎng)317 km，地方供水管道網(wǎng)長(zhǎng)為2560 km。但近年來(lái)供水設(shè)施年久失修，水質(zhì)較差［14］。

圖6 巴湖流域工業(yè)用水量變化Fig.6 Industrial water use in Balkhash-Alakol Lake Basin

與工業(yè)用水相似，市政生活用水量占總用水比重不大，平均不足10%，遠(yuǎn)低于農(nóng)業(yè)用水量。在用水分布上，人口、城鎮(zhèn)數(shù)較多的巴爾喀什湖流域的用水量遠(yuǎn)高于人口、城鎮(zhèn)數(shù)少的阿拉湖流域。如2000年巴爾喀什湖流域用水量為1.9×108m3，而阿拉湖流域用水量?jī)H為0.01×108m3。在流域所屬各州、市中，人口超過(guò)100萬(wàn)的特大城市阿拉木圖的水消耗量最大，2006年達(dá)到1.6 ×108m3，占全流域的近 60%［23］。

關(guān)于流域生態(tài)需水方面的文獻(xiàn)不多，筆者僅從中亞區(qū)域生態(tài)中心的1篇研究報(bào)告中獲取了2003年有關(guān)生態(tài)需水概況的部分資料［24］。據(jù)報(bào)道，2003年哈薩克斯坦的額定生態(tài)與環(huán)境用水量為375×108m3，但實(shí)際用水量達(dá)到666×108m3，其中巴湖流域的生態(tài)用水量為217×108m3，占全國(guó)用水總量的1/3，且流域中伊犁河、田鐵克河和烏爾賈爾河等河流的生態(tài)用水量均超過(guò)需水定額，分別為131×108m3，17×108m3和18×108m3。

3.4 水利工程

巴湖流域有14座水電站，裝機(jī)容量為496 MW，年最大電能生產(chǎn)量可達(dá)11.8×108kW·h。最大水電站是卡普恰蓋電站，裝機(jī)容量為434 MW。此外，還建有40座灌溉水庫(kù)，總庫(kù)容為8×108m3［14］。

卡普恰蓋水庫(kù)位于伊犁河口附近，長(zhǎng)約200 km，寬15～20 km，設(shè)計(jì)容量為281×108m3。1970年水庫(kù)開(kāi)始注水。按設(shè)計(jì)要求，應(yīng)在10 a內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)容量，即高程達(dá)到485 m。但由于小水量周期(1974—1977年)的原因，到1980年前蓄水高程只達(dá)到476.3 m［25］。根據(jù)對(duì)2004—2005年的水資源情況分析，水庫(kù)水量和水位有逐漸減小的趨勢(shì)。2004年初水庫(kù)的水量為169.3×108m3，水位為477.78 m，而到年底相應(yīng)的指標(biāo)分別為161.4×108m3和477.16 m;2005年底，水量減少到152.3×108m3，水位為476.43m。水位在2 a內(nèi)降低了1.35 m。

關(guān)于卡普恰蓋水庫(kù)對(duì)巴爾喀什湖的影響，有學(xué)者認(rèn)為水庫(kù)對(duì)湖區(qū)造成了較大的負(fù)面影響［11，16］。主要包括:巴爾喀什湖濕地退化，特別是其支流三角洲濕地;巴爾喀什湖鹽度不斷上升;巴爾喀什湖漁業(yè)產(chǎn)值下降;自然水文模式改變等。

其他較大型水利設(shè)施主要有:巴爾托蓋水庫(kù)，位于奇利克河上，庫(kù)容為3.2×108m3，該水庫(kù)與大阿拉木圖運(yùn)河相連接，運(yùn)河從奇利克河調(diào)水4×108m3至切莫爾干河，調(diào)水1.2×108m3至庫(kù)爾金河;具有灌溉功能的有庫(kù)爾金水庫(kù)(庫(kù)容1.2×108m3)、克孜勒拉加什水庫(kù)(庫(kù)容0.4×108m3)。灌渠有大阿拉木圖灌渠(齊利克河—切莫爾干河之間)，輸水量為4×108m3(流量為75 m3/s)，以及巴卡納斯、塔斯木倫、烏什托別和庫(kù)拉姆灌渠等。此外，在阿克達(dá)拉建設(shè)了面積為3.2×104hm2的水稻灌溉系統(tǒng)，水的消耗為13×108m3/a;在申格里金的灌溉系統(tǒng)面積為1.5×104hm2，每年攔截水總量為1.7×108m3。

流域大面積的灌溉土地中，只有不到10%(5×104hm2)配備了集成排水系統(tǒng)。由于缺乏有效的排水系統(tǒng)，使得地下水位上升，同時(shí)造成土壤鹽漬化、洪水和內(nèi)澇，土地不適宜農(nóng)作物生長(zhǎng)，農(nóng)作物產(chǎn)量較低。除阿拉木圖大運(yùn)河等少數(shù)灌溉系統(tǒng)外，其余多為土河床，輸水效率低，輸水系數(shù)僅為0.4～0.5。經(jīng)過(guò)對(duì)1996—2004年間流域水資源在輸送過(guò)程中的損耗分析，結(jié)果表明輸水損耗量在持續(xù)增長(zhǎng)，尤其是在灌溉區(qū)，輸水損耗量達(dá)到31% ～40%。阿拉木圖市政水網(wǎng)在輸水過(guò)程中的損耗量占輸水總量的23% ～32%［11］。

圖7 巴爾喀什湖-阿拉湖流域市政用水量變化Fig.7 Municipal water use in Balkhash-Alakol Lake Basin

4 數(shù)據(jù)分析結(jié)果及討論

4.1 數(shù)據(jù)分析結(jié)果

在水資源方面，首先是近20a巴湖流域的主要河流徑流總體呈增加趨勢(shì)，其中伊犁河的徑流量年際波動(dòng)較大，而田鐵克河則相對(duì)平穩(wěn);其次是巴爾喀什湖的水量長(zhǎng)期波動(dòng)較大，近期其水面面積變化不明顯;再者冰川資源長(zhǎng)期呈減少趨勢(shì)，這一結(jié)果既體現(xiàn)在冰川儲(chǔ)量方面，也反映在冰川的分布面積上;地下水儲(chǔ)量豐富，且由于開(kāi)發(fā)利用程度低而變化幅度小。

在水資源利用方面，首先是用水來(lái)源中，主要引自地表水，地下水所占份額非常低;其次在用水結(jié)構(gòu)中，農(nóng)業(yè)用水特別是灌溉用水占全流域用水的比重大，而其他領(lǐng)域的用水較少;在近年的用水變化方面，雖然各領(lǐng)域總體用水量呈下降趨勢(shì)，但在經(jīng)過(guò)初期的快速下降后，大致都在1996—1999年期間開(kāi)始了緩慢的增長(zhǎng);此外，單位灌溉耗水高、水生產(chǎn)力低下、水利設(shè)施老化、輸水過(guò)程損耗大也是流域水資源利用的特點(diǎn)。

造成上述水資源和水利用狀況的因素很多，氣候、地貌、土壤覆被等是固有的自然影響因素;但隨著流域人口增加和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人類(lèi)活動(dòng)的影響越來(lái)越大。從用水量看，20世紀(jì)前蘇聯(lián)解體初期，隨著人口外流、經(jīng)濟(jì)發(fā)展停滯、耕地撂荒，用水量出現(xiàn)了快速下降的現(xiàn)象，而20世紀(jì)90年代中晚期隨著經(jīng)濟(jì)逐步恢復(fù)以及人口增長(zhǎng)，各領(lǐng)域的用水都開(kāi)始呈現(xiàn)上升趨勢(shì)?？梢?jiàn)兩者之間存在著相關(guān)性。限于篇幅和境外資料獲取的難度，未就此進(jìn)行更深入的研究，有待今后在有效開(kāi)展國(guó)際合作的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探討。

4.2 討論

巴湖流域緊鄰中國(guó)，包括伊犁河、額敏河在內(nèi)的許多河流都是跨境河流，可以說(shuō)與中國(guó)的接壤地區(qū)同處于一個(gè)自然地理單元和生態(tài)系統(tǒng)中。加之中國(guó)境內(nèi)人口較多，農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展較快等原因，多年來(lái)常有哈薩克斯坦人士斷言，由于中國(guó)的過(guò)量引水，影響了哈薩克斯坦相鄰地區(qū)的用水和生態(tài)狀況?？陀^而言，在一個(gè)流域中，上游的水利開(kāi)發(fā)或多或少地會(huì)對(duì)下游有一定影響，伊犁河流域也不例外。但只要合理規(guī)劃、開(kāi)發(fā)適度，就不會(huì)影響下游的水資源利用，并使生態(tài)環(huán)境處于可控的良性發(fā)展?fàn)顟B(tài)。這在諸如多瑙河、五大湖等許多跨境流域均得以證明。

中國(guó)的新疆地處伊犁河、額敏河的上游，特別是伊犁河產(chǎn)流占全流域的近70%。但如前文所述，近年來(lái)上游的水資源利用對(duì)下游主要水體的影響有限。實(shí)際上從1995年以來(lái)，伊犁河的徑流量盡管波動(dòng)較大，但總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì);此外，近年來(lái)的巴爾喀什湖表面積并沒(méi)有明顯變化。

在水資源利用方面，更大的影響因素來(lái)自巴湖流域內(nèi)部，如人口增長(zhǎng)過(guò)快、灌溉用水過(guò)度(多數(shù)巴爾喀什湖東部河流的徑流已不能流入湖泊)、卡普恰蓋等諸多水庫(kù)截流、輸水過(guò)程中過(guò)高的損耗和低效的水利用等，加之氣候變化、水量蒸發(fā)、冰川縮小等因子的疊加，勢(shì)必對(duì)水資源承載量產(chǎn)生不利影響。如果能夠保持適度的人口增長(zhǎng)，且廣泛采取高效的節(jié)水措施和合理的用水管理制度，擴(kuò)大地下水的使用，完全可以應(yīng)對(duì)地表水資源可能產(chǎn)生的虧缺。

任何水體變化的原因都是自然與人類(lèi)活動(dòng)等各種因素的綜合，而不是某一種、某一類(lèi)或某個(gè)國(guó)家地區(qū)單一的影響。因此關(guān)于跨境流域水體的研究是一項(xiàng)十分復(fù)雜的科學(xué)工作，筆者僅從某一方面進(jìn)行分析，還有待其他專(zhuān)家、學(xué)者進(jìn)行更加全面的研究。

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