基于生態(tài)視角下的塔里木河水資源合理配置

阿不都外力

(新疆塔里木河流域干流管理局中游管理處烏斯?jié)M管理站， 新疆 塔里木　841000)

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基于生態(tài)視角下的塔里木河水資源合理配置

阿不都外力

(新疆塔里木河流域干流管理局中游管理處烏斯?jié)M管理站， 新疆 塔里木841000)

本文探討了塔里木河流域水資源合理配置的措施。采取實證分析模式，分析了塔里木河流域的水資源合理配置的技術路線及結(jié)構(gòu)，計算出流域配置的關鍵管控阿拉爾斷面的水流量，闡述了“源流、干流(上中下游)”的水資源配置目標及措施，給出了源流、干流及干流下游依序展開“集中同步組合、分段耗水管控、地下水深管控”的水資源調(diào)度方案。

塔里木河流域； 水資源配置; 生態(tài)調(diào)度

1　概　述

塔里木河流域，總面積102.7萬km2，年均徑流量410億m3。塔里木河為環(huán)繞塔里木盆地的九大水系144條河流的總稱，分成干流、源流區(qū)，干流自身不產(chǎn)流，目前僅有和田河、阿克蘇河、開都河—孔雀河及葉爾羌河四條源流對干流尚存在地表水利聯(lián)系。各主要河流每年的來水量集中于6—9月，天然徑流活動過程符合生態(tài)需水過程，能夠滿足農(nóng)業(yè)灌溉要求。自20世紀50年代起，流域被引進大面積的農(nóng)業(yè)墾殖，上中游不斷加大耗水量，極大地降低了下游補水量，當建成下游大西海子攔河水庫后，20世紀70年代初以來，下游近300km的河道斷流達30年。人類活動打破了自然生態(tài)平衡，水土的過度開發(fā)，導致生態(tài)環(huán)境惡化。2001年起，塔里木河流域開始展開綜合治理工程，迄今“工程措施”建成，非工程措施尚未發(fā)揮出預期功效。建成的一些山區(qū)水庫，影響了各源流水資源及其對河流生態(tài)體系的脅迫，若不扭轉(zhuǎn)以“開荒”帶動“發(fā)展”的慣性思維，終究會嚴重影響生態(tài)需水徑流活動，威脅到干流生態(tài)的保護。塔里木河流域面臨著“生態(tài)環(huán)境用水、發(fā)電農(nóng)業(yè)灌溉”及“人工、天然”綠洲間用水競爭的突出矛盾。目前，既要鞏固綜合治理的成果，又要加快山區(qū)水庫電站的建設進度，以審批實施后的地表水水量的規(guī)劃分配方案，剖析流域的水資源合理配置及其擬定的實施方案。

2　流域水資源合理配置的主要問題及技術路線

2.1流域水資源合理配置的主要問題

目前，水資源合理配置的主要問題，是針對已建(在建)水庫可能或已經(jīng)對河流生態(tài)造成的不良影響，采取優(yōu)化水庫運行措施，展開“補救補償”式的修復，需調(diào)整水資源格局，因而會發(fā)生極大的利益沖突，實現(xiàn)水資源生態(tài)修復目標會有困難。故此，水資源合理配置上，需對水庫建設進行統(tǒng)一規(guī)劃，以河流生態(tài)需求為前提，對各配置節(jié)點間的協(xié)同行為進行設計，統(tǒng)一、優(yōu)化配置各河流及水利工程，修復自然生態(tài)。

2.2流域水資源配置方案

在P=50%生態(tài)供水率及豐增枯減的基礎上，判定阿拉爾斷面的地表來水量需由實施綜合治理之前的36.1億m3，提升至46.6億m3，其中，阿克蘇河由28.1億m3升至34.2 億m3，和田河由8.02億m3升至9.2億m3，葉爾羌河由0. 0億m3升至3.3億m3；開都河—孔雀河向下游注入的水量由2.5億m3升至4.5億m3,塔里木河的干流總水量將升至51.29億m3。

表1　“四源一干”來水頻率水量配置方案

注資料來自1956—2005年數(shù)據(jù)。

2.3水資源配置方案技術路線

綜合分析塔里木河流域組成及徑流特質(zhì)、天然及人工綠洲分布等環(huán)境特征，流域水資源的配置，需經(jīng)“初始水權管理、源流總水量控制→進入干流的水量控制、保障生態(tài)水流量過程→工程和非工程措施、管控干流分段耗水量→水庫調(diào)度、河道輸水及調(diào)控地下水位”等活動的技術路線，達到流域水資源合理配置的生態(tài)調(diào)度目標[1]。

a.流域水資源配置方案。水資源生態(tài)調(diào)度，依水量分配方案內(nèi)的相關規(guī)定，依據(jù)限額水量對各業(yè)用水進行合理配置，實現(xiàn)源流與干流兩者的總量調(diào)度目標，保障各源流的水量下泄至干流[2]。

b.量化各源流生態(tài)調(diào)度方案，達成“洪水下泄”干流的調(diào)度目標。上游三源流匯總進入干流阿拉爾斷面沿途基本為天然徑流。塔里木河干流天然河道長1321km,過細水流無法長流至干流，采取“洪水”集中下泄方案，能提升補水干流的效率。

c.基于干流來水實際狀況及水量配置方案，管控干流“上中下”游的河道各節(jié)點耗水量，確保各河段水資源合理調(diào)度計劃。塔里木河河道的“上中”游沿岸由人工開挖的汊河以及引水口極多，90%水量被消耗；務必采取工程及非工程手段，管控河勢變化，實現(xiàn)“上中下”游耗水量的管控目標，維護干流生態(tài)健康。

d.依干流與開都河—孔雀河至下游水量狀況，最大化地發(fā)揮大西海子水庫水資源的調(diào)度效能，完成下游河道輸水以及地下水量的調(diào)控目標。由干流輸水或是經(jīng)博斯騰湖調(diào)水至下游的臺特瑪湖，輸水距離皆為上千公里。故此，務必利用大西海子水庫進行水資源的合理調(diào)度，將干流、博斯騰湖兩路水源匯集一處，集中輸水至下游河道，科學判定輸水流量及線路，恢復地下水位，拯救毀滅邊緣的綠色走廊。

3　流域水資源配置方案的基本框架結(jié)構(gòu)

3.1阿拉爾斷面水流量

阿拉爾水文站為塔里木河流域極關鍵的水文站，其生態(tài)水流量的管控，需以滿足生態(tài)需水為主。阿拉爾斷面適宜的生態(tài)流量活動過程為水流接近“天然流態(tài)”的水流量活動過程。基于流域耗水持續(xù)提升的現(xiàn)狀，需找出上游三源流的耗水量由緩慢提升至快速轉(zhuǎn)為鮮明提升的節(jié)點，此節(jié)點以前多年的平均徑流活動過程，可視作水流近于“天然流態(tài)”的適宜程度的生態(tài)流量過程。根據(jù)上游三源流區(qū)間耗水量的長系列計算結(jié)果，應用Mann-Kendall方法實施躍值突變檢驗，結(jié)果顯示：1957—2010年間，上游三源流區(qū)間的耗水量整體呈上升趨勢，1989年為明顯的轉(zhuǎn)折節(jié)點，源流區(qū)耗水量由緩慢提升快速地轉(zhuǎn)成鮮明提升。于1957—1989年人類干擾相對較少的水文系列里，選取與總水量基本相同的典型年族，計算出6—9月的生態(tài)水流量，選取實測逐旬最小以及平均水流量作為“最小生態(tài)水流量”與“適宜生態(tài)水流量”(見表2)。

1）從學習目標來看，主題學習不再像傳統(tǒng)的學習目標是以知識點的簡單記憶為主，強調(diào)學習者對知識的主動建構(gòu)和理解。

表2　6—9月阿拉爾斷面的生態(tài)流量計算結(jié)果

3.2源流水資源配置的生態(tài)調(diào)度

1956—2010年，上游三源流的天然來水量總體上呈現(xiàn)提升趨勢，可是，受上游灌溉耗水加大的影響，阿拉爾站年徑流的實測值呈現(xiàn)出不斷降低態(tài)勢，年際的變化最劇烈，C值是0.27(見下圖)。研究顯示：三條源流的耗水量呈逐年加大態(tài)勢，各源流區(qū)總用水量遠超出相關規(guī)定的水量管制限額量。

上游三源流合成與阿拉爾站徑流變化對比圖

綜上所述，流域水資源合理配置的關鍵為：管控源流耗水量，保障下泄達到阿拉爾斷面的水流量。嚴控各源流的灌溉用水量，既要嚴禁開荒，也需減少灌區(qū)規(guī)模。

除滿足下泄干流的水量要求外，上游三條源流的五大支流還承擔本流域經(jīng)濟社會發(fā)展和自身生態(tài)環(huán)境保護的艱巨任務。和田河、葉爾羌河出山口距阿拉爾斷面河道流程較長，河道蒸發(fā)滲漏損失嚴重，要實現(xiàn)下泄目標需采用短時間大流量方式。阿克蘇河流程相對較短，在P=25%、P=50%、P=75%、P=90%的水文年內(nèi)，下泄的水量依次為阿拉爾斷面總水量的66.6%、73.1%、80.5%和92.6% 。若想達到阿拉爾斷面的水流量要求，務必要做好阿克蘇河及其支流庫瑪拉克河與托什干河的水資源配置，于每年的6—9月實施集中調(diào)配，以阿克蘇河的生態(tài)水流量配置為核心，協(xié)調(diào)“葉爾羌河、和田河”二源流同步展開水資源配置調(diào)控，以實現(xiàn)阿拉爾斷面生態(tài)水流量空間的組合調(diào)度，也就是實現(xiàn)各源流的“集中同步組合”水資源合理配置。

3.3干流上中游區(qū)水資源合理配置

從20世紀70年代起，塔里木河干流的上中游區(qū)耗水激增，下游的水量銳減，大西海子水庫建成后，下游河道斷流。展開綜合治理后，在干流上共建造了609km的輸水堤，展開上中下游水量的合理調(diào)度。

河域的干流兩岸，需降低人類活動的干擾，以保護天然植被，遵循人與自然和諧共存的發(fā)展原則。故此，?務必管控干流區(qū)的工農(nóng)業(yè)耗水量；?實施河道治理工程，有針對性地在上游河區(qū)建設輸水堤，在主要引水口處設置控制閘，降低單位河長的耗水量，清理淤積河段；?為天然植被提供地表水源，同時保持相應的地下水位，實現(xiàn)水源的合理配置。

3.4干流下游水資源配置目標及措施

3.4.1干流下游水資源配置目標

a.恢復干流下游河道的“生態(tài)輸水”及“兩岸天然植被”，阻止沙漠擴張合攏。根據(jù)地表水水量的相關規(guī)定，大西海子水庫多年平均下泄水量為3.5億m3，“文闊河”與“老塔里木河”兩河河道輸水，引入臺特瑪湖的水量管控在1000萬～2000萬m3。此外，車爾臣河汛期入湖水量使湖面保持在接近200km2。

b.干流地下水位合理配置目標。干旱地區(qū)的地下水，是維持植被成活的唯一水源。下游區(qū)域修復近河地帶，以維持天然植被生長。鑒于多數(shù)地區(qū)僅宜采取“維持生機”的管控措施，故此，距河道100m范圍內(nèi)的地下水深管控在2～4m，距河道100～500m范圍內(nèi)的地下水深宜管控在4～6m,距河道500～1000m范圍內(nèi)的地下水深宜管控在6～8m。

3.4.2干流下游水資源配置措施

a.重視大西海子水庫對水資源配置的作用。2000—2010年底，大西海子水庫向下游的斷流河道泄洪11次，累計輸水26.6億m3，有6次把水輸進“臺特瑪湖”，結(jié)束了下游30年的斷流歷史，河道兩側(cè)1km范圍內(nèi)地下水位呈顯著上升態(tài)勢，距河道300 m區(qū)域的荒漠植被種類增多，植被又開始活躍。

b.優(yōu)化干流下游輸水方案。為了讓3.5億m3的水量發(fā)揮最優(yōu)生態(tài)效益，務必將線、面狀的輸水措施相結(jié)合，盡量擴展保護及修復生態(tài)范圍，提升地下水及土壤水量，提升植被用水量。依靠地形及老河床，采取引灌、滲灌措施，科學管控文闊河與老塔里木河的地下水位，使部分區(qū)域的地下水恢復到4～6m、個別重要區(qū)域恢復到6～8m。大部分區(qū)域其地下水深恢復至4～8m以后，可采取分區(qū)輪灌的措施調(diào)控地下水位，漸漸生成穩(wěn)定的林灌草植被自然生態(tài)體系。

4　結(jié)　語

塔里木河流域面臨著“生態(tài)環(huán)境用水、發(fā)電農(nóng)業(yè)灌溉”及“人工、天然”綠洲間用水競爭的突出矛盾。流域水資源合理配置的關鍵為：管控源流耗水量，保障下泄達到阿拉爾斷面的水流量。嚴控各源流的灌溉用水量，既要嚴禁開荒，也需縮小灌區(qū)規(guī)模。實施河道治理工程，有針對性地在上游河區(qū)建設輸水堤，在主要引水口處設置控制閘，降低單位河長的耗水量，清理淤積河段。為天然植被提供地表水源，同時保持相應的地下水位，實現(xiàn)塔里木河水資源的合理配置。

[1]周莉荔.塔里木河流域水資源市場配置研究[D].新疆農(nóng)業(yè)大學,2010.

[2]魏加華,王光謙,劉榮華.塔里木河流域水量調(diào)度決策支持系統(tǒng)[J].南水北調(diào)與水利科技, 2009，7(1):11-16.

Rational allocation of Tarim River water resources based on the ecological perspective

Abuduwaili

(XinjiangTarimRiverBasinTrunkAdministrationMiddleReachesManagementOfficeWusimanManagementStation,Tarim841000,China)

In the paper, measures of configuring water resources in Tarim River Basin rationally are discussed. Empirical analysis model is adopted for analyzing technical routes and structures of water resources rational configuration in Tarim River Basin. Water flow capacity for river basin configuration is calculated in the key control Aral cross section. Water resources configuration objectives and measures are described for ‘source flow and trunk flow (upstream, mid-stream and downstream)’. Water resources scheduling plans are given. ‘Collective synchronous combination, segmented water consumption control and groundwater depth control’ are implemented in turn in source flow, trunk flow and downstream area of trunk flow.

Tarim River Basin; water resources allocation; ecological scheduling

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.03.014

TV213

A

2096- 0131(2016)03- 0050- 04