烏魯木齊柴窩堡湖水生態(tài)環(huán)境問題與管控對(duì)策

辜天軍

摘? 要：該文利用烏魯木齊柴窩堡湖2019年水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)和近年來水資源數(shù)據(jù)，采用地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)辦法，系統(tǒng)分析了柴窩堡湖水資源、水環(huán)境和水生態(tài)狀況和存在問題。結(jié)果表明：城市生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水增加造成柴窩堡湖面積萎縮、水位下降和水資源減少;2019年柴窩堡湖水質(zhì)為重度污染，湖泊營養(yǎng)狀態(tài)屬于輕度富營養(yǎng)級(jí);柴窩堡湖水生生態(tài)結(jié)構(gòu)脆弱，生態(tài)服務(wù)功能差?；诖?，該文解決水生態(tài)環(huán)境問題提出了建議和對(duì)策。

關(guān)鍵詞：柴窩堡湖? ?水資源? ?水環(huán)境? ?水生態(tài)

中圖分類號(hào)：X52? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2021）06（c）-0167-03

The Water Eco-environmental Problems and Management Countermeasures of Chaiwopu Lake in Urumqi

GU Tianjun

（Office of the Third Ecological Environment Inspector of Xinjiang Ecological Environment Department， Urumqi， Xinjiang Uygur Autonomous Region， 830063 China）

Abstract： Based on the water quality monitoring data of Chaiwopu Lake in Urumqi in 2019 and water resources data in recent years， and using the surface water environment quality evaluation method， this paper systematically analyzes the water resources， water environment and water ecology status and existing problems of Chaiwopu lake. The results show that the increase of water for urban life and agricultural production leads to the shrinkage of Chaiwopu Lake area， the decline of water level and the reduction of water resources. In 2019， the water quality of Chaiwopu lake is seriously polluted， and the nutritional status of the lake belongs to mild eutrophication level. The aquatic ecological structure of Chaiwopu lake is fragile and the ecological service function is poor. Finally， some suggestions and countermeasures are put forward to solve the problems of water ecological environment.

Key Words： Chaiwopu Lake; Water resources; Water environment; Water ecology

柴窩堡湖位于歐亞大陸腹地新疆烏魯木齊達(dá)坂城區(qū)，流域?yàn)榈湫蜏貛Т箨懶愿珊禋夂?，年均氣?.0 ℃，年降水量64 mm，年蒸發(fā)量2 716 mm，蒸發(fā)量明顯大于降水量[1]。柴窩堡湖南北兩側(cè)均為強(qiáng)烈上升的褶皺斷塊山地，北側(cè)博格達(dá)山最高處達(dá)5 445 m，為流域最高點(diǎn)，南側(cè)伊連哈比爾尕山，最高處海拔4 483 m[2]。由于流域降水減少，地下水開發(fā)利用過度，湖泊水位出現(xiàn)快速下降，湖泊不斷萎縮。裸露的干涸湖床含有大量的細(xì)顆粒物質(zhì)，在大風(fēng)的作用下，容易形成沙塵天氣，流域生態(tài)環(huán)境脆弱[3-5]。

在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，水資源需求不斷增加和氣候變暖背景下，作為烏魯木齊生態(tài)屏障，柴窩堡湖面臨著水量減少、水質(zhì)下降和水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)退化的風(fēng)險(xiǎn)。該研究利用近年來柴窩堡湖水資源、水環(huán)境質(zhì)量和水生態(tài)等方面的數(shù)據(jù)資料，分析了柴窩堡水資源、水環(huán)境和水生態(tài)現(xiàn)狀及存在問題和成因，提出了相關(guān)管控措施建議，以期為柴窩堡湖生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)技術(shù)參考。

1? 數(shù)據(jù)資料與評(píng)價(jià)方法

為了解柴窩堡湖水質(zhì)狀況，收集整理了2019年湖東北、湖東南兩個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，來源于烏魯木齊市生態(tài)環(huán)境局，監(jiān)測項(xiàng)目包括水溫、pH、溶解氧、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總磷、總氮、氟化物、銅、鋅、石油類、陰離子表面活性劑和硫化物等。柴窩堡湖水資源數(shù)據(jù)來源于烏魯木齊柴窩堡湖國家濕地公園管理處和相關(guān)文獻(xiàn)。水質(zhì)評(píng)價(jià)和綜合營養(yǎng)指數(shù)計(jì)算根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)辦法（試行）》中的評(píng)價(jià)方法，各水質(zhì)類別劃分采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838—2002）。

2? 結(jié)果與分析

2.1 柴窩堡湖水資源現(xiàn)狀與主要問題

柴窩堡湖為封閉型的山間集水洼地湖泊。由于湖區(qū)年蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于年降水量，湖泊水量主要來自山區(qū)地表徑流和地下水滲流補(bǔ)給。地表徑流主要來自天山博格達(dá)山南坡的白楊溝、三個(gè)山溝、柳樹溝和蘇拉夏溝等4條季節(jié)性河流以及天山喀拉烏成山北坡的烏什城溝、張家溝和小東溝等地表水體。受季節(jié)性冰雪融水影響，河流入湖水量少并且呈季節(jié)性變化，其入湖水量占柴窩堡湖補(bǔ)給水源的比例低。由大氣降水和冰雪融水形成的地下徑流從四周匯入柴窩堡湖，是柴窩堡水量的最重要來源，占入湖水量補(bǔ)給的90%以上[6]。流域南北兩側(cè)的山區(qū)降雨較為充沛，是區(qū)域地下水的補(bǔ)給區(qū)[7]。

湖泊水資源及水量的收支變化可以通過水位、水面面積的變化反映。柴窩堡湖面積在20世紀(jì)70年代中期至本世紀(jì)前10年基本穩(wěn)定在29.5 km2左右[6]，2010年開始湖面面積出現(xiàn)萎縮，2013年急劇縮小，相比于歷史平均面積縮小了52.3%。2014 年枯水期首次完全干涸，湖面面積縮小至6.97 km2，湖面水位下降了2～3 m。城市生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水消費(fèi)量的增加，導(dǎo)致生態(tài)用水被擠占和自然補(bǔ)給水量減少，是造成柴窩堡湖水面面積萎縮、水位下降和水資源減少的重要原因。

位于柴窩堡湖區(qū)域的柴西和柴北兩個(gè)水廠，為保障城市居民飲水，持續(xù)高強(qiáng)度開采湖區(qū)地下水，地下水資源開發(fā)利用過度。同時(shí)湖區(qū)域周邊分布農(nóng)業(yè)用機(jī)井，用于農(nóng)田耕地、人工林地的澆灌，農(nóng)灌水利用系數(shù)較低，水利用率較低。隨著農(nóng)田耕地和人工林地澆灌用水需求增加，都明顯減少了柴窩堡湖入湖補(bǔ)給量，造成生態(tài)水位嚴(yán)重不足。自2017年以來，隨著湖區(qū)周邊農(nóng)用機(jī)井關(guān)停、休耕農(nóng)田補(bǔ)湖、種植生態(tài)防風(fēng)林以及烏魯木齊河分洪補(bǔ)湖等水資源恢復(fù)工程實(shí)施，柴窩堡湖水量補(bǔ)給持續(xù)增加，湖面面積持續(xù)擴(kuò)大，至2020年達(dá)到20 km2左右。但與柴窩堡湖全年平均生態(tài)水位為1 093 m，對(duì)應(yīng)湖面面積為29.5 km2，生態(tài)環(huán)境需水量（耗水量）為4 804.61×104 m3的目標(biāo)相比，柴窩堡湖生態(tài)水量滿足程度雖逐年增加，但尚未完全保障生態(tài)需水要求。

2.2 柴窩堡湖水環(huán)境質(zhì)量狀況與主要問題

柴窩堡湖是洼地型湖泊，受水位下降和水資源減少的重要影響，柴窩堡水體流動(dòng)性減弱，交換能力不強(qiáng)，湖泊自凈能力低，水環(huán)境容量小，易發(fā)生湖泊水質(zhì)污染。2019年柴窩堡湖水質(zhì)為重度污染，湖泊營養(yǎng)狀態(tài)屬于輕度富營養(yǎng)級(jí)。柴窩堡湖主要污染物指標(biāo)為化學(xué)需氧量（COD）、五日生化需氧量（BOD5）和總磷（TP）（如表1所示），其中反映有機(jī)物污染的化學(xué)需氧量和五日生化需氧量超標(biāo)達(dá)到4.3～5.2倍。湖水礦化度在升高，屬強(qiáng)咸水。從空間分布看，湖東北、湖東南這兩個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位的水質(zhì)均為重度污染，水質(zhì)狀況差異不顯著。柴窩堡湖水質(zhì)污染的主要原因是自然補(bǔ)給水量銳減，導(dǎo)致湖水水位明顯下降，蓄水量顯著減少，湖泊自凈能力變差，湖水中污染物逐漸濃縮富集所致，并不是入湖污染物的持續(xù)排入。

2.3 柴窩堡湖水生態(tài)狀況與主要問題

柴窩堡湖水位和面積明顯下降之前，柴窩堡湖浮游植物種類豐富，具有藻類植物92種，群落結(jié)構(gòu)屬于硅藻-綠藻-藍(lán)藻型，夏秋季節(jié)進(jìn)水區(qū)和岸邊區(qū)浮游植物生長優(yōu)勢較為明顯[8]。柴窩堡湖湖東區(qū)及湖北岸沿岸沼澤區(qū)的進(jìn)水區(qū)及流水水坑中分布有新疆高原鰍和小體高原鰍等土著魚類，存活狀態(tài)差。主要原因是柴窩堡湖面積萎縮、水位明顯下降，生態(tài)結(jié)構(gòu)脆弱，湖泊水源涵養(yǎng)功能、生態(tài)服務(wù)功能差。目前，柴窩堡湖水位和面積都沒有達(dá)不到最小生態(tài)水位和相應(yīng)面積的要求，近年來柴窩堡湖的生態(tài)需水量滿足程度為零。生態(tài)水位不足的主要原因是水資源配置不合理。由于地下水超采嚴(yán)重，柴窩堡湖補(bǔ)給量銳減，生態(tài)水位不足，湖水礦化度極高，造成水域生態(tài)環(huán)境惡化，水生生物棲息生境喪失，原有的水生生物種類消亡并出現(xiàn)向咸水種類演替的趨勢，水生生態(tài)功能大幅度降低，湖區(qū)已不適宜水生生物棲息繁衍。

2.4 柴窩堡湖水生態(tài)環(huán)境問題的管控對(duì)策

隨著湖泊水位下降，湖面面積減小，湖泊水質(zhì)污染和周邊地區(qū)土壤堿化、沙化、植被退化等水生態(tài)環(huán)境問題愈發(fā)突出，動(dòng)植物資源銳減，水生生物多樣性破壞，對(duì)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了重要影響[9-12]。

2.4.1 水資源恢復(fù)與保障措施

繼續(xù)實(shí)施柴窩堡湖周邊農(nóng)用機(jī)井關(guān)停、休耕農(nóng)田補(bǔ)湖和烏魯木齊河分洪補(bǔ)湖工程，持續(xù)增加柴窩堡湖水量補(bǔ)給，保障湖面面積持續(xù)增加，湖泊生態(tài)系統(tǒng)不斷好轉(zhuǎn)，生態(tài)水量得到保障。推進(jìn)調(diào)水工程，為保護(hù)地下水資源，保障生態(tài)基流，推進(jìn)頭屯河和白楊河調(diào)水工程。逐年減少柴西和柴北水源地地下水開采量，依據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，結(jié)合區(qū)域水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀和社會(huì)需求，進(jìn)一步完善功能區(qū)劃，滿足水資源合理開發(fā)利用和對(duì)水域保護(hù)功能的要求，實(shí)現(xiàn)水域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)良性循環(huán)。

2.4.2 水環(huán)境質(zhì)量保障與控制措施

持續(xù)增加柴窩堡湖水量，提高湖泊自凈能力，有效降低污染物濃度。柴窩堡補(bǔ)給水源水質(zhì)良好，柴窩堡湖水質(zhì)惡化的主要原因是自然補(bǔ)給水量銳減，湖水水位明顯下降，蓄水量顯著減少，湖泊自凈能力變差，污染物逐漸濃縮富集所致。要繼續(xù)采取關(guān)停機(jī)井、休耕補(bǔ)湖和調(diào)水補(bǔ)湖等措施，持續(xù)增加柴窩堡湖水量補(bǔ)給，改善湖泊生態(tài)系統(tǒng)，提升湖泊自凈能力。開展水環(huán)境監(jiān)測工作，對(duì)柴窩堡湖水環(huán)境質(zhì)量、水生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行采樣監(jiān)測，及時(shí)掌握湖泊水環(huán)境質(zhì)量變化，積極采取有效的水污染防治措施。

2.4.3 水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)措施

針對(duì)柴窩堡湖水生生態(tài)系統(tǒng)完整性被破壞，生態(tài)結(jié)構(gòu)脆弱，湖泊水源涵養(yǎng)功能、生態(tài)服務(wù)功能差的問題，須通過關(guān)停機(jī)井、休耕補(bǔ)湖和調(diào)水補(bǔ)湖等項(xiàng)目持續(xù)增加柴窩堡湖水量補(bǔ)給，保障湖面面積持續(xù)增加，水位上升，湖泊生態(tài)系統(tǒng)不斷好轉(zhuǎn)，生態(tài)水量得到保障。在柴窩堡湖流域干流、重要支流和附屬水體，調(diào)查魚類、底棲動(dòng)物、水生植物、浮游生物等物種的組成、分布和種群數(shù)量，對(duì)水生生物受威脅狀況進(jìn)行全面評(píng)估，明確亟需保護(hù)的生態(tài)系統(tǒng)、物種和重要區(qū)域。建立水生生物多樣性觀測網(wǎng)絡(luò)，掌握重要水生生物動(dòng)態(tài)變化情況。加強(qiáng)湖岸帶生態(tài)保護(hù)及修復(fù)，科學(xué)指導(dǎo)休耕農(nóng)田土地修復(fù)，探索建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，實(shí)現(xiàn)水資源、水環(huán)境和水生態(tài)問題逐步解決，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量逐步改善。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳敬祿，馬龍.新疆干旱區(qū)柴窩堡湖沉積記錄的150年來氣候環(huán)境特征[J].第四紀(jì)研究，2010，30（6）：? ?1137-1144.

[2] 王蘇民，竇鴻身.中國湖泊志[M].北京：科學(xué)出版社，1998：557-561.

[3] 藺卿.新疆干旱區(qū)水生態(tài)文明建設(shè)探討[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2020（10）：43-45，134.

[4] 楊梅花.天山北坡綠洲人居景觀演進(jìn)過程及其動(dòng)力機(jī)制研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2017.

[5] 常玉婷，范武剛，安海燕.新疆干旱區(qū)地表水環(huán)境質(zhì)量變化趨勢分析[J].干旱環(huán)境監(jiān)測，2021，35（2）：? 75-81.

[6] 李均力，胡汝驥，黃勇，等.1964—2014年柴窩堡湖面積的時(shí)序變化及驅(qū)動(dòng)因素[J].干旱區(qū)研究，2015，32（3）：417-427.

[7] 蔣顯忠，夏平.烏魯木齊市柴窩堡湖水文地質(zhì)條件分析[J].地下水，2020，42（2）：41-42.

[8] 馬曉東，陳亞寧，黃適，等.新疆柴窩堡湖浮游植物群落結(jié)構(gòu)及其多樣性[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2009（4）：191-195.

[9] 馬龍，吳敬祿.30多年來柴窩堡湖演化特征及其環(huán)境效應(yīng)[J].干旱區(qū)地理：漢文版，2011（4）：649-653.

[10] 王天嬌，胡瀟涵.柴窩堡湖生態(tài)環(huán)境保護(hù)的實(shí)踐探索及對(duì)策建議[J].新疆環(huán)境保護(hù)，2020，42（3）：46-50.

[11] 馬曉東，陳亞寧，黃適，等.新疆柴窩堡湖浮游植物群落結(jié)構(gòu)及其多樣性[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2009，23（4）：191-195.

[12] 丹旸.內(nèi)蒙古典型草原地區(qū)內(nèi)陸湖面積變化研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古師范大學(xué)，2019.