烏倫古河斷流對流域生態(tài)的影響

古米娜·哈木斯別克

(阿勒泰水文勘測局，新疆 阿勒泰 836500)

1 烏倫古河斷流歷史與現(xiàn)狀

烏倫古河發(fā)源于阿勒泰山脈，流經(jīng)青河、富蘊和福海等縣及農(nóng)十師182團(tuán)，最終流入烏倫古湖。山區(qū)季節(jié)性積雪構(gòu)成其主要的徑流補給來源，總長821 km，干流長532 km，上世紀(jì)九十年代以來，由于流域上游土地過度開發(fā)、工業(yè)用水激增等原因?qū)е铝饔蛳掠嗡恐鹉赀f減，烏倫古河下游福海段斷流天數(shù)逐年增加，據(jù)統(tǒng)計，在1995年～2008年期間，年平均斷流天數(shù)為90 d，2009年全年斷流，2010年～2016年期間，年平均斷流天數(shù)為149 d，直接導(dǎo)致以流域為主要水源的福海縣水量缺失嚴(yán)重。烏倫古河流域福海段斷流后土地沙化面積逐漸增大，天然草場林地等資源逐漸萎縮。流域出現(xiàn)部分嚴(yán)重萎縮、河道斷流，河道廢棄、流域地形地貌巨變、尾閭湖干涸、荒漠化等問題。

2 烏倫古河斷流對流域生態(tài)的影響

2.1 對河槽沖淤的影響

烏倫古河流域含沙量大，水沙輸送并不十分平衡，水量年際變化幅度大，年內(nèi)分配極不均衡，變幅大。烏倫古河流域含沙量時空分布比徑流更加集中，泥沙主要來自中游恰庫爾圖河段，這一區(qū)間的來沙量在流域總沙量中占比90%左右，汛期和非汛期內(nèi)含沙量變幅大，約85%的泥沙量來自汛期。烏倫古河下游河道淤積較強，闊克阿尕什鄉(xiāng)段河道經(jīng)過數(shù)十年的淤積，當(dāng)前已經(jīng)形成比兩岸地面高出2 m～3 m的地上懸河。下游河道的淤積態(tài)勢更加復(fù)雜，非單向淤積，呈現(xiàn)出“大水刷槽淤灘，小水淤槽”的演變規(guī)律[1]。烏倫古河流域近年來頻繁出現(xiàn)的斷流，使年平均流量大幅下降，下游來水來沙條件發(fā)生變化，下游河道沖淤態(tài)勢也隨之改變。上世紀(jì)60～80年代，全年來水來沙量較大，自上世紀(jì)九十年代中期以來流域來水來沙條件發(fā)生較大變化，據(jù)福海水文站實測資料統(tǒng)計，1995年11月～2013年10月汛期水量在全年水量中占比64.32%、非汛期占比62.41%，汛期來沙量占全年來沙量的72.49%、非汛期占38.62%；2013年10月～2016年10月汛期水量在全年水量中占比40.37%、非汛期占比33.95%，汛期來沙量占全年來沙量的59.78%、非汛期占34.17%。流域年平均水量及來沙量情況見表1。

表1 流域年平均來水量及來沙量情況統(tǒng)計（福海水文站）

從以上數(shù)據(jù)可以看出，進(jìn)入90年代后，烏倫古河流域斷流日益嚴(yán)重，下游汛期水量大幅度減少，2013年10月至2016年10月流域汛期平均水量僅占年均水量的33.95%；非汛期來水量占年均水量的40.37%；汛期進(jìn)入烏倫古河流域下游的沙量也顯著減少，僅占年均量的44.76%，非汛期沙量減少程度更加明顯。

河道沖淤程度主要取決于來沙量與輸沙量的對比情況，暫不考慮河床沖淤調(diào)整，烏倫古河流域下游河段輸沙率S與流量Q的平方呈正比例關(guān)系[2]，即S=kQ2，其中k為系數(shù)。假設(shè)人類活動的影響造成流域來沙量與來水量同步減半，則在來水量減少的情況下，意味著流域輸沙率將減至原來的1/4，福海水文站以下河段非汛期泥沙主要來自上游恰庫爾圖河段沖刷補給。福海水文站以上河段沖刷補給沙量總體減少，2013年10月～2016年10月福海水文站站非汛期沙量僅為0.13億t，達(dá)到歷史最低值。伴隨著流域河床沖淤的自動調(diào)整，福海水文站以上河道在汛期內(nèi)主河槽淤積嚴(yán)重，同時沿程引水引沙量減少，導(dǎo)致流域含沙量明顯升高，2013年10月～2016年10月，福海水文站非汛期內(nèi)流量均值達(dá)到最小，但含沙量卻是福海水庫運行以來的最大值。福海水文站非汛期來沙量是七十年代的59.78%，來水量是七十年代的40.37%。根據(jù)河段輸沙率與流量的函數(shù)關(guān)系，福海水文站以下河段在非汛期的輸沙量是同期輸沙率的31.4%。

在水流與河床互相影響下引起河床及河流流路的變動趨勢即為河床演變，流域水流量的減少必將弱化河流動力條件，水沙也不再進(jìn)入斷流河段，泥沙淤積河槽，河流流路變化減緩，造床作用減弱，河道過洪能力降低，直至斷流。對于烏倫古河下游非汛期闊克阿尕什鄉(xiāng)以上的沖刷型河床，河段斷流導(dǎo)致河道沖刷停滯，而對于非汛期福海水文站以下的淤積型河道，斷流期內(nèi)淤積停滯。所以福海水文站以上河段主河槽淤積不斷加重，福海水文站以下河段非汛期內(nèi)來水量明顯減少，2月～4月斷流時段內(nèi)有一定程度的減淤，但非斷流時段內(nèi)，較小的來水量降低了河段輸沙能力，導(dǎo)致河道淤積加重，綜合而言，福海水文站以下河段非汛期內(nèi)減淤效果并不顯著。

2.2 對河槽防洪的影響

數(shù)十年來烏倫古河流域小水小沙系列加劇了主河槽淤積，20世紀(jì)70年代福海水文站以下主河槽淤積僅為全斷面淤積量的13.1%，而2013年10月～2016年10月河槽淤積量在全斷面淤積量中占95.8%。烏倫古河流域下游河道在來水量減小及頻繁斷流的綜合影響下，淤積加劇，河床不斷抬高，洪水位不斷上升，防洪負(fù)擔(dān)不斷加重。

2.3 對流域水質(zhì)的影響

烏倫古河流域流經(jīng)阿勒泰地區(qū)的青河、富蘊、福海等縣及農(nóng)十師182團(tuán)，是三縣一團(tuán)區(qū)域農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的唯一水源，也是烏倫古湖的主要補給性水源。近年來，由于流域上游土地過度開發(fā)、工業(yè)發(fā)展導(dǎo)致用水量和廢水量激增。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，六十至九十年代烏倫古河流域工業(yè)廢水及生活污水排放量為18.5億t，九十年代總排放量為21.7億t，此后數(shù)量劇增（表 2），主要污染物包括 BOD5、COD、NO3-N、石油類、揮發(fā)酚等。

表2 烏倫古河流域工業(yè)廢水及生活污水排放量 單位：億t

2011.11 ～2016.10進(jìn)行了烏倫古河流域福海段闊聶科買、解特阿熱勒、布倫托、烏倫古河橋四個斷面的監(jiān)測，揮發(fā)酚、Hg和 As、Mn、Ug、高錳酸鹽指數(shù)、COD、大腸菌群等含量均超標(biāo)，最大超標(biāo)值分別為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）的1.3、21.1 和 21.9、12.3、4.6、21.7、0.6、1.7 倍，上述數(shù)據(jù)表明，烏倫古湖流域有機物、微生物和重金屬污染較為嚴(yán)重。將2011.11～2016.10期間的觀測值與流域1978年及1991.11～2001.10、2001.11～2011.10年間闊聶科買斷面水質(zhì)監(jiān)測資料相比可知，流域 Cu、Zn、Pb、氟化物、NO3-N、BOD5、揮發(fā)酚、氰化物等濃度呈逐年升高的趨勢，枯水期小流量水質(zhì)則更差。

究其原因，除流域上游土地過度開發(fā)、工業(yè)發(fā)展導(dǎo)致用水量和廢水量激增外，就是流域下游斷流的影響，烏倫古河流域下游斷流后，非汛期內(nèi)污染物的下泄量減少，難以稀釋降解入河的廢水，在污染物激增和斷流的雙重影響[3]下，流域水質(zhì)不斷惡化，如果不采取有效措施控制與治理，流域可利用水資源將瀕臨枯竭，水污染事故的頻繁發(fā)生必將降低飲用水質(zhì)量、影響農(nóng)業(yè)種植和漁業(yè)養(yǎng)殖、增加如癌癥等環(huán)境病的發(fā)病率，嚴(yán)重威脅到流域安全和可持續(xù)發(fā)展。

2.4 對流域植被和生物群落的影響

流域斷流導(dǎo)致烏倫古湖入湖水量減少，水位下降，湖水礦化度升高，過去大面積分布的紅柳、梭梭等灌木早已消失，植被覆蓋率降低。烏倫古河流域水量減少和季節(jié)性斷流對魚類生存、產(chǎn)卵繁殖極為不利，流域內(nèi)主要生存著鯉魚、鯰魚、鯽魚、赤眼鱒魚、黃鱔、鰻魚、貝加爾雅羅魚等種類，流域下游斷流既影響到各種魚類資源的捕撈，又不利于其產(chǎn)卵繁殖。魚類通常逆流而游，河道下游斷流致使貝加爾雅羅魚等洄游性魚類無法洄游。烏倫古河流域魚類繁殖期在4月中旬至11月中旬，魚類產(chǎn)卵以一定的漲水為基礎(chǔ)性條件，否則必將影響繁殖，水環(huán)境及水生態(tài)系統(tǒng)的破壞還會導(dǎo)致食物鏈斷裂。烏倫古河流域下游斷流對流域生物種群已經(jīng)造成毀滅性的影響，其中赤眼鱒已經(jīng)瀕臨絕跡。

3 結(jié)論與建議

根據(jù)分析可知，烏倫古河流域下游斷流使河道喪失了生命力和自凈能力，工業(yè)廢水和生活污水的排放加劇了河道污染，導(dǎo)致水環(huán)境進(jìn)一步惡化。流域斷流使水生物群落的棲息地和魚類的產(chǎn)卵繁殖地幾近消失，水生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重破壞。烏倫古河流域?qū)儆跊_淤型河道，由于下游的斷流河床干裂板結(jié)，小規(guī)模洪水的發(fā)生不足以形成河道沖刷，只有長歷時大規(guī)模洪水才能形成河道沖刷，流域下游斷流對于河道沖刷極為不利。

為有效解決烏倫古河流域斷流問題，可以考慮在流域主要支流及干流修建調(diào)節(jié)型水庫，加強水資源的合理調(diào)度和利用，確保工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水及河道生態(tài)用水量。此外，針對流域下游加強用水管理與水量調(diào)度，加強用水秩序管理，逐步恢復(fù)流域正常水量。