開都-孔雀河流域水生態(tài)安全與對(duì)策研究

肖 偉

(新疆塔里木河流域希尼爾水庫(kù)管理局，新疆 庫(kù)爾勒 841000)

1 流域概況

開都-孔雀河是新疆塔里木河流域“四源一干”的重要源流之一。位于新疆巴音郭楞蒙古自治州(簡(jiǎn)稱巴州)境內(nèi)，地處天山中部、大小尤爾都斯盆地至塔克拉瑪干沙漠東北沿，包括開都河流域、博斯騰湖、孔雀河流域和諸小河流區(qū)，流域總面積7.7萬(wàn)km2，流域地處歐亞大陸深處，遠(yuǎn)離海洋，屬于暖溫帶干旱氣候，具有典型大陸性氣候特點(diǎn)，年平均氣溫11.7 ℃,最高氣溫40.0 ℃，最熱月(7月份)平均氣溫26.0 ℃，最低氣溫-28.1 ℃，最冷月(1月份)平均氣溫-7.3 ℃；降水稀少且年、季變化大，年平均降水量55.6 mm，年蒸發(fā)量2726.0 mm，日照總時(shí)數(shù)2990 h,無(wú)霜期210 d,年均風(fēng)速2.5 m/s,最大凍土深度120 cm。其中山區(qū)面積為3.4萬(wàn)km2，平原區(qū)面積為4.3萬(wàn)km2。流域內(nèi)包括巴州5縣1市、州直5個(gè)國(guó)營(yíng)農(nóng)牧場(chǎng)和兵團(tuán)第二師鐵門關(guān)市及11個(gè)團(tuán)場(chǎng)，灌溉面積約39.2萬(wàn)hm2。據(jù)2015年統(tǒng)計(jì)，流域總?cè)丝?06.81萬(wàn)人，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值854.91億元，人均GDP約8.00萬(wàn)元，農(nóng)牧民人均純收入1.51萬(wàn)元。

2 流域存在的主要生態(tài)問(wèn)題

2.1 農(nóng)業(yè)灌溉面積增加顯著，水資源開發(fā)利用超出承載能力

通過(guò)對(duì)開都-孔雀河流域2000—2016年土地利用覆被變化的分析，過(guò)去16年大量的天然草地轉(zhuǎn)化為耕地，天然林、草地迅速減少或退化。2000年耕地面積2401.66 km2，2000-2016年增加了55.48%，增加耗水量12.4億m3，由此導(dǎo)致孔雀河阿恰樞紐以下在2012年以后無(wú)水下泄。如在2017年，開都河大山口來(lái)水42.2億m3，河損量13.25億m3，博斯騰湖湖損8.9億m3和蓄變量4.9億m3；按2016年耕地面積3734.06 km2計(jì)算需用水量34.6億m3，流域需水量已經(jīng)遠(yuǎn)超地表水的承載能力。

2.2 河道斷流，地下水超采，地下水位下降，生態(tài)用水無(wú)法保障

隨著耕地面積的擴(kuò)大，水資源超承載力的開發(fā)，加之全球氣候變化下的水資源波動(dòng)加劇，沿河地下水超采、襲奪地表水等綜合因素，使得流域下游孔雀河斷流程度加劇。1976年孔雀河阿克蘇甫水庫(kù)以下斷流，2006年孔雀河普惠水庫(kù)以下基本斷流，2013年孔雀河第三分水樞紐斷流。河道斷流使得孔雀河中、下游地下水失去補(bǔ)給，加上孔雀河流域庫(kù)爾勒市、尉犁縣約13 000眼機(jī)井為灌溉大量抽取地下水，造成地下水嚴(yán)重超采，據(jù)巴州2015年水資源公報(bào)數(shù)據(jù)：整個(gè)流域地下水開采量已超過(guò)13億m3，遠(yuǎn)超“三條紅線”規(guī)定的地下水開采指標(biāo)。截至2016年生態(tài)輸水前，孔雀河上游第三分水樞紐至普惠水庫(kù)河段地下水埋深在8.46～17.70 m，平均埋深為10.59 m；普惠水庫(kù)至經(jīng)濟(jì)牧場(chǎng)平均水位為10.55 m；經(jīng)濟(jì)牧場(chǎng)至尉犁縣河段地下水埋深在11.49～28.13 m，平均埋深17.28 m；尉犁縣至阿克蘇甫河段地下水埋深在11.68～17.87 m，平均埋深為14.07 m，遠(yuǎn)超流域荒漠河岸天然植被可利用地下水的極限，生態(tài)需水無(wú)法保障。

2.3 孔雀河中、下游荒漠河岸林嚴(yán)重衰退，亟待搶救與保育

孔雀河兩岸孕育了大面積的以胡楊為主體的荒漠河岸林與塔里木河下游荒漠河岸植被共同構(gòu)成了著名的“綠色走廊”。然而，由于大規(guī)模的土地開發(fā)，以及超出流域承載力的水資源開發(fā)，導(dǎo)致孔雀河中、下游河道長(zhǎng)期斷流和干涸，地下水位迅速降低，荒漠河岸林生態(tài)系統(tǒng)受到強(qiáng)烈擾動(dòng)并失衡，天然植被大面積死亡。加之沿河兩岸以農(nóng)業(yè)灌溉為目的的地下水開采，進(jìn)一步加劇了孔雀河的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，危及依托自然生態(tài)發(fā)展的綠洲經(jīng)濟(jì)?？兹负酉掠巫?0世紀(jì)70年代開始斷流，下游天然植被開始衰退、死亡，進(jìn)入21世紀(jì)，伴隨耕地面積的增大，生產(chǎn)與生態(tài)用水矛盾進(jìn)一步加劇，孔雀河中游乃至上游第三分水樞紐以下相繼斷流，直接導(dǎo)致孔雀河中、下游大片胡楊林衰退、死亡，直接危及塔里木河流域下游的“綠色走廊”和區(qū)域生態(tài)安全。

2.4 地下水超采嚴(yán)重，沿河地下水位大幅下降危及荒漠河岸林生態(tài)系統(tǒng)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，孔雀河流域2011年實(shí)際提取地下水11.05億m3，2013年達(dá)13.00億m3，超出紅線113.8%。2017年，庫(kù)爾勒地下水開采量4.79億m3，超出“三條紅線”指標(biāo)1.66億m3，尉犁縣地下水開采0.74億m3，超出“三條紅線”指標(biāo)0.44億m3。地下水的超采導(dǎo)致地下水位持續(xù)下降，依靠地下水維系的淺根系植被大面積死亡，河道自然損耗增加，地下水水質(zhì)惡化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)的用水矛盾進(jìn)一步加劇。

3 對(duì)策與建議

3.1 嚴(yán)格控制流域地下水開采量

通過(guò)預(yù)測(cè)分析，到2020 年，孔雀河流域農(nóng)業(yè)和生活用水將降低，第二、三產(chǎn)業(yè)用水將增加，而農(nóng)業(yè)用水在各部門用水中所占比例最大，農(nóng)業(yè)用水減少表明流域綠洲總需水量將減少。預(yù)計(jì)2020年高效節(jié)水灌溉面積比重達(dá)到75%，但仍存在缺水問(wèn)題，需挖掘博斯騰湖庫(kù)容 4.28億m3用于綠洲灌溉。此外，需嚴(yán)格控制地下水資源開發(fā)利用，通過(guò)分析預(yù)測(cè)，確定焉耆盆地不引起地表生態(tài)環(huán)境退化的地下水開采量不宜超過(guò) 6.25億m3，嚴(yán)禁在博湖周邊打井用于灌溉[1-2]。

3.2 實(shí)施水資源科學(xué)調(diào)度和調(diào)配，保障博斯騰湖在適宜生態(tài)水位

(1)科學(xué)調(diào)度和優(yōu)化配置水資源，強(qiáng)化流域生態(tài)流量管理。在全球變化和人類活動(dòng)影響不斷加劇的背景下，流域內(nèi)生產(chǎn)與生態(tài)矛盾日趨突出，隨著城市化、工業(yè)化進(jìn)程的加快，城市、工業(yè)用水的需求也日益增長(zhǎng)。為此，需要盡快在流域內(nèi)、區(qū)域間實(shí)施水量科學(xué)調(diào)度、水資源優(yōu)化配置和區(qū)域間的相互調(diào)節(jié)，尤其要加強(qiáng)開都—孔雀河與塔里木河的水量調(diào)配，協(xié)調(diào)好流域生產(chǎn)與生態(tài)用水關(guān)系，以提升未來(lái)氣候變化下的應(yīng)對(duì)和適應(yīng)能力，確保流域生態(tài)安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展[3-4]。

(2)推廣節(jié)水技術(shù)，提高水資源利用率。大力發(fā)展節(jié)水型設(shè)施農(nóng)業(yè)，嚴(yán)禁隨意開荒，休耕或退出部分土壤瘠薄、地力差的耕地，提高水資源利用效率，提升土地生產(chǎn)力；在實(shí)施生態(tài)退耕的過(guò)程中，可采取給予農(nóng)戶退耕還林補(bǔ)助費(fèi)、征收生態(tài)水量占用補(bǔ)償費(fèi)和限制農(nóng)戶用水等措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。工業(yè)企業(yè)要推行清潔生產(chǎn)，采取循環(huán)用水、綜合利用及廢水處理等措施，降低用水單耗，提高水的重復(fù)利用率[5-6]。

(3)科學(xué)調(diào)度博斯騰湖水域面積，減少水面蒸發(fā)損耗量。博斯騰湖水面蒸發(fā)損耗最大的時(shí)段為每年4—9月，此期間的蒸發(fā)損耗量占年損耗總量的 65%以上。根據(jù)開都-孔雀河流域的來(lái)水和供需水分析，建議科學(xué)調(diào)度湖泊水域面積，夏季可充分利用開都河上游的察汗烏蘇、柳樹溝、大山口和小山口等電站蓄水于山區(qū)，將4—9月的博斯騰湖保持在1045.5～1046.0 m的較低水位，這樣由于水域面積的減少，可以有效減少湖區(qū)的蒸發(fā)損耗；10月—次年3月博斯騰湖開始蓄水，使之在冬季保持1046.5～1047.0 m的較高水位。冬季氣溫較低，湖區(qū)蒸發(fā)弱，可有效減少湖水的蒸發(fā)損耗。

3.3 工程與非工程措施相結(jié)合，治理孔雀河中、下游生態(tài)環(huán)境

近年來(lái)，隨著孔雀河流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和耕地的增長(zhǎng)，用水量劇增，特別是用于農(nóng)業(yè)灌溉的生產(chǎn)用水，使得孔雀河生產(chǎn)與生態(tài)用水矛盾加劇，中、下河道逐漸斷流和干涸，加之沿河地下水超采顯著降低地下水水位，造成中、下游生態(tài)環(huán)境惡化。塔里木河下游的荒漠河岸植被與孔雀河中、下游的沿岸荒漠河岸林共同組成“綠色走廊”，生態(tài)防護(hù)功能顯著，保護(hù)意義重大，應(yīng)將塔里木河下游、孔雀河中-下游生態(tài)環(huán)境恢復(fù)與綜合治理工作，作為一項(xiàng)重點(diǎn)工作予以考慮，通過(guò)采取工程和非工程措施，搶救孔雀河中-下游的生態(tài)環(huán)境，恢復(fù)綠色走廊；并將孔雀河流域水土保持生態(tài)環(huán)境綜合治理，納入西部大開發(fā)和水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)計(jì)劃，抓好博斯騰湖灌區(qū)的續(xù)建配套工程與節(jié)水改造，節(jié)約孔雀河上中游區(qū)域的農(nóng)業(yè)用水，加大生態(tài)水的下泄量等?？兹负又?、下游的老河道雖然目前基本上完整，但是因多年河水?dāng)嗔?，兩岸耕地?cái)D占河道等，過(guò)水能力有待改善；上游河道行洪能力有限，過(guò)水能力有待加強(qiáng)，應(yīng)對(duì)孔雀河主河道進(jìn)行綜合疏浚、整治，提升河道過(guò)水能力的同時(shí)利用原有分水支流與岔道，建設(shè)生態(tài)引水通道提水措施，并配以生態(tài)閘口和提水設(shè)備，為中、下游生態(tài)修復(fù)打下基礎(chǔ)。通過(guò)流域上中游退耕節(jié)水，充分利用洪水期下泄的洪水及生態(tài)輸水，配合跨流域調(diào)水，對(duì)孔雀河中、下游植被進(jìn)行逐段恢復(fù)。

4 結(jié) 語(yǔ)

解決新疆開都-孔雀河流域水生態(tài)安全突出問(wèn)題，必須緊密結(jié)合流域?qū)嶋H，不斷深化對(duì)中央“節(jié)水優(yōu)節(jié)、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩字發(fā)力”的新時(shí)期治水思路的理解領(lǐng)會(huì)，深刻認(rèn)識(shí)水資源、水生態(tài)、水環(huán)境問(wèn)題的根源在于水資源的過(guò)度開發(fā)利用，深刻認(rèn)識(shí)集約、高效用水的重大意義和巨大潛力，深刻認(rèn)識(shí)以水定需的科學(xué)內(nèi)涵和實(shí)踐要求，促進(jìn)流域水資源可持續(xù)利用。