新疆金沟河流域水资源开发利用现状与对策研究

唐 军

（新疆水利厅金沟河流域管理处 新疆沙湾 832000)

1 引言

新疆河川径流主要来自山区降雨和积雪融水，其洪水类型主要为暴雨融雪混合型，具有洪水形成速度快、强度大、历时短、破坏性强、造成损失大的特点。而另一方面，随着国家西部大开发战略的逐步推进，工、农业用水量进一步增加，使得原本处于困境的水资源开发利用雪上加霜。金沟河流域毗邻古尔班通沙漠，洪水威胁和水资源短缺问题比其他地区更为突出，所以在该区进行水资源可持续利用及可持续发展研究具有现实迫切性。

2 流域概况

金沟河流域位于新疆自治区塔城地区沙湾县境内，准噶尔盆地南缘，东界宁家河，西临巴音沟河，南界天山分水岭，北到西岸大渠。地理坐标位置：东经 85°03′～85°44，，北纬 43°30′～ 44°50′之间，总面积 2626平方公里。该河发源于天山山脉依连哈比尔尕山北麓，是金沟河的一级支流。金沟河流域多年平均径流量3.24亿立方米，年际年内变化较大，6～8月径流量占全年径流量的68.5%。由于该区水资源紧缺、调蓄工程少、管理水平低、技术手段落后,并且由于作物需水耦合性差（五、六、七3个月正值夏作物需水量大，秋作物急需灌溉，恰是水库枯水期)，这些因素对农业生产极为不利，严重制约了该区的发展。

3 流域水资源开发利用现状分析

目前，近 50年的水土资源大规模开发利用，导致金沟河流域水资源供需矛盾日趋尖锐，生态环境压力加剧。由于流域生态系统呈封闭状态，生态平衡较脆弱，人口和经济的迅速发展使金沟河流域的生态环境经历着巨大的变化。1949年的金沟河流域居民不逾百户，生态环境基本不受人为影响，呈现出典型的荒漠生态系统景观，但对于当地居民而言，环境恶劣，生产力低下、水资源可利用程度较低。基于我国当时的社会背景，金沟河流域进行了大规模的水土开发。五十年后，流域内已建成比较完整的引水、蓄水、配水灌溉体系及防洪、发电设施，灌区面积从1949年的1.17万hm2扩展到2000年的23.33万hm2，流域内承载人口达90多万，并作为全疆的粮、棉、油基地为国家安全与稳定发挥着重要作用。从这方面来讲，水土开发过程对生态环境的改良有着积极的意义，流域生态环境的变化为人类提供了更广阔的生存空间。

但是水资源利用水平、水资源和生态环境的保护程度都受制于流域经济发展及人们的认识水平。在当时的社会政治、经济、科技水平等条件的限制下，水土资源开发不可避免地出现一些弊端。同时，人们过于注重经济的增长，而忽略了水资源与良好生态环境相互促进的动态关系。不合理的水土资源利用方式导致一系列生态环境破坏问题，具体表现在以下几个方面。

3.1 绿洲－荒漠过渡带萎缩，荒漠生态系统退化

金沟河流域近 50年来人口急剧增长，灌溉面积迅速扩大，引水比大到96%，人工绿洲的拓展引起天然绿洲面积萎缩和尾闾湖泊的干涸。金沟河下游以胡杨、白榆、沙枣为主组成的荒漠河岸林，芨芨草、苦豆子、佛子茅为主组成的草甸，芦苇为主组成的沼泽，梭梭、琵琶柴、红柳、假木贼、猪毛菜等构成的荒漠群落大部分被开垦。天然绿洲内的梭梭林面积也减少了 31%，并向沙漠腹地后退了40～50km，使这一带原本稳定的荒漠生态系统严重退化，植被覆盖度由原来的30%降至2%～3%，其波及范围可达绿洲外界10～40km，甚至达60km，其中紧邻绿洲的3～6km界外区为严重破坏区。沙漠南缘流沙每年以0.5～2.5m的速度向绿洲扩展，特别是位于147团和148团之间存在一个沙漠带，流动沙丘有的高达2～3m，其上分布着稀疏的沙生植被，盖度相当低，很难抵御沙丘的移动，使这一带成为沙漠化的源头，对两边的绿洲构成巨大的威胁。

与天然绿洲相比，人工绿洲是在原始荒漠环境基础上进行的改造，系统的稳定性、抗逆性远不及天然生态系统，大面积的人工绿洲无法代替天然绿洲所具有的生态服务功能。天然绿洲作为沙漠与人工绿洲的过渡带，能增强绿洲生态系统的稳定性，对人工绿洲起着重要的保护作用。金沟河流域天然绿洲面积的萎缩，系统生态格局的改变，直接导致系统生体态服务功能的退化，流域的可持续发展受到威胁。

3.2 草场迅速退化

从金沟河流域山地到下游荒漠，分布着高寒草甸草场、山地草甸草场、山地草甸草原草场、高寒草原草场、山地草原草场、山地荒漠草原草场、草原化荒漠草场及平原荒漠草场等八种草场类型，其中以平原荒漠草场所占比例最大。大规模的农业开发和畜牧业的迅速发展导致金沟河流域草场严重退化。

受气候影响，夏草场载畜能力较大，而春秋季严重不足。大面积的春秋草场被开垦为农田，近50年来，总计已有40%～45%的平原草场被开垦，开垦的草场有些因缺水而弃耕，演变为质量低劣的叉毛蓬等类草场。在草场面积减少的同时，畜牧业蓬勃发展。据统计，1950年金沟河流域牲畜存栏数仅为10.73万头， 1976年为83.85万头， 2000年增至158.75万头，牲畜存栏数呈逐年上升趋势，致使草场超载严重。

过度的开垦和放牧使天然草场逐渐退化，植物个体小型化、矮化、种类组成简单、地面覆盖物大大减少，为沙尘暴的发生创造了条件。而被破坏的草场恢复更新慢，植物平均高度降低，优良牧草与有害毒草的比例大大减小，严重影响了流域内的生态环境。

3.3 土壤质量降低，污染加剧

由于金沟河流域洪积冲积扇扇缘带、干三角洲、冲积平原及河流尾闾湖地势比较平坦，地下水水运动比较缓慢，在强烈的蒸发作用下，大量的盐分很容易被带到地表。其次，流域内土壤类型以灌耕灰漠土、盐化灰漠土、潮土、草甸土为主，土质含盐量很高，所以积盐过程强烈 。除上述自然因素影响外，农业受资金和技术的限制，灌溉方式粗放、灌排设施失修以至于排水不畅，是另外一个重要因素。据统计，金沟河东岸的金沟河县盐渍化土壤占耕地面积的47.2%，西岸的沙湾县占该县总面积的66.8%。

金沟河流域与古尔班通古特沙漠毗邻，靠近沙漠的石河子垦区是金沟河流域沙漠化最严重的地区。目前,垦区土地沙漠化面积200hm2,共有2000hm2的耕地受到沙化的侵蚀。造成沙化的主要原因除自然因素外，就是人类开发利用不合理所致，具体主要表现在：乱砍乱伐、盲目开荒、过度放牧、河水断流等方面。沙化的土地吞没农田、掩埋渠道、道路，使农业生产遭受巨大经济损失。

由于垦区农业的粗放经营，长期存在重化肥、轻有机肥；秸秆不还田；农田较少轮作等问题，致使土壤肥力下降。如石河子垦区土地有机质含量下降 0.5%左右，60%的土壤有机质含量＜1%，耕地板结 60%左右。 垦区肥力也呈现多钾、缺磷、少氮，普遍缺锌的现象。

流域内一直以种植棉花为主，所以长期使用地膜、农药、污水灌等生产措施以保障农业生产。但是地膜回收率仅有 42.7%左右，每公顷残膜约为30kg，造成土地白色污染。农药残留对农作物、益虫的危害，富营养化的污水灌加重了土壤盐碱化的程度，这些都说明土地生态系统污染逐年加剧。

4 综合治水方略

通过现状分析，上述问题归根结底是大规模的水土资源开发导致流域水土资源的平衡被打破。要解决目前制约流域水资源可持续利用的关键是控制总用水量，而目前农业用水占总用水量的比例过大，针对目前该流域存在的问题，笔者认为关键在于消减农业用水，具体措施有以下几个方面：

4.1 调整流域产业结构

据金钩河流域管理处的统计资料显示，2009年流域各行业的用水比重如下：农业用水量占总用水量的97.3%, 工业、生活均只占到总用水量的1%左右。而农业对流域GDP的贡献率约为80% 左右，工业用1%的水量对GDP的贡献率超过15%。这一统计结果为研究者解决流域水资源供需矛盾提供了思路。

按照金沟河流域经济发展规划，按照规划产业结构比例，如果假定流域可供水量维持现有水平，即1.24亿m3，需水量在2015年将达到2.06亿m3，缺水0.82亿m3,而到2020年需水量将达2.78亿m3，缺水1.53亿m3。如果要实现流域经济总量目标，且水资源能够满足经济发展的需求，即需要对2015年和2020年的三产产业结构23：46：31、16：56：28分别重新进行调整。调整后的方案见表1。

表1 金沟河流域规划经济目标下的产业结构调整配水方案

4.2 退耕

由于目前流域农业节水可挖掘潜力已经接近在一些水资源过渡开发的地区，需要考虑水资源的承载力，在适度保持一定农业种植规模的同时，应该考虑退耕。如玛河流域水资源承载力已接近饱和，处于不可承载状态。考虑调水、修建水库等因素，未来一段时期内流域水资源承载力整体上朝良性趋势发展，但要实现经济协调可持续发展，玛河三个灌区现有4.53万hm2种植面积应该调整为3万hm2。

4.3 加强节水

（1)工业节水。从流域现状年水资源工业利用效益来看，整体仍然水平较低，分布在565元/ m3左右。现状年统计的各师工业总产值总额为1.08亿元，如果各师利用效益都达到1565元/ m3，则当前流域工业用水量可以支撑1.72亿元的工业产值。流域的工业单方水产值都低于兵团平均水平，在工业用水成本方面有很大的提升空间。

（2)农业节水。从兵团现状年水资源农业利用效益来看，整体仍然处于较低水平，分布在0.44～1.95元/ m3之间，平均值为1.39元/ m3。现状年统计的各师农业总产值总额为1.62亿元，如果各师利用效益都达到农六师目前水平，即达到1.95元/ m3，则当前兵团农业用水量可以支撑 2.34亿元的农业产值。流域的农业单方水产值都低于兵团平均水平，在农业用水成本方面还有很大的提升空间。

（3)提高灌溉水利用系数。灌溉水利用系数在大灌区为 0.47左右，部分小灌区达到 0.75～0.8之间，比前几年的水平有了较大提高，但仍有很大空间。

4.4 跨流域调水方案

把握机遇、积极主动地参加全疆调水工程，如“引喀供水”工程，“引额济乌”。从中为兵团经济和资源性严重缺水地区分到一定的水资源量。兴建引额供水玛河流域配套工程，可向金沟河流域下游调水1亿m3。

5 结语

新疆缺水是个不争的事实。水资源的开发利用必然引起的一系列生态环境变化。就近 50年的水资源大规模开发利用来看，水资源对环境的影响负面作用更显著。但是使生态系统回到原始的自然平衡中也是不切实际的。所以新疆乃至我国整个北方地区要实现社会经济的可持续发展，合理、高效的用好水资源才是唯一的出路。“有水是绿洲，无水是沙漠，水多盆渍化”。在水资源开发中，不能片而追求经济效益，而应以生态环境的可持续性为优先的原则，农业用水应该严格限制在合理的水平，适当增加工业用水、生活用水在总水量中的比例也是大势所趋。所以，坚持“以水定地，以水定人口，以水定发展规模”的原则，摸清内陆河的水循环规律，才能真正实现水资源的可持续高效利用。

1 陈大春，雷晓云，张立新等.农九师水库洪水预报调度决策支持系统的研究[J].水力发电，2006，32（7)：23-25.

2 杨小柳，等编.新疆经济发展与水资源合理配置及承载力研究[M].黄河水利出版社，2003，66-107.

3 刘昌明编.北地区水资源配置生态环境建设与可持续发展战略研究―生态环境卷[M].科学出版社，2004.1-34.

4 康尔泗，程国栋，董增川主编.中国干旱区冰雪水资源与出山径流[M].科学出版社，2002.181-207.

5 热依汗古丽，瓦伊提.新疆水资源开发利用及其生态环境问题探析[J].百家论坛，2006（3)：68～72.

6 王世江.新疆水利发展思路[J].中国水利，2001（9)：86～88.