金 瑾 卢晓云
(1.石河子大学水利建筑工程学院 新疆 石河子 832000;2.喀什叶尔羌河勘测设计院 新疆 喀什 844700)
水资源是人类及一切生物赖以生存的不可替代的物质,在经济和社会可持续发展中占有非常重要的地位。人类活动、自然灾害的威胁造成水资源在不同程度上受损,受损后的水资源难于恢复到原来状态和功能[1],从而影响了人们的生活及国家经济的发展。研究水资源的现状及存在的问题,目的是为了寻找适宜对策以降低这种变化对人类可持续发展的影响。
叶尔羌河是塔里木河水系的主要源流之一,该流域具有丰富的水、土、光、热资源和油气资源,是我国重要的棉花生产基地、水土资源开发区和能源战略接替区。长期以来,由于干旱气候条件的制约和多发的自然灾害的影响,加之人们对自然资源特别是水资源利用不够合理,水资源供需矛盾日益明显,流域水资源环境恶化十分突出。正确认识叶尔羌河流域水资源的现状并提出相应的对策,对塔河流域可持续发展战略的实施具有重要意义,同时对整个新疆经济的发展有重要的作用[2]。
2.1.1 地理位置、地形地貌
叶尔羌河位于祖国西部边陲的新疆维吾尔自治区西南部,塔里木盆地西缘,地理坐标为东经74°28′~80°54′,北纬34°50′~40°31′之间,是塔里木河水系的主要源流之一。干流全长1179km,流域面积10.81×104km2,其中山区面积6.08×104km2,平原区面积为4.73×104km2。流域地形由西南向东北急剧倾斜,由5000 m~6000 m的高山区降至平原区的1500 m~1050 m,地貌上大致可分为昆仑山剥蚀山地和冲洪积平原两大地貌单元。流域土壤分布规律,深受地形条件制约,根据地貌部位、岩性、水文地质条件和植被差异,可分为冲积—洪积山前平原,冲积平原及山区几个不同的土壤分区。土壤的主要类型有:灌淤土、潮土、草甸土、沼泽土、盐土和风沙土。
2.1.2 气象条件
叶尔羌河流域地处欧亚大陆腹地,因远离海洋,周围又有高山阻隔,加上大沙漠的影响,流域内呈典型的干旱大陆性气候,其主要特点是:气温年内变化较大,日较差大,空气干燥,日照长,蒸发强烈,降水量小。流域特定的地理位置与地形条件,使流域气候大致上分为山区与平原两大区。
2.1.3 地表水资源
叶尔羌河流域的径流形成区——昆仑山区属于无人类活动区,径流形成区的下垫面条件、降雨入渗、坡面流、蒸发等水平衡要素基本未受到人类活动的影响,变化十分微弱,所以山区产汇流的规律及一致性未受到改变。叶尔羌河属冰川融水补给型河流,径流与气温有着十分密切的关系,年内水量分布极不均衡。叶尔羌河流域多年平均地表水资源量为76.85×108m3(其中国外水量为3.06×108m3)。其中叶尔羌河65.93×108m3,提孜那甫河8.55×108m3,乌鲁克河为1.59×108m3,柯克亚河为0.78×108m3。
2.1.4 地下水资源
叶尔羌河流域水资源形成于山区,消耗于平原区。南部喀拉昆仑山冰川融水是叶尔羌河流域河流的主要水源,也是平原区地下水的补给源。山区地表径流从出山口后,在流经山前倾斜平原及冲积平原的过程中,转化补给地下水。在山前洼地的中上游地段,河水入渗补给地下水;山前下游段受东西向背斜阻挡,地下水以泉水形式大量溢出。地表径流穿越背斜进入冲洪积扇区后,又以河道、渠系、灌溉、水库渗漏等形式大量入渗补给地下水。地下水由南向北流至冲洪积扇缘地带时,因地层颗粒逐渐变细而径流受阻,在地形低洼处再次以泉的形式溢出,同时以地下径流的方式排入冲积平原区。
2.2.1 行政隶属
叶尔羌河流域行政区划上隶属于喀什地区,有叶城县、莎车县、泽普县、麦盖提县、巴楚县及岳普湖县的两个乡;并包括新疆生产建设兵团建在上述县境内的麦盖提前进水库垦区、巴楚小海子水库垦区等共12个团场、公安司法系统两劳改农场和新疆军区麦盖提基地等县级以上用水单位共24个,总灌溉面积660万亩,耕地面积480万亩。
2.2.2 社会经济
叶尔羌河流域的经济区主要集中在叶尔羌河流域的平原灌区。截止到2011年,叶尔羌河灌区的总人口为196.01万人,主要由维、汉、回、塔吉克、乌孜别克、哈萨克等十二个民族组成,是一个以维吾尔族为主体的少数民族聚居地区,其中少数民族人口约175.33万人,占总人口的89.45%。
叶尔羌河灌区的GDP为146.56亿元,其中第一产业的生产总值为67.82亿元,占总产值的46.27%;第二产业的生产总值为35.88亿元,占总产值的24.48%;第三产业的生产总值为42.86亿元,占总产值的29.2%。至2011年底,叶尔羌河灌区牲畜头数为411.52万头;叶尔羌河灌区现状年渔业面积为1.77万亩。目前,灌区的经济社会发展水平仍较低,2011年的人均GDP仅为7477元,是新疆平均水平(19942元)的39.29%,是全国平均水平(25188元)的31.11%,属于新疆区域性落后和贫困地区,因此,脱贫与发展是流域当前和今后工作的重中之重,而恢复和重建良好的水资源环境,对该流域可持续发展战略的实施具有重大现实意义。
(1)水量调蓄能力差,丰水期洪灾频发,造成水资源的严重浪费,经济损失巨大。
叶尔羌河山区尚无控制性水库工程,洪峰不经调蓄削减,直接进入平原区,平原区河道属游荡性河床,主流摆动不定,在平原灌区400余km长的河段上,形成防洪险工险段达五十余处。
据统计从1949年~1999年的50年间,叶河共发生洪灾33年,洪灾损失及频繁程度在新疆居第一位,素有三年两灾之说。1999年8月2日及11日叶尔羌河连续发生特大洪水,前者为解放后最大的一次暴雨型洪水,洪峰流量为4000m3/s,其洪峰流量虽不很大,仅稍大于五年一遇的洪水,但3日洪量接近50年一遇水平,后者洪峰流量6070m3/s,为30年一遇水平。这两次洪水使叶尔羌河从上游到下游全面受灾,造成水毁工程多处,共计淹没农田20余万亩,房屋8000余间,人员伤亡168人,死亡牲畜2988头,粮食157 t,直接经济损失达1.53亿元。
根据统计资料,叶尔羌河下游每年防洪都要花费大量人力、物力和财力,年防洪工料折资高达8300余万元,每户农民的直接负担和间接付出达870元/年,洪灾威胁着人民生命财产的安全,成为流域内人民群众一项沉重的经济负担。更为严重的是洪水来时冲毁建筑物,主河道改道,堤坝溃决,淹没农田、村庄,威胁沿河一些骨干水利工程的安全,给灌区造成极大的破坏,给灌区人民生产及生活造成了极大的影响和破坏。
(2)水资源储蓄不足,春旱损失严重。
叶尔羌河出山口处多年平均地表径流量65.51亿m3,根据实际调查资料统计,2006年叶尔羌河灌区灌溉面积630.89万亩,年综合毛需水量56.16亿m3,2006年实际引水水量为47.32亿m3,已占到现状地表水可利用水资源总量的72.2%。2020年平原区灌溉面积将维持现状630.89万亩规模,年综合毛需水量为49.88亿m3,占现状地表水可利用水资源量的76.14%。从以上数字可以看出叶尔羌河的水资源量是不够富足的。
叶尔羌河灌区现状水平3月~6月需水量为22.86亿m3,全年总需水量为56.16亿m3,占全年总需水量的40.7%。由于叶尔羌河水量年内变化较大,多年平均3月~6月天然来水量仅占全年水量的17.03%,灌区春季干旱指数r=2.9>1,夏季为0.78<1,秋季为1.13>1,冬季为0.83<1,因此每年春季灌区缺水严重。虽然近几年灌区内部进行了一些作物结构调整,经过多年的努力兴建了大、中、小型平原水库约18座,但仍不能解决春旱问题。根据现状水平供需平均分析计算结果,P=50%时3月~6月缺水0.93亿m3,P=75%时3月~6月缺水7.21亿m3。
因此,如何有效地控制水资源,充分合理的利用水资源,在该流域就显得尤为重要。
(3)地下水水质差,土壤盐渍化严重。
由于近年来干流水量减少,而灌区排泄的尾水中矿物成分过高,导致地下水水质变差,河水矿化度不断升高。
地下水水质变差、土壤盐渍化严重,其原因主要是灌区内部重灌轻排,汛期将大量洪水引入农田,采用粗放落后的压碱方法,致使土壤质地呈恶性循环;其次,灌区内渠系、平原水库渗漏损失严重,导致地下水位迅速上升,加之区内排水系统不完善,气候干旱,蒸发强烈,造成了土壤盐渍化现象的日益加重。土壤盐渍化破坏了水资源环境,使部分土地弃耕,造成植被覆盖率降低,小气候恶化,农作物严重减产,成为叶尔羌河灌区农业生产发展的主要制约因素。叶尔羌河灌区土地盐渍化面积约有152万亩,占总灌溉面积的23%,中重度盐渍化耕地面积26万亩,占耕地面积的3.99%。土壤盐渍化是造成低产田的主要原因之一,据有关部门测算,盐渍化危害使作物减产10%~15%,每年造成农业直接经济损失约7000万元~9000万元。
(4)受地形和气候的影响,沙漠化威胁严重,生态资源脆弱性加重。
叶尔羌河流域位于极端干旱的欧亚大陆腹心地带,流域灌区的东侧又受到塔克拉玛干沙漠的影响。据统计,全流域沙漠面积2.28万km2,占流域总面积10.8万km2的21.7%,占流域平原总面积的48.2%;灌区内部还分布有大小不等的流动沙丘,因此沙漠化时刻威胁着绿洲的生存与发展。叶尔羌河灌区大风往往与沙暴天气联系在一起,从而发生大面积风沙灾害,流域灌区自然生态环境十分脆弱,天然植被资源极为宝贵,如果荒漠植被遭到破坏,就会导致局部生态不平衡,有向沙漠化发展的危险。由于灌区大量引水灌溉,已造成下游河道断流,河道两岸荒漠河岸林(胡杨林)、荒漠植被由于缺水而衰退。
(1)增设流域的防洪工程,改善流域水资源调蓄能力。
兴建水利枢纽工程,有效地控制叶尔羌河的洪水,在不提高下游现有堤防护岸工程的防洪标准下,将下游防洪标准由现状不足3年一遇提高到20年一遇,可以大大减少下游洪水水患的发生概率,有效保护平原灌区各族人民的生命、财产免受洪水灾害。
除了采取灌区内部充分挖潜节流,改善灌溉条件,提高灌溉水平等措施外必须在山区修建控制性水利枢纽工程,对水资源进行有效地调控,与平原区水利设施联合运用共同来满足平原区近、远期综合需水要求。
(2)加强流域水资源管理,制定合理灌溉制度。
目前灌区综合灌溉水利用系数为0.41,综合渠系水利用系数为0.47,反映出灌区水资源利用率相对较低,因此必须加强水资源的统一管理,以此提高水资源的利用率。
灌区洪水期大量洪水引入农田,采用粗放和落后的压碱方法,致使地下水水质变差,土壤质地进一步恶化。解决这一问题的主要途径是降低灌溉定额,做好田间管理进行适时适量的灌溉,同时要扩大机井的抽水规模,实现机电井竖向排灌,降低地下水位,改良和治理盐渍化土壤。
(3)树立节水意识、环保意识,建立良好的可持续发展的生态环境。
分布于叶尔羌河中下游的荒漠河岸林-胡杨林的存在,阻止了沙漠的移动,起到了防风固沙的作用,并具有调节和改善局部小气候的作用。叶尔羌河胡杨林在20世纪50年代末有260万亩,基本处于自生自灭的原始状态;从50年代末到70年代末的20年中,除了人为的毁林开荒、樵采外,灌区及平原水库过度引水、胡杨林赖以生存的河流断流,致使流域内部分河段两岸的胡杨林资源在数量和质量上大幅度减少了118万亩,减少到142万亩;70年代末,由于胡杨林资源破坏所带来的一系列生态问题,引起了有关部门的关注,开始认识到胡杨林存在对灌区经济发展的重要性,采取了一系列保护措施,使胡杨林在部分地区有所恢复和发展,但部分河段胡杨林仍呈林相衰败现象,保护绿洲、保护胡杨林是叶尔羌河流域一个突出的敏感生态问题。因此,必须加强人们的环保意识,改善生态环境,达到人与自然的协调发展。
[1]刘绿柳.水资源脆弱性及其定量评价[J].水土保持通报,2002,22(2)∶41—44.
[2]王让会,樊自立.塔里木内陆河流域生态环境脆弱性分析[J].农村生态环境,2000,16(1)∶17—20.