开都-孔雀河流域水生态安全与对策研究

肖 伟

(新疆塔里木河流域希尼尔水库管理局，新疆 库尔勒 841000)

1 流域概况

开都-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(简称巴州)境内，地处天山中部、大小尤尔都斯盆地至塔克拉玛干沙漠东北沿，包括开都河流域、博斯腾湖、孔雀河流域和诸小河流区，流域总面积7.7万km2，流域地处欧亚大陆深处，远离海洋，属于暖温带干旱气候，具有典型大陆性气候特点，年平均气温11.7 ℃,最高气温40.0 ℃，最热月(7月份)平均气温26.0 ℃，最低气温-28.1 ℃，最冷月(1月份)平均气温-7.3 ℃；降水稀少且年、季变化大，年平均降水量55.6 mm，年蒸发量2726.0 mm，日照总时数2990 h,无霜期210 d,年均风速2.5 m/s,最大冻土深度120 cm。其中山区面积为3.4万km2，平原区面积为4.3万km2。流域内包括巴州5县1市、州直5个国营农牧场和兵团第二师铁门关市及11个团场，灌溉面积约39.2万hm2。据2015年统计，流域总人口106.81万人，国内生产总值854.91亿元，人均GDP约8.00万元，农牧民人均纯收入1.51万元。

2 流域存在的主要生态问题

2.1 农业灌溉面积增加显著，水资源开发利用超出承载能力

通过对开都-孔雀河流域2000—2016年土地利用覆被变化的分析，过去16年大量的天然草地转化为耕地，天然林、草地迅速减少或退化。2000年耕地面积2401.66 km2，2000-2016年增加了55.48%，增加耗水量12.4亿m3，由此导致孔雀河阿恰枢纽以下在2012年以后无水下泄。如在2017年，开都河大山口来水42.2亿m3，河损量13.25亿m3，博斯腾湖湖损8.9亿m3和蓄变量4.9亿m3；按2016年耕地面积3734.06 km2计算需用水量34.6亿m3，流域需水量已经远超地表水的承载能力。

2.2 河道断流，地下水超采，地下水位下降，生态用水无法保障

随着耕地面积的扩大，水资源超承载力的开发，加之全球气候变化下的水资源波动加剧，沿河地下水超采、袭夺地表水等综合因素，使得流域下游孔雀河断流程度加剧。1976年孔雀河阿克苏甫水库以下断流，2006年孔雀河普惠水库以下基本断流，2013年孔雀河第三分水枢纽断流。河道断流使得孔雀河中、下游地下水失去补给，加上孔雀河流域库尔勒市、尉犁县约13 000眼机井为灌溉大量抽取地下水，造成地下水严重超采，据巴州2015年水资源公报数据：整个流域地下水开采量已超过13亿m3，远超“三条红线”规定的地下水开采指标。截至2016年生态输水前，孔雀河上游第三分水枢纽至普惠水库河段地下水埋深在8.46～17.70 m，平均埋深为10.59 m；普惠水库至经济牧场平均水位为10.55 m；经济牧场至尉犁县河段地下水埋深在11.49～28.13 m，平均埋深17.28 m；尉犁县至阿克苏甫河段地下水埋深在11.68～17.87 m，平均埋深为14.07 m，远超流域荒漠河岸天然植被可利用地下水的极限，生态需水无法保障。

2.3 孔雀河中、下游荒漠河岸林严重衰退，亟待抢救与保育

孔雀河两岸孕育了大面积的以胡杨为主体的荒漠河岸林与塔里木河下游荒漠河岸植被共同构成了著名的“绿色走廊”。然而，由于大规模的土地开发，以及超出流域承载力的水资源开发，导致孔雀河中、下游河道长期断流和干涸，地下水位迅速降低，荒漠河岸林生态系统受到强烈扰动并失衡，天然植被大面积死亡。加之沿河两岸以农业灌溉为目的的地下水开采，进一步加剧了孔雀河的生态环境问题，危及依托自然生态发展的绿洲经济。孔雀河下游自20世纪70年代开始断流，下游天然植被开始衰退、死亡，进入21世纪，伴随耕地面积的增大，生产与生态用水矛盾进一步加剧，孔雀河中游乃至上游第三分水枢纽以下相继断流，直接导致孔雀河中、下游大片胡杨林衰退、死亡，直接危及塔里木河流域下游的“绿色走廊”和区域生态安全。

2.4 地下水超采严重，沿河地下水位大幅下降危及荒漠河岸林生态系统

据统计，孔雀河流域2011年实际提取地下水11.05亿m3，2013年达13.00亿m3，超出红线113.8%。2017年，库尔勒地下水开采量4.79亿m3，超出“三条红线”指标1.66亿m3，尉犁县地下水开采0.74亿m3，超出“三条红线”指标0.44亿m3。地下水的超采导致地下水位持续下降，依靠地下水维系的浅根系植被大面积死亡，河道自然损耗增加，地下水水质恶化，农业生产、经济发展与生态保护的用水矛盾进一步加剧。

3 对策与建议

3.1 严格控制流域地下水开采量

通过预测分析，到2020 年，孔雀河流域农业和生活用水将降低，第二、三产业用水将增加，而农业用水在各部门用水中所占比例最大，农业用水减少表明流域绿洲总需水量将减少。预计2020年高效节水灌溉面积比重达到75%，但仍存在缺水问题，需挖掘博斯腾湖库容 4.28亿m3用于绿洲灌溉。此外，需严格控制地下水资源开发利用，通过分析预测，确定焉耆盆地不引起地表生态环境退化的地下水开采量不宜超过 6.25亿m3，严禁在博湖周边打井用于灌溉[1-2]。

3.2 实施水资源科学调度和调配，保障博斯腾湖在适宜生态水位

(1)科学调度和优化配置水资源，强化流域生态流量管理。在全球变化和人类活动影响不断加剧的背景下，流域内生产与生态矛盾日趋突出，随着城市化、工业化进程的加快，城市、工业用水的需求也日益增长。为此，需要尽快在流域内、区域间实施水量科学调度、水资源优化配置和区域间的相互调节，尤其要加强开都—孔雀河与塔里木河的水量调配，协调好流域生产与生态用水关系，以提升未来气候变化下的应对和适应能力，确保流域生态安全和经济社会可持续发展[3-4]。

(2)推广节水技术，提高水资源利用率。大力发展节水型设施农业，严禁随意开荒，休耕或退出部分土壤瘠薄、地力差的耕地，提高水资源利用效率，提升土地生产力；在实施生态退耕的过程中，可采取给予农户退耕还林补助费、征收生态水量占用补偿费和限制农户用水等措施来实现。工业企业要推行清洁生产，采取循环用水、综合利用及废水处理等措施，降低用水单耗，提高水的重复利用率[5-6]。

(3)科学调度博斯腾湖水域面积，减少水面蒸发损耗量。博斯腾湖水面蒸发损耗最大的时段为每年4—9月，此期间的蒸发损耗量占年损耗总量的 65%以上。根据开都-孔雀河流域的来水和供需水分析，建议科学调度湖泊水域面积，夏季可充分利用开都河上游的察汗乌苏、柳树沟、大山口和小山口等电站蓄水于山区，将4—9月的博斯腾湖保持在1045.5～1046.0 m的较低水位，这样由于水域面积的减少，可以有效减少湖区的蒸发损耗；10月—次年3月博斯腾湖开始蓄水，使之在冬季保持1046.5～1047.0 m的较高水位。冬季气温较低，湖区蒸发弱，可有效减少湖水的蒸发损耗。

3.3 工程与非工程措施相结合，治理孔雀河中、下游生态环境

近年来，随着孔雀河流域社会经济的快速发展和耕地的增长，用水量剧增，特别是用于农业灌溉的生产用水，使得孔雀河生产与生态用水矛盾加剧，中、下河道逐渐断流和干涸，加之沿河地下水超采显著降低地下水水位，造成中、下游生态环境恶化。塔里木河下游的荒漠河岸植被与孔雀河中、下游的沿岸荒漠河岸林共同组成“绿色走廊”，生态防护功能显著，保护意义重大，应将塔里木河下游、孔雀河中-下游生态环境恢复与综合治理工作，作为一项重点工作予以考虑，通过采取工程和非工程措施，抢救孔雀河中-下游的生态环境，恢复绿色走廊；并将孔雀河流域水土保持生态环境综合治理，纳入西部大开发和水土保持生态环境建设计划，抓好博斯腾湖灌区的续建配套工程与节水改造，节约孔雀河上中游区域的农业用水，加大生态水的下泄量等。孔雀河中、下游的老河道虽然目前基本上完整，但是因多年河水断流，两岸耕地挤占河道等，过水能力有待改善；上游河道行洪能力有限，过水能力有待加强，应对孔雀河主河道进行综合疏浚、整治，提升河道过水能力的同时利用原有分水支流与岔道，建设生态引水通道提水措施，并配以生态闸口和提水设备，为中、下游生态修复打下基础。通过流域上中游退耕节水，充分利用洪水期下泄的洪水及生态输水，配合跨流域调水，对孔雀河中、下游植被进行逐段恢复。

4 结 语

解决新疆开都-孔雀河流域水生态安全突出问题，必须紧密结合流域实际，不断深化对中央“节水优节、空间均衡、系统治理、两字发力”的新时期治水思路的理解领会，深刻认识水资源、水生态、水环境问题的根源在于水资源的过度开发利用，深刻认识集约、高效用水的重大意义和巨大潜力，深刻认识以水定需的科学内涵和实践要求，促进流域水资源可持续利用。