基于生态视角下的塔里木河水资源合理配置

阿不都外力

(新疆塔里木河流域干流管理局中游管理处乌斯满管理站， 新疆 塔里木　841000)



基于生态视角下的塔里木河水资源合理配置

阿不都外力

(新疆塔里木河流域干流管理局中游管理处乌斯满管理站， 新疆 塔里木841000)

本文探讨了塔里木河流域水资源合理配置的措施。采取实证分析模式，分析了塔里木河流域的水资源合理配置的技术路线及结构，计算出流域配置的关键管控阿拉尔断面的水流量，阐述了“源流、干流(上中下游)”的水资源配置目标及措施，给出了源流、干流及干流下游依序展开“集中同步组合、分段耗水管控、地下水深管控”的水资源调度方案。

塔里木河流域； 水资源配置; 生态调度

1　概　述

塔里木河流域，总面积102.7万km2，年均径流量410亿m3。塔里木河为环绕塔里木盆地的九大水系144条河流的总称，分成干流、源流区，干流自身不产流，目前仅有和田河、阿克苏河、开都河—孔雀河及叶尔羌河四条源流对干流尚存在地表水利联系。各主要河流每年的来水量集中于6—9月，天然径流活动过程符合生态需水过程，能够满足农业灌溉要求。自20世纪50年代起，流域被引进大面积的农业垦殖，上中游不断加大耗水量，极大地降低了下游补水量，当建成下游大西海子拦河水库后，20世纪70年代初以来，下游近300km的河道断流达30年。人类活动打破了自然生态平衡，水土的过度开发，导致生态环境恶化。2001年起，塔里木河流域开始展开综合治理工程，迄今“工程措施”建成，非工程措施尚未发挥出预期功效。建成的一些山区水库，影响了各源流水资源及其对河流生态体系的胁迫，若不扭转以“开荒”带动“发展”的惯性思维，终究会严重影响生态需水径流活动，威胁到干流生态的保护。塔里木河流域面临着“生态环境用水、发电农业灌溉”及“人工、天然”绿洲间用水竞争的突出矛盾。目前，既要巩固综合治理的成果，又要加快山区水库电站的建设进度，以审批实施后的地表水水量的规划分配方案，剖析流域的水资源合理配置及其拟定的实施方案。

2　流域水资源合理配置的主要问题及技术路线

2.1流域水资源合理配置的主要问题

目前，水资源合理配置的主要问题，是针对已建(在建)水库可能或已经对河流生态造成的不良影响，采取优化水库运行措施，展开“补救补偿”式的修复，需调整水资源格局，因而会发生极大的利益冲突，实现水资源生态修复目标会有困难。故此，水资源合理配置上，需对水库建设进行统一规划，以河流生态需求为前提，对各配置节点间的协同行为进行设计，统一、优化配置各河流及水利工程，修复自然生态。

2.2流域水资源配置方案

在P=50%生态供水率及丰增枯减的基础上，判定阿拉尔断面的地表来水量需由实施综合治理之前的36.1亿m3，提升至46.6亿m3，其中，阿克苏河由28.1亿m3升至34.2 亿m3，和田河由8.02亿m3升至9.2亿m3，叶尔羌河由0. 0亿m3升至3.3亿m3；开都河—孔雀河向下游注入的水量由2.5亿m3升至4.5亿m3,塔里木河的干流总水量将升至51.29亿m3。

表1　“四源一干”来水频率水量配置方案

注资料来自1956—2005年数据。

2.3水资源配置方案技术路线

综合分析塔里木河流域组成及径流特质、天然及人工绿洲分布等环境特征，流域水资源的配置，需经“初始水权管理、源流总水量控制→进入干流的水量控制、保障生态水流量过程→工程和非工程措施、管控干流分段耗水量→水库调度、河道输水及调控地下水位”等活动的技术路线，达到流域水资源合理配置的生态调度目标[1]。

a.流域水资源配置方案。水资源生态调度，依水量分配方案内的相关规定，依据限额水量对各业用水进行合理配置，实现源流与干流两者的总量调度目标，保障各源流的水量下泄至干流[2]。

b.量化各源流生态调度方案，达成“洪水下泄”干流的调度目标。上游三源流汇总进入干流阿拉尔断面沿途基本为天然径流。塔里木河干流天然河道长1321km,过细水流无法长流至干流，采取“洪水”集中下泄方案，能提升补水干流的效率。

c.基于干流来水实际状况及水量配置方案，管控干流“上中下”游的河道各节点耗水量，确保各河段水资源合理调度计划。塔里木河河道的“上中”游沿岸由人工开挖的汊河以及引水口极多，90%水量被消耗；务必采取工程及非工程手段，管控河势变化，实现“上中下”游耗水量的管控目标，维护干流生态健康。

d.依干流与开都河—孔雀河至下游水量状况，最大化地发挥大西海子水库水资源的调度效能，完成下游河道输水以及地下水量的调控目标。由干流输水或是经博斯腾湖调水至下游的台特玛湖，输水距离皆为上千公里。故此，务必利用大西海子水库进行水资源的合理调度，将干流、博斯腾湖两路水源汇集一处，集中输水至下游河道，科学判定输水流量及线路，恢复地下水位，拯救毁灭边缘的绿色走廊。

3　流域水资源配置方案的基本框架结构

3.1阿拉尔断面水流量

阿拉尔水文站为塔里木河流域极关键的水文站，其生态水流量的管控，需以满足生态需水为主。阿拉尔断面适宜的生态流量活动过程为水流接近“天然流态”的水流量活动过程。基于流域耗水持续提升的现状，需找出上游三源流的耗水量由缓慢提升至快速转为鲜明提升的节点，此节点以前多年的平均径流活动过程，可视作水流近于“天然流态”的适宜程度的生态流量过程。根据上游三源流区间耗水量的长系列计算结果，应用Mann-Kendall方法实施跃值突变检验，结果显示：1957—2010年间，上游三源流区间的耗水量整体呈上升趋势，1989年为明显的转折节点，源流区耗水量由缓慢提升快速地转成鲜明提升。于1957—1989年人类干扰相对较少的水文系列里，选取与总水量基本相同的典型年族，计算出6—9月的生态水流量，选取实测逐旬最小以及平均水流量作为“最小生态水流量”与“适宜生态水流量”(见表2)。

1）从学习目标来看，主题学习不再像传统的学习目标是以知识点的简单记忆为主，强调学习者对知识的主动建构和理解。

表2　6—9月阿拉尔断面的生态流量计算结果

3.2源流水资源配置的生态调度

1956—2010年，上游三源流的天然来水量总体上呈现提升趋势，可是，受上游灌溉耗水加大的影响，阿拉尔站年径流的实测值呈现出不断降低态势，年际的变化最剧烈，C值是0.27(见下图)。研究显示：三条源流的耗水量呈逐年加大态势，各源流区总用水量远超出相关规定的水量管制限额量。

上游三源流合成与阿拉尔站径流变化对比图

综上所述，流域水资源合理配置的关键为：管控源流耗水量，保障下泄达到阿拉尔断面的水流量。严控各源流的灌溉用水量，既要严禁开荒，也需减少灌区规模。

除满足下泄干流的水量要求外，上游三条源流的五大支流还承担本流域经济社会发展和自身生态环境保护的艰巨任务。和田河、叶尔羌河出山口距阿拉尔断面河道流程较长，河道蒸发渗漏损失严重，要实现下泄目标需采用短时间大流量方式。阿克苏河流程相对较短，在P=25%、P=50%、P=75%、P=90%的水文年内，下泄的水量依次为阿拉尔断面总水量的66.6%、73.1%、80.5%和92.6% 。若想达到阿拉尔断面的水流量要求，务必要做好阿克苏河及其支流库玛拉克河与托什干河的水资源配置，于每年的6—9月实施集中调配，以阿克苏河的生态水流量配置为核心，协调“叶尔羌河、和田河”二源流同步展开水资源配置调控，以实现阿拉尔断面生态水流量空间的组合调度，也就是实现各源流的“集中同步组合”水资源合理配置。

3.3干流上中游区水资源合理配置

从20世纪70年代起，塔里木河干流的上中游区耗水激增，下游的水量锐减，大西海子水库建成后，下游河道断流。展开综合治理后，在干流上共建造了609km的输水堤，展开上中下游水量的合理调度。

河域的干流两岸，需降低人类活动的干扰，以保护天然植被，遵循人与自然和谐共存的发展原则。故此，ⓐ务必管控干流区的工农业耗水量；ⓑ实施河道治理工程，有针对性地在上游河区建设输水堤，在主要引水口处设置控制闸，降低单位河长的耗水量，清理淤积河段；ⓒ为天然植被提供地表水源，同时保持相应的地下水位，实现水源的合理配置。

3.4干流下游水资源配置目标及措施

3.4.1干流下游水资源配置目标

a.恢复干流下游河道的“生态输水”及“两岸天然植被”，阻止沙漠扩张合拢。根据地表水水量的相关规定，大西海子水库多年平均下泄水量为3.5亿m3，“文阔河”与“老塔里木河”两河河道输水，引入台特玛湖的水量管控在1000万～2000万m3。此外，车尔臣河汛期入湖水量使湖面保持在接近200km2。

b.干流地下水位合理配置目标。干旱地区的地下水，是维持植被成活的唯一水源。下游区域修复近河地带，以维持天然植被生长。鉴于多数地区仅宜采取“维持生机”的管控措施，故此，距河道100m范围内的地下水深管控在2～4m，距河道100～500m范围内的地下水深宜管控在4～6m,距河道500～1000m范围内的地下水深宜管控在6～8m。

3.4.2干流下游水资源配置措施

a.重视大西海子水库对水资源配置的作用。2000—2010年底，大西海子水库向下游的断流河道泄洪11次，累计输水26.6亿m3，有6次把水输进“台特玛湖”，结束了下游30年的断流历史，河道两侧1km范围内地下水位呈显著上升态势，距河道300 m区域的荒漠植被种类增多，植被又开始活跃。

b.优化干流下游输水方案。为了让3.5亿m3的水量发挥最优生态效益，务必将线、面状的输水措施相结合，尽量扩展保护及修复生态范围，提升地下水及土壤水量，提升植被用水量。依靠地形及老河床，采取引灌、渗灌措施，科学管控文阔河与老塔里木河的地下水位，使部分区域的地下水恢复到4～6m、个别重要区域恢复到6～8m。大部分区域其地下水深恢复至4～8m以后，可采取分区轮灌的措施调控地下水位，渐渐生成稳定的林灌草植被自然生态体系。

4　结　语

塔里木河流域面临着“生态环境用水、发电农业灌溉”及“人工、天然”绿洲间用水竞争的突出矛盾。流域水资源合理配置的关键为：管控源流耗水量，保障下泄达到阿拉尔断面的水流量。严控各源流的灌溉用水量，既要严禁开荒，也需缩小灌区规模。实施河道治理工程，有针对性地在上游河区建设输水堤，在主要引水口处设置控制闸，降低单位河长的耗水量，清理淤积河段。为天然植被提供地表水源，同时保持相应的地下水位，实现塔里木河水资源的合理配置。

[1]周莉荔.塔里木河流域水资源市场配置研究[D].新疆农业大学,2010.

[2]魏加华,王光谦,刘荣华.塔里木河流域水量调度决策支持系统[J].南水北调与水利科技, 2009，7(1):11-16.

Rational allocation of Tarim River water resources based on the ecological perspective

Abuduwaili

(XinjiangTarimRiverBasinTrunkAdministrationMiddleReachesManagementOfficeWusimanManagementStation,Tarim841000,China)

In the paper, measures of configuring water resources in Tarim River Basin rationally are discussed. Empirical analysis model is adopted for analyzing technical routes and structures of water resources rational configuration in Tarim River Basin. Water flow capacity for river basin configuration is calculated in the key control Aral cross section. Water resources configuration objectives and measures are described for ‘source flow and trunk flow (upstream, mid-stream and downstream)’. Water resources scheduling plans are given. ‘Collective synchronous combination, segmented water consumption control and groundwater depth control’ are implemented in turn in source flow, trunk flow and downstream area of trunk flow.

Tarim River Basin; water resources allocation; ecological scheduling

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.03.014

TV213

A

2096- 0131(2016)03- 0050- 04