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朱庆平 任建华 王建中 孙凤 摘 要 塔里木河和黑河分别为我国第一和第二大内陆河流，流域气候干燥，降水稀少，生态系统脆弱。20世纪后期，随着人口增长、流域开发加之气候变化的影响，流域水环境严重恶化，引发了河道断流、湖泊干涸，地下水位下降、林木减少、草地退化、土地沙漠化和沙尘暴危害等一系列生态问题。为此，我国政府加强了对两流域的管理，设立了流域管理机构，实施了水资源统一管理和调度，制定了不同来水情况下的水量分配方案。塔里木河实施了4次应急输水，黑河水资源调度预案得到有效执行，地表径流数次抵达已干涸多年的尾闾湖泊，下游生态系统得到改善，垂死林草重获生机。但从长远来看，要从根本上解决流域水资源问题，还面临巨大挑战。 关键词 河流 水资源 调水 生态 一、流域概况 1.塔里木河 塔里木河是我国最大的内陆河，位于新疆维吾尔自治区，是环塔里木盆地内九大水系144条河流的总称，流域面积102万ｋｍ2，全长2437ｋｍ。目前九大水系中仅有和田河、叶尔羌河和阿克苏河3条源流，孔雀河通过抽水与塔里木河有着地表水联系，简称四源一干，总面积24.10万ｋｍ2。 四源流多年平均降水量252.4ｍｍ，主要集中在山区，平原区年降水量只有40～70ｍｍ，年蒸发量1000～1600ｍｍ，属干旱地区。多年平均径流量256.73亿ｍ3，天然水资源总量274.88亿ｍ3，基本产自山区，以冰川融水补给为主，河川径流年际变化不大，但年内分配不均，6～9月来水量占到全年径流量的70％～80％。 1998年塔里木河流域有人口468 万人，以维吾尔族为主体，其中农业人口356万人，总灌溉面积1330.2万ｈｍ2，粮食总产量243.3万ｔ，人均粮食520ｋｇ，牲畜1104万头（只），国民生产总值212.0亿元，人均4529元。 2．黑 河 黑河是我国第二大内陆河，发源于青藏高原北部祁连山北麓，流经青海、甘肃和内蒙古３省（自治区），干流全长约821ｋｍ，流域面积14.29万ｋｍ2。流域分为东、中、西三个子水系，其中西、中部子水系与干流已无地表径流联系。东部子水系即干流水系包括梨园河等20多条支流在内，流域面积11.6万ｋｍ2。 黑河流域以莺落峡和正义峡为上、中、下游分界点。上游为山区，年降水量在350ｍｍ以上，是黑河的产流区和水量来源区。中游地势为川区平原，多年平均降水量140ｍｍ，蒸发能力1410ｍｍ，是黑河流域的主要耗水区和径流利用区。下游属阿拉善高原区，除河流两岸和居延三角洲绿洲外，大部分为荒漠、沙漠和戈壁，年降水量只有40ｍｍ，而蒸发能力在2500ｍｍ以上，属极度干旱区，为径流消失区。黑河流经正义峡后，在狼心山处分为东、西两支，最后汇入东、西居延海（已干涸）。 黑河流域多年平均天然径流量24.75亿ｍ3，其中黑河干流莺落峡站15.8亿ｍ3，天然水资源总量为28.08亿ｍ3。 1999年黑河流域人口133.8万人，其中农业人口110.75万人，总灌溉面积392万ｈｍ2，粮食总产量103.9万ｔ，人均粮食777ｋｇ，牲畜254万头（只），国内生产总值63.1亿元，人均4709元。 二、主要水环境问题 塔里木河和黑河流域荒漠包围绿洲，植被种群数量少，覆盖度低，土地易遭沙化和盐碱化，水体自净能力低，生态环境脆弱。随着人口增长、流域开发加之气候变化的影响，流域水环境问题日益突出，流域水资源量与当地人口、社会经济发展和生态环境需要极不相称。这些问题主要表现为： 1．河道断流，湖泊干涸，地下水位下降，水质恶化 塔里木河20世纪90年代在上游来水偏多10亿ｍ3的条件下，进入下游的水量减少了10亿ｍ3，尾闾河道断流近30年。黑河下游断流时间由２０世纪50年代的约100天，延长至1999年的近200天，尾闾湖泊水面面积50年代分别为267ｋｍ2和35ｋｍ2，已先后于1961年和1992年干涸。塔里木河、黑河下游地下水位40年间下降约6ｍ，多处泉眼和沼泽地消失，水质矿化度明显提高。 2．林木死亡，天然林面积大幅度减少 塔里木河上中游胡杨林面积由20世纪50年代的600万ｈｍ2减少到1999年的360万ｈｍ2，下游绿色走廊濒临毁灭；黑河胡杨林面积由20世纪50年代的75万ｈｍ2减少到1999年的34万ｈｍ2。根据航片和ＴＭ影像资料，20世纪80年代至1994年，黑河植被覆盖面积大于70％的林地减少了288万ｈｍ2，年均减少约21万ｈｍ2。现存的天然林木中，成、幼林比例失调，病腐残林多，生存力极差。 3．草地严重退化 20世纪50年代至1999年，塔里木河上中游草场退化面积957万ｈｍ2，下游草场退化面积321万ｈｍ2。20世纪80年代以来，黑河下游三角洲地区植被覆盖大于70％的林灌草甸地减少了约78％，覆盖度介于30％～70％的湖盆、低地、沼泽草甸草地以及产量较高的4、5级草地减少了约40％；覆盖度小于30％的荒漠草地和戈壁、沙漠面积却增加了68％。草木植物种类大幅度减少，草地植物群落也由原来的湿生、中生草甸草地群落向荒漠草地群落演替。 4．土地沙漠化和沙尘暴危害加剧 塔里木河沙漠化土地面积与20世纪50年代末相比上升16％，达到82％，其中下游上升22％，沙化面积达到８６％。黑河下游仅额济纳旗植被覆盖率小于10％的戈壁、沙漠面积约增加了462ｋｍ2，平均每年增加23.1ｋｍ2。随着土地沙漠化面积增加，沙尘暴危害加剧，影响范围涉及我国西北、华北、东北，甚至华东地区。 三、主要调水过程 为遏制塔里木河和黑河下游生态环境不断恶化趋势，我国政府加强了对两流域的管理，组建新疆塔里木河流域管理局、水利部黄河水利委员会黑河流域管理局，制定了流域综合治理与开发规划，针对近期情况，在塔里木河采取了应急生态输水措施，在黑河关键调度期实施全干流水量统一调度，逐步实施流域水资源统一管理和调度工作。 1．塔里木河生态调水过程 2000年4月开始至2002年11月，利用开都河来水偏丰，博斯腾湖持续高水位的有利时机，共组织４次向塔里木河下游生态应急输水，从博斯腾湖共调出水量17.92亿ｍ3自大西海子水库泄洪闸向塔里木河下游输水10.35亿ｍ3，两次将水输到台特马湖，形成了近28.74ｋｍ2的湖面。结束了塔里木河下游河道断流近30年的历史。 第一次输水：2000年5月14日～7月12日，大西海子水库下泄水量0.98亿ｍ3，水量到达英苏0.15亿ｍ3。 第三次输水第一阶段：大西海子水库下泄水量1.84亿ｍ3，水量到达英苏1.0亿ｍ3，到达阿拉干0.21亿ｍ3，到达依坎布吉马勒0.083亿ｍ3。 第三次输水第二阶段：大西海子水库下泄水量0.98亿ｍ3，水量到达英苏1.45亿ｍ3，到达阿拉干0.73亿ｍ3，到达依坎布吉马勒0.36亿ｍ3，到达台特马湖0.075亿ｍ3。 第四次输水：大西海子水库下泄水量3.31亿ｍ3，水量到达英苏2.54亿ｍ3，到达阿拉干1.04亿ｍ3，到达依坎布吉马勒0.48亿ｍ3，到达台特马湖0.14亿ｍ3。 2．黑河调度实况 1992年和1997年我国政府两次对黑河水量分配提出具体预案：“在莺落峡多年平均来水15.8亿ｍ3时，分配正义峡下泄水量9.5亿ｍ3；莺落峡25％保证率来水17.1亿ｍ3时，分配正义峡下泄水量10.9亿ｍ3。对于枯水年，莺落峡75％保证率来水14.2亿ｍ3时，正义峡下泄水量7.6亿ｍ3；莺落峡90％保证率来水12.9亿ｍ3时，正义峡下泄水量6.3亿ｍ3。其他保证率来水时，分配正义峡下泄水量按以上保证率水量直线内插求得。” （1）1999－2000年度 1999－2000年度黑河流域为中等枯水年。在黑河中游地区采取了4次累计33天的“全线闭口，集中下泄”措施，在黑河莺落峡断面来水量14.62亿ｍ3情况下，相应正义峡断面下泄水量最少应为6.47亿ｍ3，实际下泄水量为6.5亿ｍ3。 （2）2000－2001年度 2000－2001年度黑河流域属大旱年份，接近特枯水年，莺落峡来水总量为13.13亿ｍ3，正义峡断面应下泄水量5.33亿ｍ3。本年度下泄总水量为6.38亿ｍ3，超泄水量将计入2002年下泄指标。 （3）2001－2002年度 2001－2002年度黑河流域属平水年份，莺落峡实测来水量16.11亿ｍ3，相应正义峡下泄水量为10.28亿ｍ3。2002年7月17日17时，黑河调水首次到达内蒙古自治区额济纳旗东河尾闾东居延海，实现了历史性突破。9月22日6时30分，黑河调水再次抵达东居延海，10月中旬，东居延海入湖水面面积已达23ｋｍ2。 四、调水效果 通过塔里木河生态输水和黑河3年的水量调度，流域水环境得到改善，生态系统得到一定程度的恢复。 1．下游水量明显增加，断流天数减少，水量尾闾湖泊重现，地下水水位抬高 1992黑河莺落峡来水13.2亿ｍ3，狼心山站夏秋季过水仅0.20亿ｍ3。历时9年以后的2001年，莺落峡来水13.1亿ｍ3，在人口增长、用水需求增加的情况下，狼心山站夏秋季下泄水量0.88亿ｍ3，是1992年同期下泄水量的4.4倍。 调水时段内，塔里木河和黑河两次将水输送到尾闾湖泊，并形成20多ｋｍ2的湖面，结束了下游河道多年断流的历史。据统计，塔里木河和黑河实施调水工作后，年均断流已减少30～50天。 根据实测资料表明，塔里木河下游绿色走廊沿河地下水位有明显回升：调水河段距河中心50ｍ，地下水位纵向平均总回升5.95ｍ；距河中心250ｍ，地下水位纵向平均总回升3.67ｍ；距河中心700ｍ，地下水位纵向平均回升0.22ｍ；距河中心1000ｍ，地下水位纵向平均回升0.31ｍ。 2．植被重获生机，动物回归 输水前，塔里木河和黑河下游河道两岸的植被几乎没有生机，只有河底有零星的胡杨，近地表植被（灌草）均已死亡。目前，河道两岸植被均已恢复生长，枯死多年的胡杨枝干上又发出新绿，从乔灌整体恢复情况来看，灌木恢复生长速度较快。据塔里木河实测资料，输水河段沿河岸各200ｍ范围内植被恢复效果较好，尤其是紧靠河岸两侧100ｍ范围内，植被种类、单位面积株树明显增加；在输水河道两侧200～600ｍ范围植被恢复效果略好，植被种类、单位面积株树明显减少；在输水河道两侧600～1500ｍ范围内植被恢复有限，仅限于柽柳等个别种类。调查发现，植被恢复状况与到河岸的距离成反比，即距离河岸越远植被恢复效果越差；植被种类与植被株树的多少和盖度与到河岸的距离成反比，即距离河岸越远植被种类越少，株树越少，盖度越低。 塔里木河和黑河实施输水后，鸟类增加，出现了白翅啄木鸟等比较典型的绿洲生活型种类。原先很少见到的黄羊、野兔、野鸡、黄鸭、鱼鹰等野生动物频繁出现，更有少量珍稀水禽白天鹅迁徙尾闾湖区。 3．水质改善 根据实测资料，塔里木河经过4次输水后地下水水质有明显改善。应该指出，通过应急生态输水和水资源统一管理和调度，塔里木河和黑河下游生态环境有了短期明显的改善，这与输送水量、持续时间、输水次数以及输水间隔时间长短等因素有着直接联系。在塔里木河和黑河水资源紧缺的情况下，目前所取得的只是阶段性成果，最终还需要通过实施水资源统一管理和调度，实现流域水资源可持续发展和下游生态系统修复的目标。 （作者单位：水利部黄河水利委员会，朱庆平为副总工程师、教授级高级工程师） |