烏拉泊水庫五道溝水源地狀況變化及其對策

張潤杰，張 瀚

(1.新疆天山源水管理經營有限公司，新疆 烏魯木齊 830049;2.天津農學院，天津 300384)

烏拉泊水庫五道溝水源地狀況變化及其對策

張潤杰1，張 瀚2

(1.新疆天山源水管理經營有限公司，新疆 烏魯木齊 830049;2.天津農學院，天津 300384)

烏拉泊水庫五道溝水源地是烏拉泊水庫的主要水源地，但隨著社會經濟的發展，水源地的環境狀況、污染狀況和來水狀況都或多或少地發生了變化，針對其狀況，進行調查、分析，探討了該水源地的規劃和對策。

烏拉泊水庫;五道溝;水源地;變化;狀況;對策;烏魯木齊

1 前言

烏拉泊水庫是烏魯木齊市上游的一座中型水庫，設計庫容為7 000萬 m3，隨著經濟的發展，該水庫越來越成為一座城市供水水庫。現在的確是烏魯木齊市唯一的飲用地表水水源地［1］，年供應市區生活用水約1億 m3，占全年生活用水的50% ～80%左右，水庫水體如果發生變化，或被污染，或來水量減少，或失去飲用水源的功能，或濁度增加，都將會使全市發生極其嚴重的供水危機。

烏拉泊水庫水的來源主要有三個方面［2］:其一，烏魯木齊河在出山口處部分河水納入青年渠，最終輸入烏拉泊水庫;其二，汛期時烏魯木齊河的河道洪水直接流入烏拉泊水庫;其三，五道溝泉水，烏拉泊水庫以南1～2 km處，由于地質構造隆起，地下水受阻呈泉水溢出，東自某空軍油庫南的鐵路西側，西到烏魯木齊市動物園繁育中心附近約7 km的間距內有267個泉眼，形成五道泉水溝。多年平均流量為1.53 m3/s，徑流量為4 821.86萬 m3/a，水量較穩定，是烏拉泊水庫的最重要的水源之一(見表1)［3］。

表1 五道溝泉水歷年徑流量統計表

2 水源地變化狀況

2.1 水源地地質、水文地質概況

2.1.1 地質概況

水源地位于北天山山前沖洪積傾斜平原。在大地構造上屬北天山地向斜褶皺帶的次一級構造單元柴窩堡中新生代凹陷。在中新世末至更新世末發生大幅度沉降，堆積了巨厚的松散沉積物，據物探推斷，在沉降中心第四系厚度達800 m(見圖1)，自南向北第四系厚度依次均勻遞減，到烏拉泊水庫附近基巖隆起，甚至出露地面，三葛莊隆起成為柴窩堡凹地與烏拉泊凹地地下水分水嶺。根據新疆地礦局第一水文地質大隊1983年在烏拉泊水庫120°17 km處的凹陷內施工的深度502.34 m的W13勘探孔，第四系厚度為478.76 m，大部為較松散的粗顆粒砂礫石層。

圖1 烏魯木齊河流域地下水主要蓄水構造及地下水補、徑、排示意圖

2.1.2 水文地質概況

地下水的補給，徑流和排泄條件。水源地的地下水主要接受來自南山的大西溝、沙溝、水西溝、廟爾溝、羊圈溝、大東溝、小東溝、半截溝等地表的滲入補給，為地下水最重要的補給源，來自山區基巖裂隙潛水和大氣降水也占一定比例，總補給量為16 506萬 m3/a(見表2)［4］

表2 水源地地下水補給量統計表

地下水受構造和地形控制，由南山山前向北徑流，因含水層主要為透水性良好的砂礫石層，徑流條件極好。地下水的排泄主要為地下側向排泄，泉水溢出，潛水淺埋帶的蒸發和人工開采等。

地下水類型及含水巖層的富水性。水源地位于柴窩堡中新生代凹陷西部的烏拉泊凹陷，大部分地區為單一的沖洪積砂礫石潛水含水層。在凹陷北部烏拉泊水庫至柴窩堡湖有一寬3.5～8.0 km長約40 km的多層結構承壓水和小面積自流水的含水層，水源地就位于該承壓(自流)含水層的西端，面積約1 500 hm2，為地下水富集溢出帶，由近300個泉水點溢出，匯集成五道泉水溝，總徑流量達4 821.86萬 m3/a，流量較穩定，年際變化很小(見表1)。

根據新疆地礦局第一水文地質大隊1983年在烏拉泊水庫SW2.5 km處施工的W17號孔，經主副孔抽水試驗，單井單位涌水量1 983～2 142 m3/d·m。

烏魯木齊河管理處1998年在位于烏拉泊水庫SW約3 km處的甘河子調蓄水源地10口生產井進行的長達31天地大型群孔開采性抽水試驗，單井涌水量為3 427～5 107 m3/d，推算單井涌水量為4 483～8 252 m3/d，滲透系數為28～118 m/d，影響半徑為271～546 m，均證明為地下水強富水帶。

2.1.3 地下水水化學特征

水源地地下水因補給，徑流條件好，故水質普遍良好。地下水，泉水及水庫水化學類型均為 HCO3－SO4－Ca或HCO3－SO4－Ca－Na型。總硬度及溶解性總固體皆很低，單從常量指標看為優良或良好生活飲用水(見表3)

表3 水源地總硬度和溶解性總固體表

根據水質分析結果，按照《地下水質量標準》(GB14848－93)［5］

進行評價，得出各單項組分評價值后，按公式(1)(2)計算出綜合評價值F。

由所得F值，劃定出地下水質量級別表，計算結果可以看出地下水，五道溝泉水和水庫水水質按水化學成分常量指標均為優良和良好(見表4、表5、表6)。

表4 水質單項組分評價分值

表5 水質綜合評價分級表

表6 水質綜合評價結果表

2.2 水源地環境狀況

烏拉泊水庫周圍邊境，特別是五道溝水源地范圍之內有較發達的人類經濟活動，并且還有持續發展的趨勢。

2.2.1 水庫岸邊村莊及奶牛場

水庫西南岸距水庫岸邊不足1 km就有奶牛場，烏拉泊一隊，二隊和烏拉泊村學校，其中烏拉泊村一隊和學校緊鄰溝岸，還有水庫西南岸1km左右的烏拉泊村三隊，四隊，常住居民69戶，人口251人，耕地面積80.27 hm2，無任何供排水設備，產生大量未經任何處理的人畜糞便，生活垃圾，生活污水及農田中殘余的農藥、化肥等，都會對此處埋深很淺的(＜5 m)地下潛流產生污染，有的甚至直接排入泉水溝內，直接污染泉水，地下水和水庫水。如不立即搬遷將會對水源造成嚴重污染。

2.2.2 某空軍油庫

某空軍油庫位于水庫東南岸，第五道溝下游入水庫處，有官兵負責管理，占地面積66.67 hm2，部隊營房建在烏魯木齊～艾維爾溝公路東側，油庫建在公路西側，西邊圍墻距水庫僅50 m。八十年代曾發生漏油事故，對水庫水體已產生過污染，此后雖作了簡單防護，但仍存在著漏油隱患，如輸油管老化及恐怖襲擊等人為因素，一旦發生油料泄漏，水庫水體將遭受污染，對全市的生活供水將產生非常嚴重的影響。

另外，油庫官兵生活污水，未經任何處理直接排入圍墻外未加防滲措施的滲坑中，對地下水，泉水和水庫水都會產生污染。

2.2.3 磚廠、魚塘和砂場

水庫以南五道溝水源地內及附近周邊大量興建磚廠，已建大小磚廠8座，其中4座在烏拉泊村一、二隊，距水庫岸邊僅1km左右，大量開挖土層形成深槽和溝塹，產生新的水土流失，破壞生態環境，使原始生植被大面積遭毀、死亡。

當地居民及外來人員在泉水溝內，直接筑壩截流蓄水，修建魚塘。餌料多為屠宰場廢棄的下水，使泉水直接遭受到不同程度的污染。

還有，水源地及上游至南山山前為沖洪積傾斜平原，沉積有巨厚的砂礫石層，這種得天獨厚得建材資源，招來大批人員興建砂場，由于疏于管理，無規劃無節制的大量采砂，形成許多深數十米的采砂坑和由廢棄物堆成的高數十米的小山丘，破壞了原始地貌形態和生態環境，大片植被遭到毀滅。不少采砂坑已挖到地下水位以下，產生的生活垃圾，生活污水等直接污染地下水。

2.2.4 開發商

這些年隨著招商引資的興起，開發商也紛至沓來，烏拉泊村違反國家土地管理法有關規定先后與倉龍、怡園林和德昌等公司簽訂荒山承包合同，開發商以荒山綠化的名義取得土地使用權后，并未完全進行植樹造林，而是將原本植被覆蓋達70%的濕地、草場進行開荒，種植各種農作物。其中僅倉龍一家公司就隨意開荒近333.33 hm2，由于大量的開荒墾植致使大面積生長良好的原始生植被被毀，土地裸露，揚沙揚塵，水土流失，生活垃圾，污水，及殘余的農藥、化肥等，嚴重污染地下水源，因灌溉大量非法開采地下水，使部分泉水流量減少，甚至干涸，使原本生態環境良好的草地逐漸荒漠化。

2.2.5 水庫淹沒及浸潤

烏拉泊水庫經先后四次除險加固后，蓄水能力將由原5 600萬 m3增至6 400萬 m3，最高蓄水將由海拔高程1 079 m上升到1 087.23 m，屆時水庫周邊特別是南岸和東岸將有大片土地被庫水淹沒。隨著水庫水位的升高，因毛細作用也將形成大片的浸潤區，水庫南岸村莊，學校等如不及早搬遷將對居民的人身安全造成嚴重威脅。

2.2.6 水源地以南的人類經濟活動

水源地以南2 km之外，建有多處人類經濟活動區，有屬新疆化肥廠的奶牛場，聚氰氨分廠，農付處的二連、五連;屬烏魯木齊縣的烏拉泊農場托里鄉養殖場，托里鄉烏拉泊村，石油管理局農場，板房溝鄉白楊溝村，新建的牧民定居點，烏拉泊變電所，縣草原站，勞教農場，烏魯木齊動物園繁育中心。這些大大小小的農場、村落所產生的大量生活垃圾，生活污水，人畜糞便均未消毒，滅菌處理直接排放。不同程度的成為地下水的污染源。其中嚴重的有勞教農場，該農場位于二道溝上游不足1 km處，有管教和勞教人員近千人，占地近266.67 hm2，其中有占地3.33 hm2的養殖基地內的養豬場、養牛場和雞鴨場。農場內無供排水設備，生活污水、生活垃圾隨意排放，已成為水源地地下水主要污染源之一。還有第五道溝上游南3 km處有一新疆化肥廠排放工業廢水的污水池，如達不到廢水排放標準，水庫上游的地下水將被污染，對泉水和水庫水的水質會造成嚴重影響。

2.3 水源地污染狀況

水源地由于日趨發展的人類經濟活動，對地下水、泉水和水庫水體均已造成了不同程度的污染，且有逐年嚴重之勢。

上述的勞教農場，已致使該處地下水中最主要的兩個污染指標微生物和亞硝酸鹽嚴重超標;還有烏魯木齊動物園繁育中心和烏拉泊村的污染物的排放，均已成為地下水、泉水和水庫水的污染源。

據2004年8月12日在勞教農場，一道溝，二道溝分別采集水樣，經具有甲級資質的新疆地礦局第一水文地質大隊試驗測試中心水質檢測報告，勞教農場地下水細菌總數高達17 600 cfu/ml，高出Ⅰ類水質標準近200倍，高出Ⅴ類水質近20倍。一道溝、二道溝泉水細菌總數也分別超出Ⅰ～Ⅲ類水質1.5～5倍，亞硝酸鹽含量勞教農場地下水超出Ⅴ類水質標準6倍，一道溝、二道溝已接近Ⅴ類水質標準.

據烏拉泊水庫2001～2003年水質監測水體中微生物和亞硝酸鹽含量嚴重超標，大腸菌群含量為Ⅰ～Ⅲ類水質標準70～200倍，含量為Ⅴ類水質標準的2～3倍，亞硝酸鹽含量也已接近或超出Ⅲ類水質標準，且大腸菌群和亞硝酸鹽均由逐年增加之勢。總氮、總磷及硫化物含量也很高，已接近和達到Ⅳ類、Ⅴ類水質標準。

而甘河子調蓄水源地位于五道溝水源地的上游偏西方向，離開勞教農場等地的污染源，地下水未受到污染，經取樣檢測，細菌總數和大腸菌群均為0，這已充分說明水源地內的地下水、泉水及水庫水體的污染與勞教農場，烏魯木齊動物園繁育中心及烏拉泊村中的各類污染源有直接的關系。

鑒于水源地地下水，泉水和水庫水體已遭到污染，且有日趨嚴重之勢，因此，對水源地內污染源的徹底治理已近在眉睫，刻不容緩。通過近幾年的整治，烏拉泊水庫五道溝水源地的水質有所好轉。

2.4 水源地的水量狀況

水源地的水量主要以五道溝泉水的水量為例進行比較，即用1991年到2000年的水量與2001年到2010年的水量作統計平均比較(見表7)

表7 五道溝水源地泉水20世紀后十年與21世紀前十年平均水量比較表

從表7可以看出，五道溝水源地的泉水21世紀前十年的平均水量為4 722.18萬 m3/a(1.5 m3/s)，而20世紀后十年的平均水量為5 120.76萬 m3/a(1.62 m3/s)，后十年比前十年減少了 398，58萬 m3/a，即衰減了 7.78%，其原因為2005年以來甘河子調蓄水源地新打井十幾眼。還有開發商在五道溝開荒打井，不合理取水，都嚴重超采了地下水，使其水位持續下降，另外氣候干旱，降雨量減少［6］，五道溝水源地上游山區，形成暴雨的幾率比較低，也是造成五道溝水源地水量減少的主要原因之一。

3 對策

1)依據《城市供水水質管理條例》、《飲用水源保護區污染防治管理規定》、《中華人民共和國環境保護法》、《新疆維吾爾自治區環境保護條例》和《烏魯木齊市保護區管理條例》等法律法規，根據上述各狀態等因素，將烏拉泊水庫五道溝水源地劃分為一級和二級保護區。

一級保護區是自水庫南岸邊至五道溝泉水源頭，西起怡園林開發公司西界，東部和北部以鐵路為界主要包括烏拉泊村一、二、三、四隊，學校，荷斯坦奶牛場，某空軍油庫，烏魯木齊動物園繁育中心，勞教農場和三家開發商及烏拉泊水庫以東也為水庫補給源的芨芨草子，南北寬5 km，東西長10 km的范圍內。包括燕爾窩水源保護區，南北寬為15 km。

一級保護區以外，水源地范圍以南至南山山前皆劃為二級保護區。該保護區位于水源地上游，除部分地表覆有薄層亞砂土外，其下全為粗顆粒砂礫石層，透水性好，無隔水層，地下水極易受到污染，因地表水比較缺乏，生態環境極為脆弱，因此在該保護區內防治地下水污染，保護好生態環境至關重要。

2)對水源地污染嚴重且水庫擴容后淹沒或浸潤帶威脅的烏拉泊村未搬遷的三、四隊及1999年搬遷后遺留的一、二隊九戶人家，學校，奶牛場及水源地范圍內的磚廠必須搬遷，現有耕地必須退耕還林，實行草場封禁(現正在實施)。

3)對某空軍油庫，水庫污染的威脅遠大于其他污染源，水庫擴容后庫區將被淹沒，故建議由自治區人民政府出面，協調搬遷為好。如確實短期內搬遷有困難，需將油庫移至淹沒區以上的高地，并作好兩級保護措施，即雙保險:其一是全面更換老化的輸油管線，確保油料不泄漏;其二是在油庫內四周圍墻連接地面修建防滲層，一旦發生油料泄漏被防滲所阻，不致污染水庫水體和地下水。

4)烏魯木齊動物園繁育中心，雖距水庫稍遠，約3 km，但因位于一道溝源頭附近，生活污水垃圾及人畜糞便等對水源地泉水及水庫水體，勢必會造成污染，因此也應劃入搬遷之列。

5)倉龍，怡園林和德昌三家開發商，一道溝和二道溝之間，北界距水庫不足1 km。三家開發商非法大規模的開荒，種植農作物，必須終止并恢復被嚴重遭破壞的原始生植被。此處在水源一級保護區內，應由所轄政府在保護區外擇地置換。

6)對勞教農場的污染問題，2006年建成了第一個污水處理中心，大大地改善了此處環境。

7)2008年烏魯木齊市人民政府辦公廳下發了落實國家環境保護十一五規劃的意見的通知指出:加大飲用水源地保護工作力度。加強對飲用水水源地的保護，盡快搬遷和關閉水源地范圍內的單位、居民和農牧民，實施生態環境的修復與建設。加強水源地環境監管能力建設，建立和完善水源地污染源監控網絡和水質動態監測網絡，提高水源地環境監管水平。重點對烏拉泊水源地范圍內的空軍油庫、陸軍倉庫、三元公司、勞教農場、水利工程一處、養殖場和砂石料廠等單位進行搬遷［7］。

8)2009年開工的烏拉泊水源地保護項目是由市政府投資建設的，是一項保障城市飲用水源地安全、水資源安全而建設的具有較大社會效益與生態效益的利民工程，工程總投資5.76億元。時間為2009年～2012年，整個烏拉泊水源地保護項目工程共分三期實施，第一期(2009～2010年)完成烏拉泊村一、二、三、四隊村民、烏拉泊牧場牧民、水利廳工程一處整體搬遷，搬遷范圍實施圍欄工程，投資3.125 56億元;第二期(2011～2012年)完成烏拉泊牧場奶牛場搬遷，清理新化綠園分公司等單位的旅游項目，投資0.78億元，完成某空軍油庫、自治區勞教農場搬遷項目，投資按照設計方案確定;第三期(2011～2012年)完成烏拉泊水源地保護范圍內生態恢復工程及自動化、水質監測項目，投資1.862 44億元。水源質量得到恢復與提高，并促進水庫區景觀環境建設。建設工程項目位于一級保護區烏拉泊水庫水源地范圍，通過采取綜合措施進行保護與清理搬遷及生態恢復建設，至2010年實現五道溝入庫口水質達標到《地表水環境質量標準》Ⅱ類及以上標準水質;水土流失治理面積達74.527%以上，新增治理面積1 601.49 hm2，治理程度達到75%，新增水土保持林450 hm2，烏拉泊水庫五道溝水源地內水土流失得到基本治理;通過本次項目建設，充分發揮生態系統的自我恢復功能，保護好一級保護區天然植被和濕地，使項目陸地森林面積達到645 hm2，陸地植被綜合覆蓋率達到65%，使烏拉泊水庫生態環境得到明顯改善［8］。

9)2009年2月由市國土局宣布烏拉泊地區砂場在年底全部關閉，由國家投資進行環境治理，恢復原地形和生態環境［9］。

10)對水源地的水量經常進行環評，地下水的補給要大于開采量，要保證地下水的充足量，達到植被豐滿，環境優美，以水養水。

［1］～［2］新疆地質工程勘察院.烏拉泊水庫五道溝水源保護區劃定報告［R］.烏魯木齊市.新疆地質工程勘察院.2004.

［3］張潤杰.烏拉泊水庫的供水功能［J］.水資源保護.2007，23(增1):73.

［4］烏魯木齊河流域志編撰委員會.烏魯木齊河流域志［M］.烏魯木齊市.新疆人民出版社.2000:53－54.

［5］國家技術監督局.GB/T14848－93.地下水質量標準［S］.北京:中國標準出版社.1993.

［6］王小娜，王金生等.北京市泉水變化狀況及原因分析［J］.水文地質工程地質.2010(4):30－31.

［7］烏魯木齊市人民政府.烏魯木齊市人民政府辦公廳印發關于落實國家環境保護十一五規劃的意見的通知［EB/OL］.http://www.fsou.com/html/text/lar/170103/17010361.html，2008 －06－06/2011－11－13.

［8］王旭.烏拉泊水源地保護項目開工.三年后水質一流［N］.新疆都市報.2009－04－22.

［9］朱泓源.2009年底烏拉泊地區砂場全部關閉［EB/OL］http://www.iyaxin.com/content/2009 －02/03content_670167.htm，2009－02－03/2011－11－13.

TV211.1

B

1004－1184(2012)03－0136－04

2012－03－12

張潤杰(1961－)，男，新疆烏魯木齊人，高級工程師，主要從事水利自動化，大壩監測自動化，水資源管理及調度工作。