開都-孔雀河流域水生態安全與對策研究

肖 偉

(新疆塔里木河流域希尼爾水庫管理局，新疆 庫爾勒 841000)

1 流域概況

開都-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(簡稱巴州)境內，地處天山中部、大小尤爾都斯盆地至塔克拉瑪干沙漠東北沿，包括開都河流域、博斯騰湖、孔雀河流域和諸小河流區，流域總面積7.7萬km2，流域地處歐亞大陸深處，遠離海洋，屬于暖溫帶干旱氣候，具有典型大陸性氣候特點，年平均氣溫11.7 ℃,最高氣溫40.0 ℃，最熱月(7月份)平均氣溫26.0 ℃，最低氣溫-28.1 ℃，最冷月(1月份)平均氣溫-7.3 ℃；降水稀少且年、季變化大，年平均降水量55.6 mm，年蒸發量2726.0 mm，日照總時數2990 h,無霜期210 d,年均風速2.5 m/s,最大凍土深度120 cm。其中山區面積為3.4萬km2，平原區面積為4.3萬km2。流域內包括巴州5縣1市、州直5個國營農牧場和兵團第二師鐵門關市及11個團場，灌溉面積約39.2萬hm2。據2015年統計，流域總人口106.81萬人，國內生產總值854.91億元，人均GDP約8.00萬元，農牧民人均純收入1.51萬元。

2 流域存在的主要生態問題

2.1 農業灌溉面積增加顯著，水資源開發利用超出承載能力

通過對開都-孔雀河流域2000—2016年土地利用覆被變化的分析，過去16年大量的天然草地轉化為耕地，天然林、草地迅速減少或退化。2000年耕地面積2401.66 km2，2000-2016年增加了55.48%，增加耗水量12.4億m3，由此導致孔雀河阿恰樞紐以下在2012年以后無水下泄。如在2017年，開都河大山口來水42.2億m3，河損量13.25億m3，博斯騰湖湖損8.9億m3和蓄變量4.9億m3；按2016年耕地面積3734.06 km2計算需用水量34.6億m3，流域需水量已經遠超地表水的承載能力。

2.2 河道斷流，地下水超采，地下水位下降，生態用水無法保障

隨著耕地面積的擴大，水資源超承載力的開發，加之全球氣候變化下的水資源波動加劇，沿河地下水超采、襲奪地表水等綜合因素，使得流域下游孔雀河斷流程度加劇。1976年孔雀河阿克蘇甫水庫以下斷流，2006年孔雀河普惠水庫以下基本斷流，2013年孔雀河第三分水樞紐斷流。河道斷流使得孔雀河中、下游地下水失去補給，加上孔雀河流域庫爾勒市、尉犁縣約13 000眼機井為灌溉大量抽取地下水，造成地下水嚴重超采，據巴州2015年水資源公報數據：整個流域地下水開采量已超過13億m3，遠超“三條紅線”規定的地下水開采指標。截至2016年生態輸水前，孔雀河上游第三分水樞紐至普惠水庫河段地下水埋深在8.46～17.70 m，平均埋深為10.59 m；普惠水庫至經濟牧場平均水位為10.55 m；經濟牧場至尉犁縣河段地下水埋深在11.49～28.13 m，平均埋深17.28 m；尉犁縣至阿克蘇甫河段地下水埋深在11.68～17.87 m，平均埋深為14.07 m，遠超流域荒漠河岸天然植被可利用地下水的極限，生態需水無法保障。

2.3 孔雀河中、下游荒漠河岸林嚴重衰退，亟待搶救與保育

孔雀河兩岸孕育了大面積的以胡楊為主體的荒漠河岸林與塔里木河下游荒漠河岸植被共同構成了著名的“綠色走廊”。然而，由于大規模的土地開發，以及超出流域承載力的水資源開發，導致孔雀河中、下游河道長期斷流和干涸，地下水位迅速降低，荒漠河岸林生態系統受到強烈擾動并失衡，天然植被大面積死亡。加之沿河兩岸以農業灌溉為目的的地下水開采，進一步加劇了孔雀河的生態環境問題，危及依托自然生態發展的綠洲經濟。孔雀河下游自20世紀70年代開始斷流，下游天然植被開始衰退、死亡，進入21世紀，伴隨耕地面積的增大，生產與生態用水矛盾進一步加劇，孔雀河中游乃至上游第三分水樞紐以下相繼斷流，直接導致孔雀河中、下游大片胡楊林衰退、死亡，直接危及塔里木河流域下游的“綠色走廊”和區域生態安全。

2.4 地下水超采嚴重，沿河地下水位大幅下降危及荒漠河岸林生態系統

據統計，孔雀河流域2011年實際提取地下水11.05億m3，2013年達13.00億m3，超出紅線113.8%。2017年，庫爾勒地下水開采量4.79億m3，超出“三條紅線”指標1.66億m3，尉犁縣地下水開采0.74億m3，超出“三條紅線”指標0.44億m3。地下水的超采導致地下水位持續下降，依靠地下水維系的淺根系植被大面積死亡，河道自然損耗增加，地下水水質惡化，農業生產、經濟發展與生態保護的用水矛盾進一步加劇。

3 對策與建議

3.1 嚴格控制流域地下水開采量

通過預測分析，到2020 年，孔雀河流域農業和生活用水將降低，第二、三產業用水將增加，而農業用水在各部門用水中所占比例最大，農業用水減少表明流域綠洲總需水量將減少。預計2020年高效節水灌溉面積比重達到75%，但仍存在缺水問題，需挖掘博斯騰湖庫容 4.28億m3用于綠洲灌溉。此外，需嚴格控制地下水資源開發利用，通過分析預測，確定焉耆盆地不引起地表生態環境退化的地下水開采量不宜超過 6.25億m3，嚴禁在博湖周邊打井用于灌溉[1-2]。

3.2 實施水資源科學調度和調配，保障博斯騰湖在適宜生態水位

(1)科學調度和優化配置水資源，強化流域生態流量管理。在全球變化和人類活動影響不斷加劇的背景下，流域內生產與生態矛盾日趨突出，隨著城市化、工業化進程的加快，城市、工業用水的需求也日益增長。為此，需要盡快在流域內、區域間實施水量科學調度、水資源優化配置和區域間的相互調節，尤其要加強開都—孔雀河與塔里木河的水量調配，協調好流域生產與生態用水關系，以提升未來氣候變化下的應對和適應能力，確保流域生態安全和經濟社會可持續發展[3-4]。

(2)推廣節水技術，提高水資源利用率。大力發展節水型設施農業，嚴禁隨意開荒，休耕或退出部分土壤瘠薄、地力差的耕地，提高水資源利用效率，提升土地生產力；在實施生態退耕的過程中，可采取給予農戶退耕還林補助費、征收生態水量占用補償費和限制農戶用水等措施來實現。工業企業要推行清潔生產，采取循環用水、綜合利用及廢水處理等措施，降低用水單耗，提高水的重復利用率[5-6]。

(3)科學調度博斯騰湖水域面積，減少水面蒸發損耗量。博斯騰湖水面蒸發損耗最大的時段為每年4—9月，此期間的蒸發損耗量占年損耗總量的 65%以上。根據開都-孔雀河流域的來水和供需水分析，建議科學調度湖泊水域面積，夏季可充分利用開都河上游的察汗烏蘇、柳樹溝、大山口和小山口等電站蓄水于山區，將4—9月的博斯騰湖保持在1045.5～1046.0 m的較低水位，這樣由于水域面積的減少，可以有效減少湖區的蒸發損耗；10月—次年3月博斯騰湖開始蓄水，使之在冬季保持1046.5～1047.0 m的較高水位。冬季氣溫較低，湖區蒸發弱，可有效減少湖水的蒸發損耗。

3.3 工程與非工程措施相結合，治理孔雀河中、下游生態環境

近年來，隨著孔雀河流域社會經濟的快速發展和耕地的增長，用水量劇增，特別是用于農業灌溉的生產用水，使得孔雀河生產與生態用水矛盾加劇，中、下河道逐漸斷流和干涸，加之沿河地下水超采顯著降低地下水水位，造成中、下游生態環境惡化。塔里木河下游的荒漠河岸植被與孔雀河中、下游的沿岸荒漠河岸林共同組成“綠色走廊”，生態防護功能顯著，保護意義重大，應將塔里木河下游、孔雀河中-下游生態環境恢復與綜合治理工作，作為一項重點工作予以考慮，通過采取工程和非工程措施，搶救孔雀河中-下游的生態環境，恢復綠色走廊；并將孔雀河流域水土保持生態環境綜合治理，納入西部大開發和水土保持生態環境建設計劃，抓好博斯騰湖灌區的續建配套工程與節水改造，節約孔雀河上中游區域的農業用水，加大生態水的下泄量等。孔雀河中、下游的老河道雖然目前基本上完整，但是因多年河水斷流，兩岸耕地擠占河道等，過水能力有待改善；上游河道行洪能力有限，過水能力有待加強，應對孔雀河主河道進行綜合疏浚、整治，提升河道過水能力的同時利用原有分水支流與岔道，建設生態引水通道提水措施，并配以生態閘口和提水設備，為中、下游生態修復打下基礎。通過流域上中游退耕節水，充分利用洪水期下泄的洪水及生態輸水，配合跨流域調水，對孔雀河中、下游植被進行逐段恢復。

4 結 語

解決新疆開都-孔雀河流域水生態安全突出問題，必須緊密結合流域實際，不斷深化對中央“節水優節、空間均衡、系統治理、兩字發力”的新時期治水思路的理解領會，深刻認識水資源、水生態、水環境問題的根源在于水資源的過度開發利用，深刻認識集約、高效用水的重大意義和巨大潛力，深刻認識以水定需的科學內涵和實踐要求，促進流域水資源可持續利用。