黃若行
(新疆博爾塔拉水文勘測局,新疆 博爾塔拉蒙古自治州 833400)
阿爾夏特烏蘇河發源于阿拉套山南坡,是博河北岸眾多支流中的一條支流。由于該河沒有水文站點和監測資料,使得該河水資源情況一片空白。為了科學規劃其水資源利用,需對其開發利用現狀和用水潛力進行分析。
阿爾夏特烏蘇河流域地處歐亞大陸腹地,東臨阿拉山口口岸和艾比湖濕地,西接阿拉套山別珍套山交匯而成的“V”形博爾塔拉河谷地,南與科克琴山相呼應,北與哈薩克斯坦邊境接壤[1]。河源高程約4000 m,河長35km,流域面積117km2;阿爾夏特烏蘇河北高南低,是以冰雪融水為主要補給的河流。南北流向,出山口后經過溫泉縣哈日布呼鎮注入博爾塔拉河。河流平均比降47.1‰,多年平均年降水深575.2mm,多年平均年徑流深479.3mm。
阿爾夏特烏蘇河為山溪性河流,地下水補給量很少,徑流來源主要為融冰雪補給和夏季降雨補給,河水終年清澈,流域內水土保持較好。博爾塔拉河流域處于歐亞大陸腹地,遠離海洋,屬于大陸性暖溫帶干旱氣候。多年平均降水量為231.9mm,連續最大四個月降水量發生在5 ~8 月[2]。
經對阿爾夏特烏蘇河來水情況現場調查和監測計算,阿爾夏特烏蘇河徑流特征與北疆多數混合型補給河流相似,主要受氣溫和降水的影響,有著年際變化平緩、年內分配集中的特點,多年平均徑流量3120×104m3,其地表徑流主要由高山冰川積雪融水、季節積雪融水、區間降水和地下水等補給。
阿爾夏特烏蘇河流域人口72440 人,自20 世紀60年代以來,圍繞灌溉、防洪,修建了一批引、輸、排水工程。目前流域現有Ⅳ等小(1)型阿爾夏提水庫一座,總庫容330.68 萬m3,永久性渠首1 座,引水總干渠2 條,下游阿爾夏提水庫防洪重點村隊是溫泉縣昆得侖牧場阿日夏特隊,常住戶278 戶,常住人口778 人。設計灌溉總面積2361.18hm2,這些工程對促進阿爾夏特烏蘇河灌區的國民經濟發展和穩定生態環境發揮了巨大的作用。但近年來,隨著上游水庫攔蓄及灌溉用水量的增加,阿爾夏特烏蘇河夏季地表徑流斷流現象也極為明顯,地下潛流也減少,河岸的天然河谷林枯死。
阿爾夏特烏蘇河水資源開發利用主要為阿爾夏提水庫和渠首引水。阿爾夏特烏蘇河龍口渠首位于阿爾夏特烏蘇河出山口上約600m 的河道上,2016年重建,是一座攔河式底欄柵式渠首,擔負著整個阿爾夏特烏蘇河左右岸灌區農牧業用水的供水任務。引水干渠9條,總長31.603km,設計流量4.7m3/s,位于河左岸,擔負著整個阿爾夏特烏蘇河灌區分水任務。
阿爾夏提水庫壩址位于哈日布呼鎮境內,壩址距哈日布呼鎮以北約15km,2019年竣工投運。壩址以上集水面積104.5km2,總庫容330.68萬m3,調節庫容240.18萬m3。防洪標準按50a一遇洪水設計,設計洪峰流量 128.26 m3/s;溢洪道型式為岸邊式側堰溢洪道,設計泄洪量 110.15m3/s,校核泄洪量214.7m3/s;導流涵洞型式為帶有壓短管無壓涵洞,正向進水,設計泄洪量 12.7 m3/s。
由于渠首在上游,水庫在下游,取用水影響主要分析阿爾夏提水庫的影響。
阿爾夏提水庫建成后,設計灌溉總面積2361.18hm2,興利庫容241.02×104m3,可以達到不完全年調節,即把豐水期水量調節到枯水期使用,使得阿爾夏特烏蘇河水資源在流域內時空分布上得到優化配置,水庫運行后,不但滿足了流域防洪要求,同時也可滿足設計水平年國民經濟各業不同保證率的用水要求,而且通過水庫調節后供水保證率得到進一步提高,可適當減少中、下游地下水的開采量。
通過對阿爾夏提水庫壩址以上河流徑流量分析,上游人類生產活動相對仍然較少,僅有少量游牧生產活動,從流域近遠期國民經濟發展規劃來看,水庫以上區域不會新建其他耗水產業,對上游區的徑流量大小和水質不會產生影響。因此,阿爾夏提水庫建設項目工程引用阿爾夏特烏蘇河的天然徑流是可靠的。
阿爾夏提水庫工程取水符合《博爾塔拉河、精河流域規劃修編報告》與配置要求,有利于促進區域水資源的優化配置和高效利用,同時也符合產業政策和有利于促進區域產業結構調整,符合水資源可持續利用的要求,取水量和水質在不同保證率下可以滿足用水需求,取水是可行的。
阿爾夏提水庫的建成,增加了對整個流域水量的調蓄能力,緩解制約區域經濟可持續發展的水資源供需矛盾,使阿爾夏特烏蘇河水資源的開發利用更趨優化與合理。
阿爾夏提水庫具有居民生活用水、牲畜飲水供水、農牧業灌溉和防洪等綜合利用效益,水庫本身不減少水資源量、也不改變水體水質、不降低水體使用功能。由于水庫的調蓄作用,汛期下泄水量減少7.2%~20.4%,枯水期水量增加25.9%~5 倍,水庫下泄總水量減少15.2%~17.5%,水量下泄過程更趨均勻,區間河段防洪標準由10a 一遇提高到20a 一遇,河流懸移質泥沙通過水庫攔蓄沉淀后,其他用水戶用水保證率和水質品質得到提高。由于阿爾夏提水庫至博爾塔拉河入河口區間河段現狀沒有林、草、魚業,也沒有重要的生態目標需要保護。因此,對區間沿岸陸域生態系統影響不大。
阿爾夏提水庫泄洪和下游供水產生的退水不存在污染問題,對水功能區沒有影響,水庫建成后的下泄低溫水在沿程河床中的流動過程可使得水溫逐漸恢復,對于農業灌溉影響輕微。
針對阿爾夏特烏蘇河的水資源利用現狀,水資源的保護措施可從工程與非工程兩方面入手:一方面對生活、生產中產生的污水必須按照《污水綜合排放標準》GB8978-1996 要求,經過污水處理達標排放、等保護措施,以消除污水排放對水功能區和其它用水戶用水的影響;另一方面,應加強流域水資源開發利用監管力度,建立健全取水許可制度、計劃用水管理制度和水資源水量與水質的實時監測制度,有效保護阿爾夏特烏蘇河有限的水資源,使流域內水資源的可持續開發利用更好地支撐區域社會經過的可持續發展。
阿爾夏提水庫在阿爾夏特烏蘇河上游出山口處河道內取水,取水水源為阿爾夏特烏蘇河河道地表水,取水方式為河道上攔河水庫內取水,其取水對國民經濟用水行業和地表水的利用都是有利的,規劃年灌區經濟社會總需水量經過分析和研究,各項指標合理可行,節水力度適中,符合規劃年灌區經濟承受能力和供需水狀況,其取用水量經過充分論述,是合理的。
阿爾夏提水庫工程退水系統由放水洞、溢洪道、泄洪洞等組成。水庫泄洪和為下游供水作為退水只是河水通過水庫對放水水量進行了調蓄,不會對河水水質造成污染。阿爾夏特烏蘇河生活、生產等產生的污水必須按照《污水綜合排放標準》GB8978-1996 要求,經過生活污水處理達標后排入河道,以消除生活污水排放對水功能區和其它用水戶的影響。阿爾夏提水庫工程項目施工期的生產和生活產生的廢污水經小型地埋式污水處理后排入河道。
阿爾夏特烏蘇河水量充沛,中游有適宜建設水電站的條件。但由于水利工程較少,使得水資源開發利用程度較低,水資源開發利用潛力較大。
根據《2020年博爾塔拉蒙古自治州水資源公報》,2020年艾比湖水系總供水量達16.863億m3,其中地表水源供水量8.486億m3,占總供水量的50.3%;地下水源供水量8.286億m3,占總供水量的49.1%;其它水源供水量0.094億m3,占總供水量的0.6%。水資源總量開發利用程度高達77.2%。2020年博州總共用水量如表 1 所示。

表1 2020 年艾比湖水系(博州)總供用水量 億m3
2020 年,全州總用水量為16.863 億m3,農業灌溉用水總量占總用水量比值達94%。萬元國內生產總值用水量447.1m3;萬元工業增加值用水量18.0 m3;耕地實際灌溉畝均用水量426m3;農業綜合畝均用水量407 m3。2020 年博州行政分區主要用水指標分析如表2 所示。
用現狀年的資料分析計算地表水資源開發利用率、平原區淺層地下水開采率和水資源利用消耗率,反映現狀條件下阿爾夏特烏蘇河的的水資源開發利用程度。地表水資源開發利用率=地表水源供水量/地表水資源量=1437.8/3140=45.8%。現階段地下水只有少許開發利用。
根據現狀水資源供需平衡分析,從以下幾個方面來評價水資源開發利用潛力的影響因素。徑流年際較大,最豐年與最枯年比值為1.46,而且呈連續豐水和連續枯水的特點,年內分配集中,6~8 月的徑流占全年的51.7%,3~5 月的徑流僅占10.7%,對春季農業用水極為不利。現狀地表水資源開發利用率已經達到45.8%,整體用水水平在全疆所處中等偏上。由于缺少山區控制性工程,對于防洪和灌溉不利。
阿爾夏特烏蘇河上游屬高山牧場,中游沖積洪積扇地勢北高南低,為河流水電規劃開發利用的重點河段,下游出口的平原區地形基本平坦,完全可以引水發展畜牧業和水力發電建設,以促進當地社會經濟發展。

表2 2020 年博州行政分區主要用水指標分析表 m3
通過分析探討可知,阿爾夏特烏蘇河多年平均徑流量3120×104m3,目前水資源開發利用主要為阿爾夏提水庫和渠首引水進行供水和農業灌溉,用水量僅占45.8%,取用水對其它用水戶和第三方沒有利益影響。用水潛力較大,由于缺少山區控制性工程,水資源開發利用還是單一,沒有充分利用,為阿爾夏特烏蘇河水資源開發利用提供了科學依據。