提要: 地下水是一种宝贵的自然资源,是自然界水循环的重要组成部分,人类赖以生存和社会发展的重要物质基础,人类必须在合理开发的同时,确保地下水资源的采补平衡,使其得到永续利用。因此必须采取强有力的措施,遏制超采势头的发展,促进地下水资源的采补平衡和永续利用。文中根据且末绿洲实地考察、历年统计资料及水文概况分析的基础上,对研究区的水文地质条件、地下水的埋藏与分布规律、车尔臣河流域地下水的补给,径流,排泄及开采条件以及地下水开采利用现状进行了剖析。探讨了研究区合理开发利用和保护地下水资源的对策建议。
关键词: 车尔臣河流域; 地下水; 合理开发利用; 对策建议
中图分类号: P641 文献标识码: A文章编号: 1003 - 7578(2012) 03 - 068 - 09
车尔臣河灌区实施续建配套及节水改造,持续开发利用水不仅可以改善新疆且末县6 万余人的生存环境,而且可以改善车尔臣河下游直至台特玛湖的生态环境,并从一定程度上缓解对塔里木河下游的供水压力,保证国家" 西部大开发" 中保护生态和经济发展战略的顺利实施。近年来,由于车尔臣河中游引水过多,导致下游水量减少,一般年份已无水流入台特玛湖。
由于车尔臣河灌区所处的特殊地理位置和自然环境,使得该灌区与国内其他灌区相比有着与众不同的特点,地下水的持续开发利用对灌区的生存与发展有着特殊意义。1) 车尔臣河灌区以车尔臣河为单一水源,是且末县唯一的灌区,对且末县的农牧业生产和国民经济发展起着举足轻重的作用。2) 车尔臣河灌区目前面临沙漠化威胁,生态环境险恶,地下水的开发与灌区及且末县城的生存和发展息息相关[1]。
3) 地下水的开发不仅对灌区本身和周边而且对下游生态环境的改善具有重要意义。由于长期以来灌区水利建设投入不足,目前灌区存在着工程不配套,水利设施老化,渗漏损失严重等问题,加之灌溉方式粗放落后,管理水平低等,在车尔臣河中游大量引水,只灌不排或灌多排少的现象严重[2 - 3]。因此,对车尔臣河灌区进行以节水为中心的续建配套和技术改造,对于增加下游生态用水,扼制东西部沙漠合拢的趋势,保护塔里木河下游绿色走廊,有着特殊的必要性,也是当务之急。4) 且末县是一个以维吾尔族为主的少数民族地区,在全县总人口中,维吾尔族占77.5%。通过对地下水的合理开发措施,改善当地居民的生存环境和生活条件,提高灌区的经济效益,对于边远少数民族地区的稳定与发展具有重要意义。
1 研究区概况
1.1 研究区自然概况
且末县地处昆仑山北麓,塔里木盆地南缘。介于东经83°25' ~ 87°30',北纬35°40' ~ 40°10'之间,东与若羌县,西与和田地区的民丰县接壤,南屏昆仑山和阿尔金山与西藏相邻,北部深入塔克拉玛干大沙漠。全县南北长约460km,东西宽约320km,总面积为14.025 × 104km2,占全疆总面积的1 /12。其中山地约6.235 × 104km2,占总面积的44.42%,山外平原2.415 × 104km2,占总面积的17.21%,沙漠5.28 × 104km2,占总面积的38.36%。地形南高北低,南部属于青藏高原,海拔高度4000 ~ 7000m,中部为绿洲平原,海拔高度1100 ~ 1325m,且末县城就坐落在此地,海拔为1247km左右[4]。车尔臣河横穿全境,最终投入台特玛湖,且末县农牧业生产区均集中在车尔臣河中游两岸。沙漠公路由轮台县直通且末县,218 国道由库尔勒经若羌县经315 国道至且末县。且末县城距库尔勒市约795km,距新疆维吾尔自治区首府-乌鲁木齐市约1270km。
且末县地形地貌较复杂,总的地势是南高北低,自南向北山区,冲积平原和平原沙漠几个地貌单元组成。冲积平原地势南高北低,由西向东南倾斜,海拔高度为800 ~ 1300m,高差约500m。平原区地形基本平坦,局部地形起伏较大,并由固定和半固定的沙包和沙土丘分布在车尔臣河的中,下游。由于在强大的东北风影响下形成巨大的复合型沙丘带。冲积洪积倾斜平原的上部砾石带,在东北风和西风作用和地表影响下也发展了巨大的沙丘。且末县东部及西部的扇缘地带均程度不同的发育有沙丘地貌,呈现北沙漠包围状态[5]。
且末县地处中纬度地带的欧亚大陆腹地,远离海洋。且南有青藏高原及昆仑山横卧,暖湿空气不易流入,北有天山阻隔,水汽来源很少,仅有干冷空气从东北方袭来,并受浩瀚沙漠影响,从而形成暖流带极端大陆性干旱荒漠气候。
气候特征是: 光照充足,热量丰富,气温日较差大,冬冷夏热,降水极少,空气干燥,蒸发量大,多大风,风沙天气。
由于地形地势差异及其对气候的影响,且末县可分为南部山区,中游平原绿洲农区和北部沙漠区三个气候区:
(1) 南部阿尔金山及昆仑山气候区: 随着高度增高,降水增多,气温下降,海拔4800m以上山峰终年积雪,为高山严寒气候区,海拔3000 ~ 4000m 地区是高山寒冷干旱气候区,无春,夏,秋,冬之分,只有冷暖之分,牧草生长期约160 天左右,平均降水量150mm左右,山坡山谷带主要是牧场。
(2) 平原农业气候区: 地处车尔臣河洪积-冲积扇中下部绿洲,是且末县的农业区,属暖温带,极端大陆性干旱气候。四季分明,热量资源较丰富,光照充足,降水很少,空气干燥,蒸发量大,春夏季多大风,风沙天气。这里种植喜凉作物小麦和喜温作物早中熟玉米,棉花和水稻,也适宜瓜果园艺生产。
(3) 北部沙漠气候区: 地处且末县北部车尔臣河下游,是塔克拉玛干大沙漠的南缘。该区冬季寒冷,夏季炎热,气温日较差较大,降水量极少,空气干燥,蒸发量能力极大,多大风,风沙天气。
1.2 研究区水文概况
且末县境内主要河流有车尔臣河,塔什萨依河,喀啦米兰河,莫勒切河,米特河,江尕萨依河,博斯塘萨依河等七条较大的河流。还有季节性的洪沟,如尤努斯萨依,克其克江尕萨依,库拉木拉克,阿克牙,吾达其,于山干,阿羌,吾依拉克萨依,阿帕萨依等十几条较大的洪沟。总年径流量约15.15 × 108m3,其中车尔臣河水量最多,根据水文分析报告车尔臣河(巴什克其克电站断面) 年径流量为6.98 × 108m3,占全县总径流量的40%,是且末县目前农牧业生产利用的主要河流。且末县东部的塔什萨依河每年夏季洪水期水量较大,可流入若羌县与且末县交界处的绿洲平原地带,现已被开发利用[6]。
1.2.1 车尔臣河
车尔臣河发源于昆仑山北坡的木孜塔格峰,山区段长约353km,山区集水面积24692km2,雪线5000m以上终年积雪,形成了车尔臣河的天然固体水库。该河70% 左右的水量靠海拔5000m以上,现代冰川的冰雪融水直接补给。山区平均河底坡1.5%,蕴藏着丰富的水力资源。
车尔臣河全长约813km,根据巴音郭楞水文水资源勘测局所做的《新疆且末2002 车尔臣河水文分析计算》,且末水文站合成年径流量为5.139 × 108m3,山口以下约30km的巴什克其克电站年径流量为6.98× 108m3。径流主要靠山地降水和高山融雪的补给,由于高山冰川的调节作用,年径流量比较稳定,但季节变化很大,这是因为气温变化所致。水量随着气温的变化而变化,气温升高水量增加,气温降低水量减少。一般春夏季丰水期水量占全年径流量的74%左右,枯水期径流量的26%左右[7]。
车尔臣河洪水就成因和发生时间而言可分为春季末期或夏季初期的季节性积雪融水型洪水,夏季暴雨型洪水和降雨,融雪混合型洪水三种类型。融水型洪水多发生在3 月底~ 4 月初,是由中,低山区积雪随着气温的逐渐升高加速消融而形成的洪水。此类洪水在车尔臣河年年时有发生,但所形成洪水的洪峰流量相对较小,一般不易形成洪灾,暴雨型洪水多出现在5 ~ 8 月,是因为车尔臣河流域上游呈扇型形状,利于降水汇流,所以易在降水较为集中地区形成这类洪水。此类洪水峰高量大,易对人类构成危害: 融雪,降雨混合型洪水,此类洪水在车尔臣河上偶有发生,但机率极小,且主要发生在4 月底。
按照《水文报告》,根据车尔臣河且末水文站的统计资料和车尔臣河第一分水枢纽处短期观测资料,可以相关分析第一枢纽处的多年月平均输沙率和多年月平均含沙量。根据第一分水枢纽处河流泥沙资料可以看出,5 ~ 8 月输沙率占全年输沙量的87.0%,连续最大5 个月(4 ~ 8 月) 输沙量占全年输沙量的96.2%。5 ~ 8 月含沙量占全年含沙量的74.1%,连续最大5 个月(4 ~ 8) 月含沙量占全年含沙量的87.4%,说明此断面年内平均含沙量变化大[8]。
1.2.2 喀拉米兰河
喀拉米兰河发源于昆仑山系的俭峡山,海拔5435m,集水面积1100km2,河流全长120km,位于车尔臣河以西约70km,补给水源为融雪水和山泉水,河水出山后穿越70km戈壁,25km的沙丘和13km的沙丘荒漠灌木丛,交且末至民丰公路里程碑719km处,平时水流出山口30 ~ 40km 就渗漏完毕,只有洪水期才能流过公路以北的冲积平原地区,1981 年建一水文站观测点,在出山口前实测流量3.88m3 /s,年径流1.21× 106m3,河水较清澈,矿化度0.98g /l。
1.2.3 莫勒切河
莫勒切河在喀拉米兰河以西约60km,发源于昆仑山西的尤鲁达斯山,山出口后流向西北,集水面积1900km2,全长约61km,河水流经46km的戈壁,穿越沙包灌木林交且末至民丰公路750km里程碑处。平时水出山口后可流出30 ~ 40km 的戈壁滩就渗漏完毕,每年洪水期可流到公路休堂地区一带的冲积平原地区,据调查估算流量为2.83m3 /s,年径流量6.6 × 108m3。
1.2.4 江尕萨依河
江尕萨依河在车尔臣河以东约70km,发源于阿尔金山,海拔5533m,集水面积约406km2,根据调查估算年径流量0.3 × 108m3。水质可饮用和灌溉,现未开发利用。
1.2.5 塔什萨依河
塔什萨依河流域位于塔里木盆地南缘,阿尔金山山脉西端的北坡,是若羌县与且末县之间的一条界河。该河中下游的大部分冲洪积平原区在若羌县界内,流域总面积为4200km2。荛勒萨依,库兰勒格沟,尤努斯萨依3 条季节性小河的多年平均径流量分别为770 × 104m3 /a,520 × 104m3 /a,750 × 104m3 /a,总量为2040 × 104m3,3 条小河在洪水季节出山区后不远就均渗漏消失。
塔什萨依河是流向塔里木盆地的一条内陆河,发源于昆仑山支脉阿尔金山的肃拉穆塔格雪山,流域内最高峰海拔高程6100m,平均海拔高程3255m,由五条较大的冰川补给型支流汇集而成,雪线5000m以上积雪面积为58km2,平均积雪厚度10m,常年积雪量为5 × 108m3,是巴州南部以冰川,积雪河降水为主要补给来源的山溪性河流。河流出山口以上集水面积1446km2,河长78km,主河道河床平均坡降6.5%。河床在山口处强烈下切,发育了深切峡山,下切深度30m左右,山出口后流经12km后河床逐渐扩散,下切渐缓,水流散漫,支流众多,河床最宽处可达5km,渗漏极其严重,流至苏乌其以北就逐渐消失在沙漠中,只有汛期水流才能跨过新315 国道,到达亚喀托克拉克以北地区。
塔什萨依河是一条常年流水的河流,地表径流以冰川,积雪融水和夏季降水补给为主,年径流量比较稳定。塔什萨依河冬季水量小,夏季水量较大,1 ~ 12 月逐月水量年内分配不均匀,其中12 ~ 2 月水量占年水量的3.5%,3 ~ 5 月水量占年水量的15.0%,6 ~ 8 月占年水量的73.6%,9 ~ 11 月水量占年水量的9.0%。年内5 ~ 9 月水量占年水量的比重达88.7%。
塔什萨依河洪水可明显的分为三种不同的洪水特征。第一种为融雪型洪水,多出现在4 ~ 5 月。该类洪水特征为洪峰缓慢上升,峰值不大,一般在10 ~ 20m3 /s,整个洪峰历时在8 小时左右,通常表现为流量有周期性的日变化。第二种为雨加雪混合型洪水,多出现在5 ~ 6 月春,夏季节。该类洪水起涨较快,涨率大,历时较长,一般可达24 小时以上,并形成连续多日,每日一个洪峰的情况。第三种为暴雨型洪水,一般在6 ~ 8 月发生。该类洪水流量涨率大,洪水来势凶猛,水位陡涨陡落,峰高历时短,灾害性大。
2 研究区地下水利用概况
2.1 水文地质条件
且末县车尔臣河流域山区年降水量100 ~ 300mm,多集中在夏季6 ~ 8 月。较丰沛的降水形成山区十分发育的水文网。河流在径流过程中不断汇集山区的地表水与地下水,径流量越来越大,到山口处达到最大值为7.84 × 108m3,而后流向平原区。平原区年降水量极少,一般在18.6mm左右,对地下水的补给无实际意义,地下水的补给来源是各类地表水体的入渗,不同水文地质条件地下水补给有所差异,受前山地带河道补给作用,地下水富水区主要分布在山前冲积扇砾石带和冲积倾斜平原上,中部以及沿河的灌区内部。地下水总的径流方向与地表水延伸方向基本一致,由南向北流动,顶部径流循环交替比较强烈,水力坡度1.6 ~ 3.0‰左右。局部受地下水系和含水层岩性影响,地下水运移速度和交替循环时强时弱,局部受地表水系形成小片沼泽地或盐碱地,成为地下水垂直排泄的场所。
2.2 地下水的埋藏与分布规律
2.2.1 车尔臣河流域
全县灌区内松散沉积物厚度在南北方向上为350 ~ 150m,含水层主要为卵砾石地层,中间分布有厚度15 ~ 50m 的粉细沙地层,含水层厚度由南向北逐渐减少,中部的粉细沙地层逐渐增厚[9]。整个项目区属单一结构的空隙含水层系统。特别是贯穿于车尔臣河沿河两岸2 ~ 8km 的区域,潜水含水层受积洪,冲积作用沉积规律的控制,沿河流中心沉积颗粒由大到小,顺河道方向河道对含水层的富水性具有明显的控制作用,近河地区富水性较好,地下水埋深在1 ~ 3m; 远离河两岸较远的荒漠地带,地下水埋深大于3.0m; 在河道洼地等局部地带,潜水埋深小于1m[10]。
2.2.2 塔什萨依河流域
位于塔里木盆地的南缘,阿尔金山山脉西端北麓的塔什萨依河山前平原区。由于新构造差异性断块活动,使盆地基底断块相对陷落,而阿尔金山断块不断隆升,山区的风化剥蚀碎屑物质,主要经水流作用,源源不断地运往山前平原区及盆地,建造成厚度几百米的第四纪松散堆积层。
2.3 车尔臣河流域地下水的补给,径流,排泄条件
2.3.1 地下水的补给条件
地下水的补给主要来源于南部山前倾斜戈壁砾石带平原的河道渗漏和河床潜流,通过南部断面侧向流入本区外,其他由区内渠系引水入渗,农田田间灌溉入渗补给形成。
2.3.2 地下水的径流条件
受车尔臣河两岸沙丘地貌分布的控制,地下水总体流向与河流走向及地形坡向基本一致,仅在局部地带受地表水体和河道洼地,排碱渠排水的影响,径流方向稍有变化,水力坡度下游逐渐变小。
2.3.3 地下水的排泄条件
地下水的排泄有潜水蒸发蒸腾,河道,渠,沟排泄及侧向排出方式。潜水蒸发蒸腾排泄: 且末县气候干燥,干燥度为33°,蒸发强度大,年平均蒸发量2498mm,加之均衡区地下水埋深小,地下水无效蒸发强烈,作物对地下水的蒸腾作用也强烈,地下水的蒸发蒸腾成为主要的排泄方式[11]。
排水渠,沟排泄: 区内主要有巴格艾日克,英吾斯塘,阿克提坎墩,阔什萨特玛提让5 条主排干渠,另有其它配套排水渠多条,部分低洼渠段有汇集地下水起排水作用。
在河道等低洼地带,地下水溢出地表形成沼泽,湿地,通过水面蒸发排泄。、综上所述,地下水补给,径流,排泄的基本特征可归纳为以下几点:
(1) 区内地下水主要由上游山前倾斜戈壁砾石带平原河道入渗地表水转化侧向补给而成,其次是均衡区的农业灌溉入渗补给。地下水由此孕育了车尔臣河两岸的草场,胡杨林,湿地等广大绿洲。
(2) 在均衡区上部,车尔臣河与地下水的关系是以河水补给地下水为主; 均衡区灌区中下部,车尔臣河与地下水的关系是以地下水补给河水为主。
(3) 地下水的总体流向与河流走向一致,径流强度由上游至下游递减。
(4) 均衡区的地下水主要分布在沿车尔臣河两岸灌区内,近河地区地下水埋深较浅为1 ~ 3m,远离河岸的荒漠地区埋深较大,大于3m。
(5) 地下水的排泄以面状蒸发,蒸腾为主,其次是侧向补入河道及侧向流出。
区内地下水补,径,排条件符合冲积平原下游细土带的一般规律,即以垂向转化为主要补给,以垂直蒸发为排泄方式。
2.4 车尔臣河流域地下水开采条件
琼库勒乡,阿热勒乡一线以南,山前洪积,冲积倾斜平原区,含水层结构单一,透水性能,贮水条件均好,但地下水位埋深较大。
均衡区中下部沿车尔臣河两岸的地块,属冲积平原的近河地带,地下水埋深小,一般是1 ~ 3m 开采方便,含水层岩性以砂砾石,中细砂为主,还有部分卵砺石。含水层的透水性能良好,径流通畅,含水层的贮水性也良好,单位涌水量大3 ~ 5l /sm。同时本区是且末县灌溉农业的主体,渠系纵横,灌溉用水量大,地下水的补给充沛。因此,本区地下水的开采条件良好。
处于农区边缘地带远离车尔臣河两岸方向的地块,耕地比较零散,渠系较少,灌溉用水量少,地下水的补给相对较少,含水层的透水性能和贮水条件也比较差,单位涌水量多小于2l /sm,该区地下水的开采条件相对较差。
3 研究区地下水开采利用现状分析
且末县车尔臣河流域地下水开发利用历史较晚,为了解决本县的春旱缺水问题,农业灌溉机井自1990 年开始建设,对农业生产起到了一定的作用,但至今发展规模不大[12]。
在人,畜,工业用水方面,60 ~ 70 年代就有零星打井取地下水,但为数不多,多集中在城镇。到80 年代中后期,才逐渐大量建设人畜饮水机和手压机,使城镇和村民的生活用水基本上都使用了地下水。且末车尔臣河平原区地下水资源蕴藏量较为丰富,且水质尚好。但地下水开发利用程度很低,目前共有20 眼机井和手压机,年提水量约472.66 × 104m3,均用于人畜用水,工业用水,已打5 眼农用机井由于没有配套一直没有投入使用,农业灌溉用地下水几乎为零。因此地下水的利用率很低,且末地区应加快开发利用地下水来缓解地表水分配不均所造成的农牧业生产用水紧张的矛盾。
塔什萨依河为若羌县与且末县的界河,塔什萨依河流域灌区从1996 年建设至今,塔什萨依流域若羌片区地下水年开采量约569 × 104m3。塔什萨依河流域且末片区地下水开采均为人畜饮水手压井,目前还没有工业,塔什萨依河流域且末片区地下水年开采量约7.34 × 104m3。
农业灌溉用水主要为地表水源,地下水的开发力度较小,灌区地下水动态为渗入-蒸发型[13]。春季3 月后受灌溉作用,灌区地下水获得补给而抬高,秋季后水位下降,受河道及耕地范围,种植作物种类和潜水埋深的影响,不同地段的潜水动态变化有一定的差异,但具有相似动态变化特征,只是变化幅度不同,灌区地下水变幅为0.5 ~ 2m,多年地下水埋深变化不大,水位变化较为稳定。
根据1999 年4 月9 日由中华人民共和国水利部颁布执行的水资源评价导则(SL /T238 ~ 1999) 中总则的技术要求:
(1) 地表水与地下水统一评价。
(2) 水量与水质并重。
(3) 水资源可持续利用与社会经济发展和生态环境保护相协调。
(4) 全面评价与重点区域相结合。
在本次地下水资源开发利用规划中的开采分区时,充分考虑地下水开发利用导则的具体要求,特提出以下的分区。
3.1 控制开采区(1 区)
考虑到开采分区主要目的是为农业灌溉服务,地下水埋深较大,抽水成本相对较高,地下水埋深大于15m分布在灌区的上游,因此划定此区。该区的农业灌溉用水,主要依靠地表水资源,可称作地表水灌区。该区地下水留给当地人畜饮用及工业发展之用。
3.2 适宜开采区(2 区)
沿车尔臣河两岸1 - 2km 的绿洲灌区部分,也是灌区地下水补给的核心地带,地下水埋深1.0 ~ 10m,矿化度较低,多低于2g /l。该区也是农业的重点发展区。
3.3 调蓄开采区(3 区)
该区位于绿洲边际,其外围即为野生生态区,该区地下水埋深约1 ~ 3m,该区的地下水及地表水的余水主要补给外围的禁止开采区,故该区的地下水位不允许有较大的降低,以免影响其外围的野生生态耗水。该区开发利用地下水,只允许在年内的枯水季节开采,并在年内丰水期用增加灌溉定额或其它方式加以回补,使该区的地下水埋深控制在2.5 ~ 3m 的范围内。本质上是该区的地下水含水层看成一个年内可调蓄的地下水库,需水时开采,年内丰水期补给,故定名为地下水的调蓄开采区。该区往往有一定数量的盐渍化土地,缺水主要在春季,而在春季地下水被降低后,对盐渍化的土地达到一定的改良作用,从水资源的调配角度来看,该区应属地表水为主,地下水为辅的灌区。在调配地表水资源时,应对该区有一定的照顾。
3.4 禁止开采区(4 区)
该区位于适宜开采区的外侧,在该区的地表主要覆盖物为野生的芦苇,耐旱野生植物,胡杨等,野生动物主要依靠灌区的一些排水,洪期引入灌区的余水及地下水而生存。为了保护绿洲环境,该区的地下水是绝对不允许开采的,故定名为禁止开采区,或称之为野生生态保护区。该区是绿洲最外围的一道防线,是绿洲的保护带,不仅不能开采地下水,而且在年内的丰水期,应有计划的调配一定的地表水资源,种植防护林及防风固沙草地。由于主风向的原因,且末县东部的沙漠对绿洲的威胁较大,应保护和恢复天然植被不被破坏,在禁采区除了禁止开采地下水外,还应更多的安排一定的地表水资源,支持这里的防风,固沙林草建设,以保证绿洲的长治久安,保证绿洲的可持续存在和发展。
水均衡分析的原理: 现状年(2005) 的水均衡分析,是从多年平均的角度去分析和认识的。且末县平原区属极度干旱地区,年降水量仅有21.8mm,且一年内又分为多次降水,每次降水后不久又蒸发回到大气中。故此,在进行水均衡分析时,可将其忽略掉,对地下水而言,且末县近几年才开采地下水,且开采地下水的量尚不大,总体尚仍为水文-灌溉-蒸发型,则且末县车尔臣河流域项目均衡区的水均衡方程为:
Q进- Q出= Q蒸
Q地收- Q地支= 0
式中: Q进为从地表水进入本区的地表水量和从地下水侧向渗入的地下水量; Q出为从地表面流出本区的地表水量和地下侧向渗出的地下水量; Q蒸为在本区内消耗于大气中的蒸发蒸腾水量; Q地收为本区地下水的收入项综合; Q地支为本区地下水的支出项总和。
地表径流量: 据水文资料,车尔臣河出山口平均径流量为7.84 × 108m3。在出山口以下33.1km处车尔臣河巴什克其克电站多年平均径流量(1956 ~ 2002) 为6.98 × 108m3,而在出山口下82km车尔臣河且末断面(水文站1956 ~ 2002 年) 多年平均年径流量则减少到5.139 × 108m3,表现出新疆河流的典型特点。即出山口以上为径流形成区,山口以下为径流散失区,河水经山前砺石带大量渗入地下转化为地下水,以且末水文站为均衡断面,河道损失量为7.84 - 5.139 = 2.701 × 108m3,由此计算出车尔臣河上游河道每km的平均输水损失率为4.2‰。在车尔臣河流域还有其它季节性洪沟河流,主要有库拉木拉河,于山干河和阿克亚河,三河多年进入均衡区内的平均径流量为950 × 104m3,在夏季水量较大时常冲毁公路,有时可直接流入革命大渠内,对大渠造成威胁。
进入本区的地表水径流量为5.139 + 0.095 = 5.234 × 108m3。
3.4.1 均衡区排水渠排水及渠道退水
经且末县水利局落实,现状年且末县均衡区各乡排水渠年总排水量为14500 × 104m3。主要分布在均衡区中下游,没有利用,由于均衡区农田多分布在车尔臣河的近两岸,排渠水量大部排向相对较低的车尔臣河河道,据统计有75%的水量即10875 × 104m3 水汇入车尔臣河河道。其他水量在汇流过程中被蒸发蒸腾消耗,实际被天然草地利用,其量为41500 × 0.25 = 3625 × 104m3。
渠道年退水量3500 × 104m3,全部排向车尔臣河。
3.4.2 均衡区开采利用地下水
均衡区人畜及城镇用水,主要用井水,根据调查估算开采地下水水量如下:
(1) 人口用水: 每人每天按80 升耗水计算,均衡区现状年总人口为57025 人,年用水量为: 57025 × 0.08 × 365 = 166.51 × 104m3。
(2) 牲畜用水: 且末县现状年(2005) 牲畜存栏头数为34.07 × 104 头,用水定额为10 升/头·日。牲畜年耗水量为: 34.07 × 0.01 × 365 = 124.36 × 104m3。
(3) 工业城镇用水: 根据且末县计委提供资料,每万元产值耗水约200m3,现状年工业总产值为6059万元,估算的年耗水量为: 6059 × 300 = 181.79 × 104m3 ; 人畜,城镇工业用水总计约为166.47 + 124.36 +181.79 = 472.66 × 104m3 ; 以上人畜,城镇工业用水各按30%计算蒸发,渗漏补给量,即为142.55 × 104m3。农业地下水开采量: 根据本次调查,各乡镇农用机几乎没有使用,总计开采量为零。所以均衡区现状年开采地下水总量为472.66 × 104m3。
4 研究区合理开发利用和保护地下水资源的对策及建议
根据自治区南疆地区地下水开发利用工作会议精神,和巴州且末县制定的将来国民经济和社会发展规划的需水要求及实际情况,遵循地下水采补平衡,持续良性开发的原则,对且末县地下水资源进行科学合理的开发利用规划,合理开发地下水补充灌溉或发展高新节水灌溉,缓解且末县农业灌溉季节性缺水矛盾,提高灌溉保证率及农作物单产; 并通过开采地下水发展高新节水灌溉,置换出地表水增加粮食作物的种植面积或复播面积,增加粮食产量,保证全县的粮食安全[14]。为了解决地下水开采前后动态变化及其应采取的措施,并使规划落到实处,今后应做好以下几项工作:
4.1 防止地下水过量开采
控制地下水的开采量,以此来控制地下水位的持续下降和漏斗的不断扩展。预防因地下水位下降引发的地面沉降、地裂缝等地质灾害的产生; 减少水源井的开采量,扩大水源的开采,以保障城区的供水量;合理调配地下水和地表水的用量。
4.2 防治地下水污染
禁止使用渗坑、渗井排放生活污水和工业废水; 禁止随意排放生活垃圾及工业废物,对现已存在的垃圾堆进行彻底清除。尽快建立垃圾处理厂,实现对垃圾的集中、无害化处理; 禁止在无防渗层条件下掩埋有害固体废物; 对旱厕进行改造,均应设防渗层。禁止在水源地防护带内建有污染的工厂,对现已存在于水源地附近的工厂排污应严加监督管理; 严格控制农田施用化肥和农药量; 组织有关部门专业人员,对化工厂一带地下水污染原因进行综合调查,提出治理方案; 合理规划布局,彻底改变目前供水水源地与居民区、工厂相混杂的状态。
4.3 加强地下水动态监测工作,做好地下水位,水质的监测
要进一步完善节水管理的法规体系,加大执法力度,加强执法监督,真正做到依法管水。并根据当前实际,对其进一步修订、完善和配套,同时要加强执法和执法监督工作,保证各项法律法规的有效实施。
4.4 实施地表水与地下水的优化调度,统一计价收取水费
可以提高水资源利用效率进一步理顺和逐步提高城市供水价格,并积极推广阶梯式水价计费方式要充分利用价格这个经济杠杆,推动水资源保护和节约用水工作。特别是当前供水价格偏低的情况下,适时、合理地调整水价是促进节约用水最有效的手段。在调整和改革水价的过程中,要尽快根据实际情况,组织制订供水价格管理办法的实施细则,建立符合社会主义市场经济要求的水价形成机制,科学地规范水价的管理。
4.5 加强管理人民的上岗培训,搞好机电设备的运行,管理,维护,降低能耗,提高水泵装置效率,降低运行成本
在贯彻实施国家现有法律法规的基础上,进一步加强水资源管理,应尽快建立和完善水务部门的工作,把水资源管理与地下水开发利用与保护及城市供水、排水,节约用水等统一起来,将水的管理权统一在一个机构或一个部门,实行从水源、供水、排水及污水处理节水等水务一体化管理[15]。对于水资源的统一管理,首先要统一法律法规和方针政策,统一标准规范,部门应当在严格执行现有法律、法规和方针政策的前提下,在统一领导下,根据规定的职责分工和管理权限,各负其责,积极配合,相互协调。水资源统一管理的重点是统一规划和统一调度。对于规划区内地下水的开发利用与保护及供排水和节约用水工作,是在流域水资源规划指导下的具体开发利用、保护活动,这些方面既有资源管理的内容,又与资源管理有所不同,因为它是整体不可分割的一部分,必须将其作为规划建设的组成部分来进行管理。
4.6 加强用水管理,财务管理,降低单方水的成本
尽快研究污水回用问题,应当在规划建设污水处理设施的同时,将污水回用设施建设一并考虑。要统筹规划,因地制宜,采取集中与分散相结合的方式,经济合理地确定污水回用设施的建设规模和处理工艺。要用战略的眼光全面规划和统筹解决水资源不足的问题。对于一些工业用水和环境卫生及生态景观等用水,可以利用经处理后的污水。应当在水资源统筹规划的基础上,对远距离调水和污水处理回用进行全面的经济技术比较,更经济合理地利用现有水资源。
4.7 进一步加大保护水资源和节水宣传的力度
要更加广泛地向全社会宣传水资源紧缺形势,保护水资源的重要性和节约用水的重要意义和紧迫性,进一步提高全民的节水意识、忧患意识。特别是随着旅游业的迅速发展,如何保护水资源的不受污染,就成了关键性的问题[16]。因此应制定和采取一系列法规和措施,积极宣传水资源保护知识,使河流、公园等水景观不受污染,创造良好的自然环境,真正做到人与自然的和谐发展。节约用水不仅是有关部门的责任,也是全社会的义务,要动员各方面的力量,广泛做好宣传工作。
且末县地下水开发建设工程的实施所带来的综合效益较好,工程投资适度,建议上级部门审查批准,早日上马,早日受益。项目法人和有关部门尽快开展该工程技术施工阶段的准备工作,以便尽快施工建设,投入运行,尽早收益。
参考文献
[1]关东海,张卫国.新疆车尔臣河水文特征[J].西北水力发电,2004, 20(4) : 39 - 41.
[2]阿布都热合曼·哈力克,瓦哈甫·哈力克,卞正富.且末绿洲水资源与经济社会耦合系统可持续发展的量化分析[J].干旱区资源与环境,2010,24(4) : 26 - 31.
[3]阿布都拉·麦合木提,阿地力·肉孜,阿不都克依木·阿布力孜,等.GIS 支撑下的且末县水资源及其利用的空间分异研究[J].现代农业科技,2008(15) : 318 - 321.
[4]王让会.且末绿洲的现状与发展[J].新疆环境保护, 1996,18(4) : 19 - 23.
[5]王让会.且末绿洲的自然灾害及减灾对策[J].干早区研究,1997,14(4) : 69 - 72.
[6]阿布都热合曼·哈力克,瓦哈甫·哈力克,卞正富.且末绿洲生态安全及其生态补偿长效机制研究[J].新疆农业科学,2009,46(4) :900 - 906.
[7]唐新军,马英杰.车尔臣河灌区节水改造对周边及下游生态环境的影响[J].节水灌溉,2002(1) : 18 - 19.
[8]杜晓梅,瓦哈甫·哈力克,于茜,等.且末绿洲系统稳定性影响因子初探[J].农业系统科学与综合研究[J],2007,23(4) : 452 - 458.
[9]王让会,孙洪波,赵振勇.新疆且末绿洲土地利用变化机制与驱动力分析[J].干旱区地理,2005,28(6) : 849 - 855.
[10]姜琦刚,高村弘毅,后藤真太郎.中国新疆且末绿洲土地利用变化及驱动力分析[J].吉林大学学报,2003, 33(1) : 83 - 86.
[11]魏光辉,王勇,曹伟.车尔臣河流域水面蒸发折算系数分析[J].沙漠与绿洲气象,2008,2(1) : 35 - 37.
[12]瓦哈甫·哈力克,穆艾塔尔·赛地,杨玲.绿洲规模与绿洲经济发展关系定量研究[J].农业系统科学与综合研究,2008,24(2) : 243 -248.
[13]瓦哈甫·哈力克,塔西甫拉提·特依拜海,米提·依米提,何伦志.克里雅河流域水资源利用及其生态环境响应研究[J].农业科学与综合研究,2006,22(4) : 283 - 287.
[14]新疆巴州水利水电勘测设计院,新疆农业大学水利水电设计研究院.新疆且末县车尔臣河灌区续建配套与节水改造总体规划[R].2000.
[15]李文贺.水资源利用与保护[M].北京: 中国建筑工业出版社,2004.
[16]周维博,施垌林,杨路华.地下水利用[M].北京: 中国水利水电出版社, 2006.
作者简介: 阿布都热合曼·哈力克(1967 - ) ,男,维吾尔族,新疆乌鲁木齐人,副教授,研究方向为干旱区资源环境与区域可持续发展及科研工作。