周志新 趙陽 劉起霞
1 中儲糧油脂(新鄭)有限公司(451100)2 河南工業大學土木建筑學院(450001)
塔里木河防洪工程與可持續發展
周志新1趙陽2劉起霞2
1 中儲糧油脂(新鄭)有限公司(451100)2 河南工業大學土木建筑學院(450001)
以塔里木河干流河道治理為主線,重點分析塔里木河近50年水資源開發利用及引起的環境問題,旨在揭示里塔木河水資源開發與生態演變的關系,并就流域防洪、水資源管理、水環境保護、受損生態系統的重建等四個方面的問題進行了研究,提出水資源合理利用與可持續發展的對策。
塔里木河;防洪工程;可持續發展
塔里木河地處我國西北干旱區,長約1 321 km,水量46×108m3,是我國最長的內陸河。近50年來,塔里木河在人類活動的作用下,流域水環境與自然生態發生了顯著變化,流域土壤次生鹽漬化加重,干流區水質鹽化,塔里木河下游以胡楊林為主體的天然植被全面衰敗,夾持在塔克拉瑪干沙漠和庫魯克沙漠間的“綠色走廊”瀕臨消失。
針對上述問題,這里結合兩年來野外實際調查和收集到的資料,以塔里木河干流防洪為主線,重點分析塔里木河防洪工程與可持續發展的關系,提出可持續發展的對策。
1.1 洪水的突發性
塔里木河突發性洪水是針對上游河流突發洪水而言的。突發性洪水一般具有發生快、來勢猛、水量大、難以預報等特點,因此往往造成較大的危害。從上源河流突發洪水類型看,大致包括暴雨洪水和冰川湖崩決洪水。
1.2 水量的不均勻性
塔里木河干流上、中游區耗水量增加是受人類活動和河道自然條件雙重影響所致。塔里木河干流上、中游地區私扒亂引、擅自開荒用水現象十分嚴重,引水口多達138處,其中90%的引水口沒有永久控制工程,水量出現嚴重的不均勻性。
1.3 水質的日趨惡化
塔里木河在1958年還是一條淡水河,河水的礦化度從未超過1.0 g/L。目前,塔里木河干流年均礦化度達1.85 g/L。塔里木河干流目前年平均接納灌區排污水約6.3×108m3,接納溶解性總固體的總量約為835.30×104 t,主要污染物質是氯離子、硫酸根、總硬度,其中氯化物污染最為嚴重。
2.1 地形地貌
塔里木河流域北倚天山,西臨帕米爾高原,南傍昆侖山和阿爾金山,山系平均海拔在4 500m左右,構成中間低平的塔里木盆地。山區河流搬運大量泥沙,堆積在盆地邊緣,形成廣闊的沖、洪積平原及三角洲平原。塔里木河干流地貌主要由河流、沼澤、湖泊、牛軛湖、沙壩、河間洼地、古河道的風蝕、半固定半流動沙丘等地貌景觀組成。
2.2 地質構造
塔里木地臺具有統一的前震旦系結晶變質巖基底,是古亞洲大陸的一個陸核,上元古界固結成為塔里木地塊,構造運動以升降為主,中、新生代以下降為主,接納了巨厚的陸相碎屑巖,屬構造穩定地區。
2.3 地層巖性
勘察資料表明,塔里木河干流地層在200m深度內由第四系上更新統(Q3)和全新統(Q4)組成,主要為粉細砂和砂壤土,局部夾壤土層,按其物理力學性質可分為三層:0~5.0m為粉細砂、砂壤土、壤土互層,承載力特征值為80~100 kPa;5.0~11.0m為粉砂、細砂和砂壤土,承載力特征值為180 kPa;11~30m為粉砂和細砂層,承載力特征值為200 kPa以上。
2.4 水文地質條件
獨立封閉的塔里木盆地為內陸盆地,地下水從西向東,從南、北兩側向塔里木河干流匯集。盆地內深厚的松散層,形成連通的孔隙潛水含水層。松散層主要為粉砂、細砂和砂壤土,具有中等富水性和透水性,滲透系數在10~3 cm/s。
2.5 不良物理地質現象
塔里木河干流,河床受中北阿陷構造沉降的控制,淤積嚴重,洪水漫溢,河床多次遷徒,古河道在南北方向上展布,上游區展寬在40~120 km,中游區展寬在80~130 km,與中北坳陷的展布范圍基本一致。
確立塔里木河生態河的地位和基本觀念,堅持生態與經濟、上游與下游協同發展的原則,以“整體、協調、循環、再生”為生態和經濟建設的出發點,實現流域水資源的統一管理,運用市場的和行政的手段,建立合理的分水方案和水市場調節機制,控制源流引水,減少干流上、中游低效耗水,確保下游基本用水,實現流域水過程的完整性和水資源的可持續利用,為流域生態與社會經濟的可持續發展提供水資源的安全保障。塔里木河的水資源管理的問題,確切地說,是洪水與干旱的管理。目前,切實可行的措施如下:
3.1 流域防洪措施
修建堤防工程與生態堰,即指在保障上中游生產和適度規模生態用水的前提下,對河汊發育河段修筑堤防保護工程,防止洪水無序漫溢,減少水資源無效損耗。對塔里木河干流上中游段的138個引水口進行有計劃封堵,廢除所有私自亂扒、亂引的臨時性引水口,修建永久性引水控制閘,減少水資源的浪費。目前,從干流上游的阿拉爾到下游的阿西木耶,共布置生態閘(堰)50座,其中,新改建閘(堰)36座(新建生態閘18座,改建7座,新建生態堰11座),已建生態閘14座。
河段護岸建設工程指對干流上中游部分淤積嚴重、行洪能力不足的河段,實施河道疏浚,提高河道輸水能力;對侵蝕沖刷嚴重河段,實施護岸工程,減緩河岸沖刷;對河曲較大的游蕩河段,修建束洪防護堤,控制和歸順河勢。
3.2 流域水資源管理措施
塔里木河流域跨5個地(州)和新疆兵團4個師,存在利益主體多元化問題。在資源利用過程中市場調節機制尚未建立起來,政府調節仍是流域水格局長期存在的主導機制。為此,需進一步建立完善水資源管理和調節機制,建立合理的分水方案、調水機制和水市場調節機制,力爭在產水、調水和用水的各個環節上,提高應用技術和管理技術的科技含量,促進流域水資源保護和可持續利用。
3.3 水環境保護措施
從塔里木河源流和干流的可持續發展高度出發,科學地規劃排水系統,建立和完善塔里木河源流區及干流上游灌區農田排水體系,嚴格控制灌區排水指標,杜絕超標水質對塔里木河水資源的污染,嚴格控制和減少源流區及干流上中游高礦化度水的排入,建立全流域的農田排水管理系統和水質安全保障體系。
3.4 受損生態系統的重建措施
針對塔里木河下游“綠色走廊”嚴重萎縮、生態環境日益退化,從2000年開始我國實施了向塔里木河下游應急輸水工程,即從博斯騰湖調水到大西海子水庫,集中向下游斷流30年的河道輸水,以拯救日趨萎縮的塔里木河下游“綠色走廊”,恢復與重建生態系統。加快的防沙建設,生物防沙與局部風沙危害嚴重段的機械防沙相結合。河道附近的路段可通過輸水恢復植被,發揮天然植被的保路防沙作用,遠離河道的路段以機械固沙為主,確保塔里木河下游“綠色走廊”的暢通。
塔里木河干流治理工程建設的效益主要體現在生態效益和社會效益兩大方面,其直接經濟效益也非常顯著。建成后的塔里木河干流治理工程,將極大地改變塔里木河干流尤其是下游的生態環境,優化人工和自然綠洲的生態結構,改善沿岸群眾的生產生活條件,是塔里木河兩岸經濟和環境協調發展、改變邊疆地區貧困面貌、社會穩定、造福子孫后代的工程。
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國家自然科學基金項目“西北主要城鎮區域與PREE的動態模擬、空間整合研究”(51178163)