塔里木河流域枯水年水量分配效益分析

劉新華

(新疆維吾爾自治區水土保持生態環境監測總站，新疆 烏魯木齊 830011)

塔里木河(以下簡稱塔河)是我國第一大內陸河[1]，流域是我國天然胡楊林分布最集中的區域，也是維系塔里木盆地極端干旱區生態系統平衡的沙漠“綠色走廊”。自20世紀50年代以來，人類大規模的水土資源開發導致流域內生產用水和生態用水之間矛盾突出[2]。為了科學、合理地分配塔河流域水資源，國務院于2001年批準了塔里木河流域近期綜合治理規劃[3]，新疆維吾爾自治區人民政府于2003年批準實施了《塔河流域工程與非工程五年實施方案》和《塔里木河流域“四源一干”地表水水量分配方案》，2011年塔河流域四源流收歸塔管局統一管理[4]。一系列行之有效措施的實施，為有效解決生產與生態、地方與兵團、上游與下游、源流與干流的水資源綜合管理與統一調度問題，推動塔河流域水資源合理配置、高效利用發揮了積極的作用[5]，體現了自治區人民政府“環保優先，生態立區”的發展理念，對實現南疆地區整體生態安全及經濟社會繁榮穩定具有重要意義。

當前流域因枯水年水資源短缺而引發的流域涉水沖突日益突出和頻發，當源流出現50年乃至100年一遇的枯水年份時，是保障源流用水還是保障干流用水的問題急需明確。本文通過分析塔河枯水年情景下一定水量在源流及干流上中游產生的經濟效益和生態效益，對流域枯水年水量分配提供一定參考。

1 流域水資源概況

塔里木河流域是環塔里木盆地九大水系144條河流的總稱，流域總面積102萬km2[6]。由于人類活動與氣候變化等影響，20世紀克里雅河、迪那河、喀什噶爾河、渭干河逐漸脫離干流[7]。目前，除尾閭臺特瑪湖南端直接匯入的車爾臣河，與塔河干流有地表水水力聯系的有和田河、葉爾羌河和阿克蘇河，開都-孔雀河通過揚水站從博斯騰湖抽水，經庫塔干渠向塔河下游灌區輸水，形成“四源一干”的水系格局。處于源流的阿克蘇河、葉爾羌河、和田河一般稱為“三源流”，三源流50%來水保證率下的年徑流量為196億m3。從流域目前的水量分配方案來看，塔里木河干流水量主要依靠上游阿克蘇河、和田河、葉爾羌河三大源流補給，補給量分別占塔里木河年徑流量的73%、23%和4%[8]。三源流匯合口肖夾克至尾閭臺特瑪湖為塔河干流，其中英巴扎斷面以上屬于干流上游，英巴扎-恰拉段為中游，恰拉斷面以下為下游。近期綜合治理確定干流上游阿拉爾斷面多年平均下泄水量目標為46.5億m3。

2 枯水年及特枯水年的劃分

在GB/T 50095—2014《水文基本術語和符號標準》中，根據河流水系多年來水量的皮爾遜III型頻率分布曲線，當來水頻率介于62.5%～87.5%時，定義河流水系處于偏枯水年；當來水頻率大于87.5%，則河流進入特枯水年。

《塔里木河流域綜合治理工程與非工程五年實施方案》(以下簡稱《五年實施方案》)和《塔河流域“四源一干”地表水水量分配方案》(新政函〔2003〕203號)中對塔河“四源一干”枯水年75%和90%來水保證率下地方和兵團耗用水量進行了分配。具體到塔河干流，當阿拉爾來水大于等于75%年份來水量(37.94億m3)時，保證國民經濟用水；來水量低于75%保證率水量時，農業灌溉遭到破壞，國民經濟用水均按多年平均的90%供給。但以上未明確特枯水年的水量分配方案。

3 對流域枯水年水量分配的認識

3.1 枯水年水資源供需矛盾極為尖銳

在塔河流域，平水年和豐水年的水資源可以滿足流域的用水需求，且“四源一干”水量分配方案中提出了“豐增枯減”的原則，便于操作，水資源供需矛盾并不突出。值得警惕的是特枯水年，如2009年塔河遭遇了60年一遇的特枯年，進入干流的水量大幅減少，上游阿拉爾水文斷面來水量僅14億m3，斷流河段長達1100km，大范圍水荒不僅損害了流域經濟的健康發展，更易引發嚴重的生態災難和社會危機。因此，一旦遭遇枯水年，水資源供需矛盾將會激化；特別在特枯來水年份，當源流來水量僅能或已不能滿足三源流自身用水要求時，“豐增枯減”的配水原則并不十分適用，亟需提出合理的水量分配原則和方案。2014年，阿克蘇河為百年一遇的特枯來水年，作為補給塔河干流來水70%左右的主要源流，源流和干流用水矛盾十分突出[9]。

3.2 枯水年水量分配效益對比

對于塔河流域整體而言，受水資源社會經濟發展水平、天然林草分布、人口分布等因素的影響，一定水量在三源流和干流區所產生的經濟效益、生態效益不同。另外，三源流水量下泄到干流區，存在著河道蒸發、滲漏和漫溢等自然損耗，干流區可用于生產生活的水量必然減少。通過對比分析一定水量在三源流和干流區所產生的經濟社會效益及生態效益，可以為制定枯水年的水量分配原則提供科學依據。

在塔河三源流，以枯水年75%和90%頻率下的水量為例，假定將兩來水頻率下的差異水量設定為三源流可下泄水量，來對比分析一定水量三源流和干流產生的綜合效益，以確定枯水年的源流和干流的水量分配。根據表1，假設在枯水年，塔河源流可供給干流17.42億m3水量，根據《五年實施方案》確定的三源流畝均毛灌溉定額730m3計算，如該水量全部用于源流，可保障農業灌溉面積238.7萬畝。以流域區主要種植作物棉花為例，按畝均產生經濟效益2400元計算，可產生經濟效益57.3億元，1m3水的經濟產出為3元。

表1 不同來水頻率下三源流來水量及差異水量 單位：億m3

在塔河流域，三源流水量下泄至干流的過程中，存在著大量的河道天然損耗，而這部分損耗主要以補給地下水的形式供給河道兩岸的天然植被用水，是流域生態用水的重要組成部分，可產生一定的生態效益。根據塔里木河流域管理局2014年編制的《塔里木河流域“四源一干”河損分析報告》(以下簡稱《河損分析報告》)，阿克蘇河、葉爾羌河及和田河在枯水年的多年平均河損量分別約占總來水量的14%，32%和33%。三源流17.42億m3水量下泄到干流源頭之間的河損量為4.59億m3。因此，下泄干流阿拉爾斷面的可用于灌溉的水量為12.83億m3，根據《五年實施方案》確定干流區畝均毛灌溉定額1087m3，推算可保障干流農業灌溉面積118萬畝，并產生經濟效益28.3億元。根據有關研究成果，塔河流域天然植被年用水量400mm屬自然生態較好水平[10]。綜合計算，三源流下泄17.42億m3水量，至干流源頭所產生的生態水可保障172.2萬畝的天然植被面積，見表2。

表2 枯水年三源流河損量及可保障的天然植被面積

根據中科院新疆生態所《塔里木河流域陸生生態系統演變及趨勢研究報告》，塔河流域1hm2林地的生態服務價值為1.569元，1hm2草地的生態服務價值為0.327元，塔河三源流林地、草地分布面積比例見表3，計算得到三源流的生態效益為8.4億元。因此，若三源流在枯水年的17.42億m3水量下泄至干流阿拉爾，可產生的效益總額為36.7億元，而1m3水的經濟效益為1.6元，總效益2.1元，見表4。

表3 三源流林地、草地面積占兩者面積的比例

表4 塔河流域三源流和干流區1m3水產出值效益分析表 單位：元

根據《河損分析報告》，塔河干流上游在枯水年的河損量占來水量的54%，因此三源流17.42億m3下泄水量至干流中游英巴扎斷面的灌溉可用水量(阿拉爾至英巴扎河段)為5.9億m3，可保障灌溉面積54.3萬畝，產生經濟效益13億元。干流阿拉爾至英巴扎的河損量為6.93億m3，可保護天然植被面積259.7萬畝；根據中科院新疆生態所研究成果，林地、草地在上游分別占天然植被的29%和71%，結合兩植被類型的生態服務價值當量，該河段的生態效益為11.9億元。因此，若三源流在枯水年的17.42億m3水量下泄至干流英巴扎，可產生的總效益額為33.3億元，此時1m3水的經濟效益產出為0.75元，總效益產出1.9元。干流英巴扎至恰拉斷面在枯水年的河損量占來水量的57%，三源流可下泄水量流至恰拉斷面的灌溉可用水量2.54億m3，可保障灌溉面積23.4萬畝，相應產生的經濟效益為5.6億元。干流中游英巴扎至恰拉河損量為3.36億m3，可保障天然植被面積126.1萬畝，結合林地、草地占其比例分別為34%和66%，河道下滲補給生態用水所產生的生態效益為6.3億元。綜合以上分析，若三源流在枯水年的17.42億m3水量下泄至干流恰拉，可產生的效益總額為32.2億元，此時1m3水的經濟效益產出僅為0.32元，總效益產出1.8元，見表4。

綜合以上研究可知，塔河流域枯水年一定水量所產生的總效益在三源流高于干流區。此外，從社會效益來看，塔河三源流人口約486.9萬，是干流的15.7倍，枯水年首先保障源流用水更利于促進整個流域的社會穩定。

4 枯水年水量分配的原則

根據塔里木河三源流和干流水量分配經濟效益和生態效益分析，提出塔河流域在枯水年水量分配的原則。

(1)堅持以水利主管部門為主，其他相關部門為輔，且各部分間相互協作的原則。枯水年水量分配不單是水利部門的涉水管理，與其他用水部門如國土、農業、林業等皆息息相關，只有各部門間通力合作，才能使枯水年水量分配方案盡快順利推行并落到實處。

(2)堅持將社會穩定放在首位，確保居民生產生活用水，并兼顧其它用水的原則。在用水類型上，首先保障居民的生產生活用水，其次為生態用水；尤其在來水的特枯期，應十分注重水量分配的社會效益，逐步壓減生態用水。根據前期生態需水量的研究成果可知，塔河流域的荒漠河岸林主要是深根系植物，間隔3～5年進行一次漫灌不會導致植被的明顯退化。

(3)堅持枯水年水量調度適度靈活的原則。在特枯年份，水量應首先保證源流和干流的生產生活用水，但3～5年應至少充分滿足一次流域的生態需水要求。源流在特枯年的枯水時段，要首先保證源流的生產生活用水，而汛期應將虧缺干流的水量進行回補。因此，在年份上，生態水量無需每年保證，在年內上，源流向干流的下泄指標水量，也無需逐月保證，流域水量調度應適度靈活。

(4)堅持以公平為基礎，以效益最大化為原則。在區域用水上，應首先保證流域三源流的灌溉用水，其次是干流上游，而后為中下游。

5 結語

綜合塔里木河三源流和干流社會經濟和人口等因素，通過假定枯水年流域三源流一定量的可下泄水量分配于三源流和干流上、中游得出綜合效益遞減的結論，并提出相對合理的枯水期水量配置原則，能夠為流域枯水年水量調度提供一定的決策參考。但以上分析是基于一定假設情景下的三源流和干流水量分配效益分析，實際三源流年際間來水情景較為復雜，還需要進一步深入分析探討和研究，制定出操作性強的枯水年流域水量分配方案和分配原則。