基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)的和田河流域工程調(diào)控措施探析

趙 妮，陳 思，謝 蕾

(新疆水利水電規(guī)劃設(shè)計管理局，新疆 烏魯木齊 830000)

新疆的河流大部分都是內(nèi)陸河，基本源于昆侖山、天山、帕米爾等高山高原，向著塔里木盆地匯聚而來，由于新疆遠(yuǎn)離海洋，它們最終被消納于浩瀚遼闊的塔克拉瑪干大沙漠中，形成了獨(dú)具特色的內(nèi)陸河景觀。和田河是塔里木河的四大源流之一，從昆侖山脈一路向北，穿越塔克拉瑪干沙漠，形成了唯一一條南北貫通的過水河流和綠色通道，成為溝通南、北疆的重要通道。作為和田地區(qū)最大的河流，保障著和田綠洲經(jīng)濟(jì)和自然生態(tài)，又被譽(yù)為“生命之河”“母親之河”，也是生態(tài)脆弱區(qū)的重要生態(tài)功能載體。塔里木河盆地中有三大綠色走廊，包括葉河下游、和田河干流和塔河干流，其中和田河生態(tài)廊道是保存最好的自然生態(tài)體系，其健康是保持和田河流域穩(wěn)定并向塔里木河輸水的基礎(chǔ)。自2001年國務(wù)院批復(fù)《塔里木河流域近期綜合治理規(guī)劃》以來，根據(jù)規(guī)劃和實施方案的安排在和田河流域?qū)嵤┝斯鄥^(qū)節(jié)水、平原水庫改造、河道整治、生態(tài)堰、干流防風(fēng)固沙等項目，流域內(nèi)工程項目的實施為流域的生態(tài)環(huán)境維持和水資源的可持續(xù)利用奠定了一定的基礎(chǔ)[1]。

1 基本概況

1.1 流域基本情況

和田河流域位于塔克拉瑪干大沙漠南緣、昆侖山北麓，流域面積53550km2。東鄰克里雅河流域，西接葉爾羌河流域，北入塔里木盆地腹地。流域途徑和田五縣一市和阿克蘇地區(qū)的阿瓦提縣。流域有喀拉喀什河和玉龍喀什河兩大源流，其多年平均徑流量均大于10億m3，流域全長1127km，總徑流量45.36億m3[2]，最終在肖塔水文站處匯入塔里木河。

和田河流域為暖溫帶極端干旱的荒漠氣候。流域以冰雪融水補(bǔ)給為主，降雨補(bǔ)給為輔，徑流年際變化小，年內(nèi)分配不均，夏季徑流約占全年徑流的70%～80%，在橫跨塔克拉瑪干沙漠過程中，蒸發(fā)大、滲漏嚴(yán)重，水量大減，洪水期挾帶大量泥沙進(jìn)入塔里木河。

和田河流域水資源總量為49.98億m3，其中地表水資源量為45.69億m3；地下水補(bǔ)給量為16.40億m3，其中天然補(bǔ)給量為4.2909億m3。現(xiàn)狀地表水可利用量達(dá)到為21.82億m3，實際引用量已超出地表水可利用量。

1.2 綠色廊道情況

和田河綠色走廊由3段組成，第一段分布于支流喀拉喀什河卡瓦克鄉(xiāng)至兩河匯合口闊什拉什，河長40km，面積約270.48km2，水源為喀拉喀什河河水；第二段分布于玉龍喀什河塔瓦庫勒鄉(xiāng)至兩河匯合口闊什拉什，河長44km，面積約127.21km2，水源為玉龍喀什河河水；第三段分布于和田河干流河段，長319km，面積約517.61km2，水源為玉龍喀什河和喀拉喀什河匯合后的干流。現(xiàn)狀和田河綠色走廊植被總面積約915.30hm2。和田河綠色走廊植被以灰胡楊為建群種，伴生有胡楊、檉柳、蘆葦、甘草等數(shù)十種植物，其灰胡楊被列為自治區(qū)1級保護(hù)植物。

和田河多年平均年徑流量為45.36億m3，多年平均情況下有近17億m3的水量從和田河兩河渠首下泄[3]，其徑流量主要集中在汛期的6—9月下泄，其余時間河道干枯，和田河下游兩岸天然植被水分的直接補(bǔ)給源主要靠汛期洪水，6—9月的洪水期正是灰楊生長旺季，同時其灰楊種子逐漸成熟，洪水淡化了兩岸的地下水，大洪水的漫溢進(jìn)一步帶動了灰楊種子傳播，也有利于種子的著床和萌發(fā)，另外斷根萌蘗也是灰楊繁殖的重要途徑。

根據(jù)和田河河道疏浚整治工程河道縱斷面實測結(jié)果分析，和田河干流主河道過流能力平均在300m3/s左右，超過此流量即可形成淺層漫溢，受兩側(cè)地形和沙丘阻擋，漫溢范圍主要集中在1～2km的綠色植被帶，漫溢范圍相對較窄，而這種漫溢又是兩岸植被生長繁衍所必須的；用10年一遇的洪水對干流河道過流能力進(jìn)行復(fù)核，其洪水位均在以主河槽為主的3km左右的范圍內(nèi)。由綠色走廊現(xiàn)狀調(diào)查可知，綠色走廊植被帶寬度在0.5～3km之間，以灰胡楊為主要建群種，該樹種可利用洪水漂種、著床和萌蘗更新，現(xiàn)狀在河岸邊緣有狹窄的多代萌芽的中幼林，外緣則是鹽堿地、風(fēng)蝕沙丘，灰楊極少，多為成熟和衰退胡楊林。

根據(jù)研究1990—2015年間，和田河干流段有林地面積減少653.28hm2，減幅為1.98%；灌木林地和疏林地面積呈小幅增加，分別增加了958.38、164.86hm2，增幅分別為7.83%、2.91%。總的來看，該河段河岸林面積有所增加，增加了469.97hm2，增幅為0.92%；其中高覆蓋度草地、中覆蓋度草地面積有所減少，分別減少了144.15、462.53hm2，減幅分別為14.74%、14.70%；低覆蓋度草地面積有所增加，增加了2319.38hm2，增幅為3.34%，整體表現(xiàn)出高、中覆蓋度草地向低覆蓋度草地退化的趨勢[4]。

2 流域生態(tài)環(huán)境存在的主要問題

自塔里木河實施近期綜合治理以來，有關(guān)學(xué)者針對和田河流域的變化開展了相應(yīng)的研究。和田河流域地處干旱區(qū)，水資源是居民生活和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的關(guān)鍵因素，經(jīng)濟(jì)發(fā)展依靠水資源支撐，且流域大部分人口、城鎮(zhèn)和其他基礎(chǔ)設(shè)施集中分布于玉龍喀什河、喀拉喀什河渠首之兩河匯合口的平原灌區(qū)，其流域的生態(tài)環(huán)境問題受到自然因素和人為因素的影響較大。

2.1 輸水目標(biāo)完成情況影響下游生態(tài)

國務(wù)院批復(fù)的《塔里木河近期綜合治理規(guī)劃報告》(國函〔2001〕74號文)中明確要求和田河多年平均向塔里木河輸水9億m3[1]。2008—2013年，肖塔斷面在豐、平、枯不同來水條件下，斷面實測生態(tài)水量均小于《水量分配方案》中的應(yīng)下泄水量，年平均差值為6.6億m3，主要是由于部分治理工程未發(fā)揮效益及用水計劃未能嚴(yán)格執(zhí)行；2014—2019年隨著灌節(jié)水改造、地下水合理開發(fā)利用以及平原水庫改造等項目的實施，加之實施最嚴(yán)格水資源管理制度，實際年平均差值僅為0.4億m3[5]。通過遙感影像對和田河干流荒漠河岸林植被面積與植被覆蓋率進(jìn)行分析，天然植被隨和田河上游來水情況有所變化，通過實地調(diào)查分析，和田河干流灰楊、胡楊種群的大小級結(jié)構(gòu)呈紡錘形，以中樹最多，幼苗與幼樹占總數(shù)的19.2%，胸徑20cm以上的大樹占總數(shù)的8.0%，總體表現(xiàn)為成年樹多于幼樹，群落存在衰退的風(fēng)險，植被呈現(xiàn)退化趨勢。如圖1所示，疏林地占比較高，但高、低覆蓋度草地整體呈下降趨勢[6]。

圖1 不同時期和田河干流植被面積變化圖

2.2 氣候變化影響洪水的發(fā)生

近年來受氣候變化和極端天氣的不利影響，全球平均地面氣溫升高0.74℃，而隨著氣候的變暖，風(fēng)速也隨之發(fā)生變化，風(fēng)沙災(zāi)害是和田河流域最主要的氣象災(zāi)害之一[7]，春秋季節(jié)盛之，生態(tài)廊道對于減少沙漠侵襲、改善綠洲生態(tài)環(huán)境質(zhì)量發(fā)揮著不可替代的作用，沙塵天氣頻次和強(qiáng)度的變化則反映了生態(tài)廊道工程完整與否的重要標(biāo)志。且氣候變化影響洪水的發(fā)生，和田河2支流汛期洪水歷時較長，盛夏大規(guī)模的冰雪消融是河流洪水形成的最基本原因，如遇暴雨洪水混合，形成較大的混合洪水，突發(fā)性洪水往往對下游農(nóng)田、村莊、生態(tài)環(huán)境等造成較大破壞。

2.3 水資源供需矛盾導(dǎo)致局部河段水生態(tài)功能退化或萎縮

和田河水生態(tài)功能退化或萎縮的重點(diǎn)河段是玉龍喀什河出山口玉龍喀什水利樞紐和喀拉喀什河出山口喀拉喀什水利樞紐的以下河段。由于長期存在經(jīng)濟(jì)、生活用水與生態(tài)用水的尖銳矛盾，且很長時間以來，受當(dāng)時人們對生態(tài)環(huán)境認(rèn)識水平所限，為了保障社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，有限的水資源科學(xué)調(diào)度效率不高，導(dǎo)致生態(tài)用水被擠占[8]。這不僅僅是和田河流域存在的水生態(tài)問題，這也是較為普遍的現(xiàn)象，尤其是水資源短缺、稟賦較差的地區(qū)尤為突出。

2.4 人類活動導(dǎo)致綠色走廊生境變差

隨著玉龍喀什河灌區(qū)人口不斷增長，毀林開荒、采集中草藥而破壞植被的現(xiàn)象時有發(fā)生，隨著灌溉面積增加，和田河下泄水量減少，降低了河道兩側(cè)漫灘與階地的地下水水位，從而導(dǎo)致距離河道較遠(yuǎn)、依靠河道地下水生長的喬木與灌木的衰退或死亡，進(jìn)而威脅綠色走廊的生存。且玉龍喀什河盛產(chǎn)和田玉，和田玉原生礦基蘊(yùn)藏在上游昆侖山山巖中，礦石因長期風(fēng)化裂解崩落，由夏季洪水裹挾不斷碰撞、滾磨，剝落表層雜質(zhì)，露出美玉質(zhì)地，散落在中下游河道中。近20年來，隨著和田玉價格飛漲，河流山區(qū)和平原河谷均存在人工挖玉引起的濫掘亂挖，河灘破環(huán)嚴(yán)重，挖出的砂石無序堆放，不僅嚴(yán)重破壞了沿岸的生態(tài)環(huán)境，還影響了防洪安全[9]。

3 生態(tài)環(huán)境保護(hù)對和田河治理的要求

3.1 滿足和田河向塔河輸水要求

《塔里木河近期綜合治理規(guī)劃報告》要求多年平均情況下和田河向塔里木河輸水9.0億m3(肖塔水文站斷面)，并提出了相應(yīng)的工程措施，主要包括灌區(qū)常規(guī)節(jié)水、高新技術(shù)節(jié)水、平原水庫改造工程、地下水開發(fā)利用工程、河道整治工程等工程措施和相應(yīng)的管理措施[10]。

3.2 滿足和田河下游綠色走廊生態(tài)用水需求

受水資源配置及水文情勢變化等影響，可能會對和田河尾閭分布的植被水源產(chǎn)生影響，現(xiàn)狀和田河綠色走廊植被總面積約915.30hm2，其兩岸的植被所需的水分主要是靠大水漫灌和地下潛水的補(bǔ)給[11]，而潛水蒸發(fā)法適合于干旱區(qū)植被生存主要依賴于地下水的情況，也常用于流域河道內(nèi)外生態(tài)需水量的計算。王亞軍[12]提出了和田河流域生態(tài)廊道保護(hù)的生態(tài)需水量，郭宏偉等[13]提出天然植被生態(tài)需水紅線，以及和田河流域綜合規(guī)劃、和田河流域生態(tài)修復(fù)與保護(hù)規(guī)劃中均對生態(tài)廊道的生態(tài)需水量進(jìn)行了研究，研究得出和田河天然植被生態(tài)需水總量為8.85億m3，其中，重點(diǎn)生態(tài)保護(hù)區(qū)生態(tài)水量占57.6%，生態(tài)敏感區(qū)生態(tài)需水量占42.4%，如圖2所示。

圖2 和田河重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)和生態(tài)敏感區(qū)生態(tài)需水量占比情況

3.3 滿足陸生水生生態(tài)保護(hù)目標(biāo)

合理配置水資源，防止新增河道斷流現(xiàn)象，各梯級工程下泄流量不低于流域控制斷面生態(tài)基流。基本維持和田河流域自然生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，維持流域景觀生態(tài)體系的完整性、穩(wěn)定性和生物多樣性。保護(hù)河流水質(zhì)，使其滿足水質(zhì)目標(biāo)。維持適宜河流穩(wěn)定的水溫條件，避免對水生生態(tài)及農(nóng)業(yè)灌溉產(chǎn)生明顯的不利影響。

4 工程調(diào)控措施

4.1 修建生態(tài)閘，提高干流輸水能力和速度

根據(jù)和田河兩岸綠色走廊植被分布情況，布設(shè)生態(tài)閘工程，防止綠色走廊衰退及土壤沙漠化，確保胡楊繁衍季能夠成功繁育更新。生態(tài)閘是塔里木河干流區(qū)域特有的水資源調(diào)配途徑，其目的就是向干流堤外側(cè)的自然生態(tài)區(qū)域輸水維持區(qū)域內(nèi)天然植被的生長[14]，參照塔里木河干流上燦木里克生態(tài)閘的漫溢模型及建成后的運(yùn)行情況，了解生態(tài)閘的漫溢過程、方式、時間和生態(tài)效益，為后續(xù)建設(shè)生態(tài)閘提供參考依據(jù)。據(jù)有關(guān)報道(央視新聞江河奔騰看中國)，2022年7月6日新疆啟動向塔里木河下游生態(tài)輸水工作，這是2000年以來，新疆第23次向塔里木河下游實施生態(tài)輸水。輸水有效遏制了下游生態(tài)嚴(yán)重退化的局面，水區(qū)地下水水位抬升、水質(zhì)好轉(zhuǎn)，動植物物種和數(shù)量增加，水環(huán)境得以改善，塔里木河流域煥發(fā)勃勃生機(jī)。

4.2 修建山區(qū)水庫，消減洪峰實現(xiàn)多庫聯(lián)調(diào)

和田河干流河道具有“寬、淺、散、亂”的特性，為落實和田河向塔里木河生態(tài)供水目標(biāo)，在缺乏控制性樞紐的玉龍喀什河上修建“龍頭型”大型水利樞紐，調(diào)控玉龍喀什河水量，并與已建的烏魯瓦提水利樞紐進(jìn)行聯(lián)合調(diào)度，集中加大汛期6—9月兩河下泄生態(tài)流量，使兩河壩址斷面聯(lián)合下泄生態(tài)流量達(dá)到600m3/s，提高輸水效率，減小綜合損失率，保證下泄塔河輸水水量。通過長系列徑流調(diào)節(jié)計算，玉龍喀什水利樞紐最大生態(tài)補(bǔ)泄流量294m3/s，所需生態(tài)調(diào)節(jié)庫容2.57億m3。通過與烏魯瓦提水庫聯(lián)合調(diào)度，滿足向塔里木河多年平均下泄生態(tài)水量9.0億m3的目標(biāo)。工程開發(fā)任務(wù)主要是在保證向塔里木河下泄生態(tài)水量目標(biāo)的前提下，通過與烏魯瓦提水利樞紐聯(lián)合調(diào)度，調(diào)控生態(tài)輸水、灌溉補(bǔ)水，結(jié)合防洪，兼顧發(fā)電等綜合利用[15]。玉龍喀什水利樞紐是國務(wù)院確定的172項重大水利工程之一，目前已開工建設(shè)。

4.3 修建河道生態(tài)防洪工程，減少洪水險情

和田河屬游蕩性沙質(zhì)河床，河流比降大，中小洪水流速快，嚴(yán)重沖刷河岸，隨著山區(qū)水庫和河道防洪工程的建設(shè)，和田河流域初步形成了“堤庫結(jié)合”的防洪工程總體布局，城區(qū)段河段均已達(dá)標(biāo)，但鄉(xiāng)村及郊區(qū)河段仍未達(dá)標(biāo)，可通過新建堤防、護(hù)岸、涵閘等工程，并對現(xiàn)有防洪堤進(jìn)行加固，使治理河段均達(dá)到治理標(biāo)準(zhǔn)，減少洪水險情和隱患，阻止或減緩部分河段的攤岸坍塌趨勢，減少損失，保護(hù)岸上植被，配合水庫聯(lián)合調(diào)度、監(jiān)測預(yù)警和監(jiān)督管理等非工程措施建設(shè)，保障兩岸區(qū)域安全。

4.4 實行最嚴(yán)格水資源管理制度，實現(xiàn)流域科學(xué)統(tǒng)一管理

針對田河流域管理體制不順、流域內(nèi)水資源管理失衡和生態(tài)環(huán)境劣變等諸多問題，為實現(xiàn)流域水資源的統(tǒng)一調(diào)度管理，促進(jìn)流域內(nèi)社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，2011年，根據(jù)自治區(qū)人民政府決定，在塔里木河流域建立流域水資源管理新體制，整合兼并了現(xiàn)有源流管理機(jī)構(gòu)，將和田河流域管理局整建制(包括河道水工程)移交塔里木河流域管理局，形成了“四源一干”流域管理的新格局[16]。今后將通過實施嚴(yán)格的取水許可制度，流域管理和區(qū)域管理相結(jié)合，加強(qiáng)對流域取水總量控制，逐步完善流域水資源統(tǒng)一管理和運(yùn)行的各項措施，進(jìn)一步強(qiáng)化山水林田湖草沙冰的系統(tǒng)治理，建立生態(tài)修復(fù)補(bǔ)償機(jī)制和生態(tài)建設(shè)補(bǔ)償機(jī)制，促進(jìn)流域水資源統(tǒng)一調(diào)度配置的科學(xué)管理。

5 結(jié)論及建議

水資源短缺，供需矛盾突出，是制約新疆經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的首要問題和關(guān)鍵因素，穩(wěn)定綠洲面積、調(diào)整綠洲結(jié)構(gòu)，是新疆生態(tài)建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容，當(dāng)前如何加大對和田河綠色走廊的保護(hù)力度，改善流域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)而鞏固塔河生態(tài)治理的成果是亟待研究和解決的問題。習(xí)近平總書記立足新發(fā)展階段提出“建設(shè)生態(tài)文明是中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計”，結(jié)合和田河流域生態(tài)特征和在塔里木河流域水系中的生態(tài)地位，應(yīng)將山水林田湖草沙作為一個生命共同體，統(tǒng)籌四水共治，系統(tǒng)解決水問題，建設(shè)流域生態(tài)安全保障區(qū)、人與自然和諧相處示范區(qū)，將有利于維護(hù)干旱區(qū)流域綠色廊道穩(wěn)定，發(fā)揮廊道的生態(tài)效益，有效推動和田經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展。