新疆阿合奇縣水循環系統建設策略研究
——以新疆烏什托什干河國家濕地公園為例

王冠琳

北方工業大學 北京 100144

1 阿合奇縣濕地公園的研究背景與意義

1.1 阿合奇縣濕地公園的研究背景

阿克蘇河流域各干支流是以冰雪消融補給為主的河流，盛夏大規模的冰雪消融是河流洪水形成的最基本原因，此外，該流域又是新疆的集中降雨區之一，暴雨洪水發生的頻次較高，其中，由于托什干河集水面積中所含中低山區的集水面積相對較大，暴雨洪水發生的頻次高于支流庫瑪拉克河[1]。

阿合奇縣和托什干河流域面臨著嚴峻的環境挑戰。首先，夏季冰雪融化時攜帶礦物質沖擊土地，使土壤含鹽量增加，形成鹽堿地。這降低了土地的滲水率，限制了可耕地的面積。其次，隨著城市化的進程，人類活動對水資源的污染日益嚴重，這直接威脅到了當地的生態環境。工廠排放的廢水、河流的過度開發，以及農業上大規模使用的農藥都對河流水質造成了嚴重污染。沿河城市直接將污水排入河流，進一步加劇了水質問題。然后，托什干河上游的水利工程，雖然在一定程度上解決了洪水頻發的問題，但同時也對自然水過程、周邊植被、濕地動物等產生了不可忽視的影響。加上大面積過度開墾農田，占用了河道，大量的用水需求使得托什干河的生態系統更加不穩定。此外，土地鹽漬化和生物多樣性破壞問題同樣嚴重。鹽漬化嚴重限制了農業生產，生物多樣性的喪失則直接威脅到生態系統的穩定。自然環境的承載壓力加大，人地矛盾也日益顯現。

因此，為了解決上述問題，必須采取綜合措施。包括優化用水管理，改善水質，恢復生態環境，降低人地矛盾，以實現人與自然的和諧共生。

1.2 阿合奇縣濕地公園研究的意義

水污染問題嚴重影響了新疆的水生態系統，導致水生生物種類和數量嚴重下降，破壞了濕地生態系統的穩定性。因此，新疆的水生態文明建設工作主要以水資源的全面保護和合理利用為目標。濕地公園是國家濕地保護體系的重要組成部分，是落實國家濕地保護管理的一項具體措施。發展建設濕地公園對物種及其棲息地保護、生態環境教育以及改善區域生態狀況、促進資源永續利用，具有重要意義[2]。

1.3 濕地公園的建設

濕地公園的建設需要從多個角度進行考慮和規劃，首先是生態保護的角度，濕地公園通過恢復和保護濕地生態系統，可以提高自然環境的承載力，減少對水資源的過度開發和利用。通過科研和技術手段修復和保護濕地生態系統，重建其生態平衡，維護生物多樣性。濕地公園可以增強水源地的凈化能力，減少水源地的污染。其次是資源管理的角度。必須建立和完善濕地資源管理體系，以確保水資源的合理開發和利用，并防止其過度開發和污染。可以通過制定嚴格的規章制度和定期的監督檢查來實現。另外，從公眾教育的角度，濕地公園可以成為生態教育和環保宣傳的重要場所，通過舉辦各種活動和教育項目來提高公眾的環保意識和參與度。最后，從社會經濟的角度，濕地公園的建設和運營可以產生經濟效益，通過開發生態旅游、環保產業等項目，帶動地方經濟發展，提供就業機會，提高當地收入。

濕地公園的建設是實現物種保護、生態環境教育、區域生態改善和資源永續利用的有效手段，對于推動新疆的水生態文明建設具有十分重要的意義。以實現濕地資源的可持續利用，推動新疆的水生態文明建設。

2 阿合奇縣濕地公園的狀態及問題

2.1 托什干河流域現狀

托什干河是新疆南疆第一大河阿克蘇河的兩大支流之一(阿克蘇河兩大支流分別為托什干河和庫瑪拉克河)，流經克孜勒蘇柯爾克孜自治州的阿合奇縣和阿克蘇地區的烏什縣。河道平均坡降5.5%，沙里桂蘭克水文站以上集水面積19166km，多年平均年徑流量28.35億m3。隨著新疆阿克蘇地區人口的不斷增長，用水需求也在不斷增長，導致托什干河流域不合理開發資源增多，自然環境的壓力越來越大，人地矛盾更加突出。濕地保護壓力逐年增大。

2.2 阿合奇縣濕地公園問題

阿克蘇地區濕地公園面臨的威脅進行了全面、深入的分析，涵蓋了水利工程、農業生產、牧業活動和污水排放等多個方面。首先，水利工程對濕地公園生態的影響無疑是顯著的。雖然托什干河上游修建的水利工程帶來了灌溉的便利，但過度的水利開發也會破壞河道的自然水流，對周邊植被和動物產生不良影響。其次，托什干河流域的農業生產和過度放牧也是濕地公園植物多樣性下降的重要原因。隨著人口增長和經濟發展，對土地和水資源的需求逐漸增加。農田的開墾和牧業活動破壞了濕地生態，同時農業用水的增加也加劇了土地的鹽漬化，進一步加劇了濕地公園的生態破壞。最后，烏什縣的污水處理問題也是不容忽視的。生產、生活產生的污水未經處理直接排放，對濕地公園的水質產生嚴重影響。農田化肥和農藥的使用，以及土地利用方式的不合理，會導致各種污染物通過地表徑流或灌溉排水的方式進入河流，使河流水體受到不同程度的污染。

阿合奇縣的水資源短缺和鹽堿地問題是其經濟發展的主要難題，同時，脆弱的生態環境也對其經濟社會發展產生了制約。在新疆的宏觀環境下，這種水資源短缺和鹽堿地問題成為了經濟社會系統和生態環境系統發展的核心矛盾。由于阿合奇縣的特殊地理環境，積雪融水引發的洪水會沖刷出大量礦物質，這既導致土地鹽堿化，同時也限制了可耕地的面積，從而使得食品安全問題變得日益突出，進一步影響了當地的經濟發展。

城市發展過程中的水資源污染問題也不容忽視。大量工廠的排污、河流的過度開發以及農藥的大規模使用等都對生態環境造成了威脅。特別是沿河發展的城市，其將未經處理的污水直接排入河流，進一步加劇了水體污染的情況。

3 阿合奇縣濕地公園設計策略與系統搭建

3.1 阿合奇縣濕地公園設計策略

針對濕地公園的地域特點，提出以下生物多樣性保護與恢復措施：將河流分段，在每一段修建水壩、引水渠、污水處理廠、坎兒井形成該地域之中的單元循環，用小范圍的單元循環帶動阿合奇縣托什干河流域的大循環，即用單元循環帶動系統循環。

3.2 循環系統搭建

新疆水生態文明建設的核心是解決用水總量超標和水污染嚴重兩大問題。用水總量超標導致河湖系統嚴重萎縮，水源周邊天然植被的生態功能嚴重退化，引起綠洲區向荒漠區的逆向演替，且具有極強的不可逆特點。過量的灌溉水量引入灌區導致地下水位上升，導致地下水位迅速上升，加速了耕地的次生鹽漬化[3]。

這個循環系統的運行模式如下：我們會在下游河流的部分區域設立節點，在這些節點區域建設水利設施，以形成不同區域之間的水循環。具體設施包括水壩、引水渠、污水處理廠和坎兒井，以解決當地居民的用水問題。在這個循環系統中，根據需求，節點設施可以設置在河流的不同階段。首先設立大型水壩來儲存大量水資源，然后設立污水處理廠來處理生活污水，在耕地和村莊內部開設引水渠進行灌溉，設立坎兒井供村莊內部居民和牲畜使用。此外，這個循環系統還可以帶動經濟發展，比如污水處理廠可以為當地提供就業崗位，過濾后的坎兒井水可以售賣，從而增加當地的收入。最后，整個循環階段由小型水壩結束。這一完整的水循環系統既能解決水資源問題，又能創造經濟價值，對當地的可持續發展具有重要的意義。

圖1 循環系統搭建

3.2.1 循環系統設計步驟：儲水

新疆阿合奇縣的積雪融水量大，蒸發量大且水資源分布不均衡，使得水資源供需矛盾突出。隨著人口的增加，生活和灌溉的用水需求也增加，上游來水量卻在逐漸減少，農田排水量逐漸增加。這些都導致水中鹽分集聚，再加上蒸發作用，水體礦化度高達數克/升。這不僅造成了可用水資源的缺乏，更嚴重的是加劇了土地鹽堿化。為緩解這一問題，在循環的起始和結束階段建設儲水壩，以保證當地居民用水和農田灌溉的需求。同時，需要修復山上的坎兒井，這是一種傳統的水源儲備和凈化設施，能有效地儲存積雪融水，保證當地水源的穩定供應，減少能源消耗，并能自流灌溉，降低水資源的蒸發損失。坎兒井的施工技術要求不高，維護和修復成本也不高，當地居民可以自行完成。坎兒井的澇壩不僅可以提供居民用水，其水源也能滿足周邊植物和動物的生存需要，成為他們的重要水源。這種方式對恢復當地生態環境有積極的促進作用。

圖2 坎兒井儲水系統

3.2.2 循環系統設計步驟：防洪

阿克蘇地區的托什干河在夏季，由于大量積雪融水和降雨，河流常常接近甚至超過警戒流量，形成洪水。阿合奇縣為了防洪，已經對防洪堤壩進行了打樁加固。在這樣的情況下，我們建議在循環系統的開始和結尾處設立防洪水壩。這樣既可以儲存大量水資源，又可以在洪水季節防止洪水泛濫。同時，我們在河道中設計了引水渠，可以將洪水平穩地引入下游河床。這樣可以防止洪水任意漫流，淹沒和沖刷下游的農田。這個循環系統的設計，不僅可以解決洪水的問題，還可以儲存雨水和積雪融水，保證居民和農田的用水需求。同時，這也是對阿合奇縣現有防洪措施的一種補充，可以進一步提高阿克蘇地區對洪水的防控能力。

3.2.3 循環系統設計步驟：凈水

由于土地鹽堿化面積的擴大和兩岸綠化帶面積的減少，當地種植了大片沙棘林，用以防風固沙和保持水土。然而，由于區域水位的下降，引發泉水的流量衰減，水質也惡化。加上近年來水環境的污染，水體已經失去了原有的功能。因此，為了保護和恢復水資源，必須在循環系統中建立污水處理廠，處理自然和人類生活產生的污水。首先，需要沿著山脈開鑿坎兒井，引用地下水供居民生活使用。然后，需要建立污水處理廠，隨時將工業用水和居民生活用水進行凈化。這樣的循環系統不僅可以保證居民的用水安全，也能有效地凈化和保護水資源，防止水污染進一步惡化。在這個過程中，我們還需要加大植樹造林的力度，尤其是種植沙棘林，既可以固沙保土，又可以改良土壤，恢復生態環境。

3.2.4 循環系統可持續設計分析

這個設計的目的是通過構建地區間的大循環和區域內的小循環，形成一個完整的水資源循環系統。每一個循環單元都包含了凈水、用水和蓄水的完整流程，可以在一個區域內單獨運作，不受其他地區的影響。這樣就既可以解決當地居民和工業的用水問題，又可以重視和保護當地的生態文明和生物多樣性，為生物提供充足的水資源。坎兒井凈化的水可以達到飲用標準，因此，可以考慮將此水作為礦泉水出售，以此促進當地的經濟發展。同時，這個循環系統也可以為當地創造更多的就業機會，例如在污水處理廠、水壩和坎兒井的建設、維護和管理中。

4 結語

新疆的水資源保護和鹽堿地問題對于新疆的長期發展和社會穩定具有重要的影響。針對這些問題，筆者進行了一系列的分析，并在不破壞當地環境的前提下，探討了如何穩定并改善當地的環境。阿合奇縣的水環境問題以及由此引發的自然災害，制約了當地的發展。必須調整和優化托什干河的水資源結構，以保障當地的用水需求，保護生物多樣性，防止由于水資源問題導致的生物種群減少和生態環境破壞。通過優化水資源管理，保護和恢復生態環境，從而促進阿合奇縣的可持續發展。