四棵樹河流域水資源優(yōu)化配置與可持續(xù)發(fā)展探討

0 引言

四棵樹河流域作為區(qū)域重要的自然資源和生態(tài)屏障，對當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護(hù)和防災(zāi)減災(zāi)具有重要意義。自前，該流域內(nèi)的水資源利用率較低，整體防洪能力不足。因此，科學(xué)規(guī)劃并合理開發(fā)四棵樹河水利工程，充分發(fā)掘其水資源的潛力，實(shí)現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)同發(fā)展，是一項(xiàng)亟待解決的重要課題。該研究結(jié)合流域地理氣候特征、社會經(jīng)濟(jì)條件與生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，系統(tǒng)分析了四棵樹河水利工程的開發(fā)潛力，提出了切實(shí)可行的開發(fā)策略。

1 四棵樹河流域概況

1.1工程地理位置

擬建的吉爾格勒德水利樞紐工程坐落于天山北坡經(jīng)濟(jì)帶西端，在“金三角城市經(jīng)濟(jì)圈\"中的烏蘇市境內(nèi)。該工程距離新疆維吾爾自治區(qū)首府烏魯木齊市約 310km ，距烏蘇市約 60km ，位于四棵樹河上游中山區(qū)的河段上，地理坐標(biāo)為東經(jīng) 一 ，北緯 。該工程是四棵樹河地區(qū)水資源合理利用與配置的重要控制性水利樞紐工程，其主要功能是灌溉與工業(yè)供水，兼顧防洪與發(fā)電作用[1]

水庫壩址位于四棵樹河與九巴勒貝其爾溝匯合口上游約 1km 處，距離四棵樹河吉勒德水文站 14.5km 。吉勒德水文站多年平均年徑流量為3.043億 ，壩址的多年平均控制徑流量為2.932億 "。

1.2 流域概況

1.2.1 自然條件

四棵樹河流經(jīng)多個地貌單元，流域內(nèi)地勢西高東低，呈現(xiàn)明顯的梯級落差。上游地區(qū)多為山地和丘陵，中下游為地勢較為開闊的平原，適宜農(nóng)業(yè)發(fā)展。流域氣候?qū)贉貛Ъ撅L(fēng)氣候，四季分明，年均降水量為 ，降水主要集中在6一9月，占全年降水量的 70% 以上，具有明顯的季節(jié)性變化特征。冬季寒冷干燥，蒸發(fā)量大，部分地區(qū)出現(xiàn)季節(jié)性缺水。流域內(nèi)水系較為發(fā)達(dá)，除四棵樹河主干流外，還有多條支流匯入，共同形成復(fù)雜的水網(wǎng)系統(tǒng)。河流水量受降水影響，豐水期水量充沛，枯水期流量則顯著減少[3]。

1.2.2 經(jīng)濟(jì)概況

四棵樹河流域經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)以農(nóng)業(yè)和工業(yè)為主，兼具旅游業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。流域內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件較好，糧食作物以小麥和玉米為主，經(jīng)濟(jì)作物包括棉花、花生、大豆和蔬菜等。在水資源較為豐富的區(qū)域發(fā)展水稻種植和漁業(yè)養(yǎng)殖，有效提高了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)收益。在工業(yè)方面，沿河地區(qū)形成了以食品加工、紡織、機(jī)械制造和建材為主的產(chǎn)業(yè)體系，部分地區(qū)還發(fā)展了新能源和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。近年來，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，流域內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)逐步完善，公路、鐵路等交通網(wǎng)絡(luò)不斷優(yōu)化，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了有力支撐[4]

1.2.3 水利工程現(xiàn)狀

四棵樹河流域已建成多個水利工程，包括水庫、堤防、引水工程及灌溉系統(tǒng)等，這些工程為防洪、供水、灌溉及生態(tài)保護(hù)提供了重要支撐。目前，流域內(nèi)已建成十余座中小型水庫，總庫容超過2億 ，主要用于農(nóng)業(yè)灌溉和城鎮(zhèn)供水。部分水庫還兼具發(fā)電功能，為周邊地區(qū)提供了電力支持。堤防工程體系覆蓋主干河道及部分支流，累計長度超 顯著提升了區(qū)域內(nèi)的防洪能力，降低了汛期洪水對沿岸農(nóng)田、城鎮(zhèn)和基礎(chǔ)設(shè)施的威脅[5]

2四棵樹河水利工程的開發(fā)潛力

2.1水資源綜合利用分析

四棵樹河水利工程核心功能為灌溉供水、工業(yè)用水和城鎮(zhèn)供水，兼顧防洪與水力發(fā)電等。該區(qū)域水資源充沛，年均徑流量高達(dá)12.8億 ，地下水資源約為4.5億 。然而，汛期大量徑流水源流失，導(dǎo)致水資源利用率僅為 35% ，供需矛盾突出，且存在嚴(yán)重浪費(fèi)現(xiàn)象。為解決這一問題，水利樞紐工程的建設(shè)將顯著提升流域水資源的綜合利用率。水庫和梯級水電站的建設(shè)，將有效調(diào)節(jié)汛期過剩水量，并將其調(diào)控為旱季用水的水源，實(shí)現(xiàn)水資源的合理調(diào)配。廣泛應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)（如噴灌與滴灌），能顯著提升灌溉效率，減少水資源浪費(fèi)。隨著工業(yè)與城鎮(zhèn)用水需求的增加，水利工程的建設(shè)預(yù)計能滿足新增用水需求量的 60% 。水庫蓄水與輸水工程的實(shí)施將有效緩解枯水期對生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響，同時為農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)生產(chǎn)、生活用水及生態(tài)保護(hù)可持續(xù)的水源保障[6。水資源綜合利用情況見表1。

2.2發(fā)電與防洪功能開發(fā)

四棵樹河水能資源理論蘊(yùn)藏量約為1.5億 kW？h 其中具備開發(fā)條件的可開發(fā)量約為1.2億 kW？h 展現(xiàn)出顯著的水電開發(fā)價值。水庫和梯級水電站的建設(shè)將為當(dāng)?shù)靥峁┣鍧嵞茉矗A(yù)計年發(fā)電量將滿足當(dāng)?shù)?30% 的工業(yè)與生活用電需求，可有效減少煤炭消耗約20萬t，降低碳排放18萬t，符合綠色低碳發(fā)展理念。流域內(nèi)汛期洪水頻發(fā)，曾創(chuàng)下 的最大洪峰流量，對下游地區(qū)造成嚴(yán)重影響。因此，水利樞紐的多功能設(shè)計將有效提升防洪能力。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，流域下游河道安全泄洪量為北疆鐵路橋斷面 ，從而推算壩址斷面最大泄量為 生態(tài)基流為 。通過對水利工程泄洪設(shè)施調(diào)節(jié)優(yōu)化，預(yù)計防洪標(biāo)準(zhǔn)可提升至50年一遇的水平，保障了流域內(nèi)85萬名居民的生命財產(chǎn)安全，減少了農(nóng)業(yè)損失，確保了糧食供應(yīng)的安全7。發(fā)電與防洪功能開發(fā)情況見表2。

2.3生態(tài)與旅游開發(fā)潛力

四棵樹河流域不僅水資源豐富，還有得天獨(dú)厚的生態(tài)資源，是生態(tài)旅游開發(fā)的理想之地。流域總面積為 ，擁有濕地公園、森林保護(hù)區(qū)等豐富的自然資源。國家級濕地保護(hù)區(qū)成為眾多珍稀候鳥的棲息地，每年接待游客約10萬人次。水利工程與生態(tài)旅游的結(jié)合，尤其是水庫周邊的生態(tài)公園、休閑度假區(qū)的開發(fā)，將增強(qiáng)區(qū)域內(nèi)旅游景點(diǎn)的吸引力。生態(tài)教育項(xiàng)目與科普旅游也將在河流系統(tǒng)與濕地區(qū)域中開展，提升公眾對自然保護(hù)的意識。通過科學(xué)規(guī)劃和開發(fā)，預(yù)期年旅游收入可達(dá)150億元，創(chuàng)造約2萬個就業(yè)崗位，有效推動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)增長的良性循環(huán)與協(xié)同發(fā)展[8]。

3四棵樹河水利工程開發(fā)帶來的啟示

3.1綜合規(guī)劃與區(qū)域協(xié)調(diào)

在推進(jìn)四棵樹河水利工程的開發(fā)過程中，須立足于科學(xué)合理的綜合規(guī)劃，兼顧流域內(nèi)的社會、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)需求，以此推動區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的協(xié)同發(fā)展。流域內(nèi)應(yīng)清晰界定水資源分布及使用狀況，并針對其潛在需求，構(gòu)建以水資源整合運(yùn)用為核心的整體開發(fā)策略，進(jìn)而對供水、灌溉、防洪、電力生產(chǎn)及生態(tài)維護(hù)等多元功能進(jìn)行優(yōu)化配置。整體效益的維護(hù)須依托區(qū)域內(nèi)各部門之間的協(xié)調(diào)聯(lián)動，避免因追求單一部門利益最大化而造成整體效益的損失。在區(qū)域協(xié)調(diào)的大框架下，著力促進(jìn)上下游、左右岸間的利益均衡，從而規(guī)避資源利用方面的沖突。因流域范圍涉及多個行政區(qū)，故亟須倡導(dǎo)并實(shí)施跨區(qū)域聯(lián)合治理機(jī)制，以促成流域的全面綜合治理。在編制規(guī)劃時，必須全面考量工程對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響，明確劃定開發(fā)邊界，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)保護(hù)的協(xié)同發(fā)展。同時，借鑒較為成熟的水資源管理經(jīng)驗(yàn)，實(shí)施區(qū)域性的管理策略與職能劃分，對水資源進(jìn)行高效調(diào)配，從而確保工程建設(shè)的可持續(xù)性發(fā)展[9]。

3.2技術(shù)與工程優(yōu)化

水利工程開發(fā)的成功，關(guān)鍵在于技術(shù)創(chuàng)新與工程優(yōu)化的協(xié)同發(fā)展。運(yùn)用創(chuàng)新材料和智能監(jiān)測技術(shù)，來加固堤防并優(yōu)化河道布局，以增強(qiáng)對極端氣候事件的應(yīng)對能力。高效水輪發(fā)電機(jī)組在水電開發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用，以及梯級電站布局的優(yōu)化，是有效提升水能資源利用率，并確保水電工程與周邊生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展的關(guān)鍵。在農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域，推廣實(shí)施滴灌、噴灌等精準(zhǔn)灌溉技術(shù)，來降低水資源消耗，引入基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)，對水資源使用狀況進(jìn)行實(shí)時跟蹤與管理。構(gòu)建高效的輸水管網(wǎng)系統(tǒng)，有效降低輸水過程中的資源損耗。為強(qiáng)化水質(zhì)保護(hù)，亟須完善污水處理設(shè)施，特別是針對流域內(nèi)的農(nóng)村及工業(yè)集聚區(qū)，應(yīng)采用先進(jìn)的生物處理及化學(xué)凈化技術(shù)，以保障河流水質(zhì)的持續(xù)穩(wěn)定，且符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在整體工程設(shè)計中，應(yīng)著重突出生態(tài)屬性和可持續(xù)發(fā)展理念，避免過度工程化傾向，確保項(xiàng)目與自然環(huán)境的和諧統(tǒng)一。

3.3生態(tài)保護(hù)與綠色發(fā)展

在四棵樹河水利工程開發(fā)過程中，生態(tài)保護(hù)占據(jù)核心地位。工程建設(shè)期間，必須嚴(yán)守生態(tài)保護(hù)的紅線，謹(jǐn)防對流域內(nèi)的核心生態(tài)系統(tǒng)造成不可逆轉(zhuǎn)的損害。對濕地及森林區(qū)域?qū)嵤╅_發(fā)時，須嚴(yán)格限制開發(fā)力度，并采取有效措施來降低工程施工對生態(tài)環(huán)境的損害。實(shí)施水庫調(diào)度優(yōu)化策略，確保生態(tài)需水量得到滿足，以維護(hù)河道內(nèi)生態(tài)體系的健康度。推廣生態(tài)農(nóng)業(yè)與減肥減藥技術(shù)，在面源污染治理領(lǐng)域，有助于減輕流域農(nóng)業(yè)對水質(zhì)的影響。實(shí)施植被恢復(fù)與生態(tài)護(hù)坡工程，有效降低水土流失現(xiàn)象，進(jìn)而增強(qiáng)流域生態(tài)系統(tǒng)的綜合效能。倡導(dǎo)在推進(jìn)綠色發(fā)展的過程中，精心打造生態(tài)旅游項(xiàng)目，諸如建設(shè)水庫觀光帶與濕地生態(tài)公園等，以期為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)注人新的活力。在區(qū)域范圍內(nèi)推廣水電開發(fā)等清潔能源項(xiàng)目，有助于降低對化學(xué)能源的依賴，進(jìn)而助力低碳經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展。生態(tài)保護(hù)進(jìn)程離不開社會公眾的參與，應(yīng)著重提高流域內(nèi)居民對環(huán)境保護(hù)的意識，確保生態(tài)環(huán)境的持續(xù)健康發(fā)展[0]

3.4政策與管理保障

水利工程開發(fā)得以順暢推進(jìn)，離不開科學(xué)的政策指導(dǎo)和完善管理機(jī)制。健全流域管理法律法規(guī)體系，能有效界定各職能部門與利益相關(guān)方的職責(zé)與義務(wù)，從而保障工程開發(fā)合法性和規(guī)范性。生態(tài)保護(hù)與水利工程建設(shè)，需要有專項(xiàng)資金支持，尋求社會資本融人工程開發(fā)及運(yùn)營領(lǐng)域，可拓展融資開發(fā)的多元化路徑。在流域范圍內(nèi)的管理活動必須嚴(yán)格貫徹“統(tǒng)一規(guī)劃、分級負(fù)責(zé)\"的基本原則，著重強(qiáng)調(diào)各級政府間政令暢通，從而保障政策實(shí)施的高效和流暢。在強(qiáng)化監(jiān)督管理方面，亟須構(gòu)建一套動態(tài)監(jiān)測體系，以便對工程建設(shè)質(zhì)量、水資源利用效率、生態(tài)環(huán)境影響等關(guān)鍵指標(biāo)實(shí)施持續(xù)的跟蹤與靈活的調(diào)整。實(shí)施激勵措施，對節(jié)水灌溉與清潔能源開發(fā)等綠色項(xiàng)目提供財政支持，以此推動綠色技術(shù)的廣泛應(yīng)用。執(zhí)行政策階段，必須重視民眾的參與，采取舉行聽證會、推行教育宣傳等手段，確保流域內(nèi)的居民全面認(rèn)識到水利工程的重要性，激發(fā)居民積極投身工程建設(shè)與監(jiān)督的熱情，協(xié)同促進(jìn)四棵樹河水利工程的持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展[]

4結(jié)束語

四棵樹河水利工程的開發(fā)不僅關(guān)乎流域內(nèi)水資源的高效利用和防洪能力的提升，還涉及生態(tài)環(huán)境保護(hù)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)的協(xié)同發(fā)展。在開發(fā)過程中，應(yīng)注重綜合規(guī)劃與區(qū)域協(xié)調(diào)，優(yōu)化工程設(shè)計和開發(fā)技術(shù)，優(yōu)先保障生態(tài)功能。采取科學(xué)合理的開發(fā)與管理措施，可以實(shí)現(xiàn)四棵樹河流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益與生態(tài)效益的多贏，為流域可持續(xù)發(fā)展注人新的活力。

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