吐鲁番盆地生态环境现状及有效保护分析

郭 琳，郭 健，吴 彬

(1.新疆水电院地质勘察研究所，新疆 乌鲁木齐830091;2.新疆昌吉学院，新疆 昌吉831100;3.新疆农业大学，新疆乌鲁木齐 830052)

吐鲁番盆地位于天山的东端，，总面积6.97万 km2。由于地处欧亚大陆腹地，地形封闭，气候极端干旱，自然生态环境极其脆弱，加之对地表水和地下水相互转化规律认识不清，水资源开发利用不当，带来的生态环境恶化更是雪上加霜。在各山溪河流引水工程和蓄水工程建成后，大部分河水被引往下游灌区。一方面是进入艾比湖水量大量减少，致使湖面萎缩，湖滨植被枯萎或死亡，湿地减少;另一方面又造成上游灌区水源缺乏，为解决灌溉水源，上世纪80年代开始大规模进行机井建设开发利用地下水，从而造成地下水位大幅持续下降，泉水流量衰减，坎尔井出水量急剧减少及土地沙化面积逐渐扩大等。为此，彻底查清这些主要生态环境问题的具体情况，提出改善与保护的有效措施，对吐鲁番盆地水资源可持续利用，促进经济、社会的发展具有重要的现实意义。

1 盆地自然环境特征

1.1 地形地貌

盆地历经多次构造运动，形成了北部博格达山区和南部的却勒塔格山丘区，并在山间形成了凹地，即吐鲁番盆地。中部又出现构造隆起的火焰山，把盆地分为两部分，即北盆地和南盆地，呈现出“三山夹两盆”的地貌格局。盆地地形相对平坦，最低点为艾丁湖，湖面平均海拔为 －154 m。

1.2 气象水文

封闭盆地主要特征是，气候极端干旱，降水量稀少，蒸发量极大。据盆地三个县市气象站观测资料，年均降水量16.6 mm，年蒸发量高达2 845 mm，7月极端最高气温33℃，1月极端最低气温 －11℃，全年平均气温13.9℃，日照时数3 000～3 200 h，无霜期长达210 d以上。大风天气频繁，风速大，有名的“百里风区”就在该盆地。

盆地有14条小河，组成两大水系即白杨河水系和艾丁湖水系。主要径流特性是河流流程短，水量小，总河川径流量仅 10.56 ×108m3/a。

1.3 水文地质特征

地下水广泛分布于盆地的第四纪地层中。根据地下水埋藏规律及分布特征，可分为北盆地及南盆地两大水文地质单元。

北盆地:第四系孔隙水为单一结构潜水和潜水—承压水结构埋藏分布区。两者含水层渗透性好，富水性强，单井涌水量均大于1 000 m3/d，水质为矿化度小于1 g/L的 HCO3—Na型水。

南盆地:在南盆地倾斜平原近火焰山地带的西部与各个构造缺口处，地下水为单一结构的潜水，单井出水量一般在100～200 m3/d;在艾丁湖湖积平原区:潜水和承压水混合取水，单井出水量小于100 m3/d。依据水文地质条件，新疆综合水资源规划评价出盆地的地下水资源量为7.18×108m3/a。

2 盆地主要生态环境问题

综上自然环境特征可以看出，吐鲁番盆地是一个极端干旱荒漠区。由于水土资源开发利用不当，产生了一些严重的生态环境问题。

2.1 入湖水量急剧递减，艾丁湖面临干涸

上世纪50年代中期前，限于经济情况和技术条件，盆地工农业生产用水和人畜饮水，主要依靠泉水和坎尔井水。为适应工农业生产发展，满足工农生产需水，水利工作主要是掏泉、新挖和延伸坎尔井来增加可供水量，年水量达5.63×108m3，灌溉面积3.48万 hm。1957年以后，水利建设转入以开发利用地表水为主，到1967年，在天山深处的各条河上先后修建了12座永久性渠首、干支渠1 190 km，年引水量达到2.6×108m3，灌溉面积增加到6.18万 hm。90年代以后，又建成了中小型水库10座，总库容达6 200×104m3，渠道防渗率约达70%，在灌区引水量增加的情况下，而依靠地表水补给的艾丁湖水量大大减少，湖面萎缩，湖滨湿地大为减少，植被枯萎、死亡，致使盆地生态环境恶化。

2.2 地下水严重超采，坎尔井和泉水流量逐年减少

据吐鲁番地区水利局2010年提供的资料，盆地地下水开采利用量已达8.29×108m3/a，远远超过地下水的可开采量，从而造成地下水位大幅度下降，导致泉水和坎尔井水量锐减。

2.2.1 地下水位动态变化情况

根据吐鲁番市鄯善县2003—2010年17眼地下水监测井资料:吐鲁番市地下水位平均累积下降 5.23 m，年均降幅0.75 m;鄯善县平均累积下降 10.67 m，年均降幅 1.07 m。

2.2.2 泉水减少情况

在1990年，盆地北部天山山脉南麓泉水溢出量和火焰山北缘泉水溢出量共1.51×108m3，到2000年，两地泉水溢出减少到1.163×108m3，共减少了3 348×104m3，平均每年减少 334.8 ×104m3。其中，吐鲁番市减少了 1 718 ×104m3，鄯善县减少了1 630×104m3。

2.2.3 坎尔井出水量减少情况

根据历史资料，吐鲁番盆地坎尔井在1957年共有1 237条，总流量为 17.86 m3/s，年出水量达 5.626 ×108m3。到2003年，盆地有水坎尔井只有404条，总流量7.352 m3/s，年出水量 2.32×108m3，条数减少了 833条，减少率为67.34%，而且出水量减少率为 58.8%;灌溉面积由 3.48万hm减少到 0.82万 hm，减少了 2.66万 hm，减少率为76.4%。现将盆地超采区吐鲁番市和鄯善县的坎尔井流量变化情况统计如表1。

表1 吐鲁番盆地超采区坎尔井流量减少情况统计表 104m3

2.2.4 土地沙化情况

据《吐鲁番市五河流域规划》和《鄯善县三河流域规划》，吐、鄯两市县土地沙化面积为61.78 km2。吐鲁番市沙化区呈条带状分布在恰特喀勒乡南部、二堡乡东部及二堡乡、三堡乡北部的绿洲边缘地带;鄯善县沙化区主要分布在绿洲边缘，即鲁克沁东部、东坎乡东部与中部边缘、及达浪坎乡西南部边缘。

3 生态环境有效保护分析

对吐鲁番盆地而言，尽快进行水资源综合规划，加大“退地、减水、增效”的力度，是落实2011年中央水利工作会议精神的具体体现，也是实现生态环境有效保护、促进盆地经济社会发展的战略决策。

3.1 水资源利用总量控制目标

提高水资源利用效率，节约使用水资源，有效保护生态环境的关键是实行水资源利用总量控制。根据《新疆地表水资源研究》和《新疆地下水资源》成果资料，吐鲁番盆地地表水资源量 10.56×108m3/a，易于可利用的地表水资源量10.5 ×108m3;地下水总补给量 8.24 ×108m3/a，地下水资源量 7.18 ×108m3/a，地下水可开采量 5.43 ×108m3/a。盆地水资源总量为地表水资源量与地下水天然补给量之和，即10.56 ×108+1.98 ×108=12.54 ×108m3/a。

盆地可利用的水资源总量应为地表水资源量与地下水可开采量之和，即 10.5×108+5.43 ×108=15.93×108m3/a。这就是包括生态需水在内的盆地最大水资源利用量，以该量做为水资源利用总量控制目标。

3.2 调整产业结构，优化水资源配置

根据吐鲁番地区政府制定的《强农、兴工、促旅、重文、活水、宜居、育人》发展方针，建立高效益、节水型绿色的经济结构。为此，盆地以最大水资源利用量作为安全供水为中心，拟定出不同水平年不同保证率组合的需水方案和供水组合方案，进行供需水平衡计算。依据供需水平衡计算成果，综合分析不同水平年不同保证率水资源利用情况和效益，结合地区政府制定的农业实施“退地、减水、增效”的可能性与可行性，最终确定一个水资源优化配置的最佳方案，使吐鲁番盆地有限的水资源得到高效利用，且能达到有效保护生态环境的目的。

3.3 以重点生态环境为保护目标，采用适用适宜的保护措施

在水资源优化配置的基础上，对重点生态环境采用适宜的保护措施。在艾丁湖湿地自然生态环境保护区，即应该限制凿井抽取地下水，防止地下水位下降招致湿地减少，再者利用已建或新建部分调蓄工程和输水工程，把配置的生态环境需水，及灌区通过节水灌溉节余的水量，输送到艾丁湖及绿洲边缘生态脆弱区，以维护湖滨湿地和生态脆弱区的生态环境。

坎尔井是一个享荣世界的古老的水利工程，有了坎尔井才有了吐鲁番盆地的历史文明绿洲。因此，在水文地质条件比较好，坎尔井出水量大水质比较好的分布区，严禁打井抽取地下水或兴建其它水利工程，真正有效地保护坎尔井。

4 结语

由于对盆地地表水地下水转化关系认识不清，又缺乏综合水资源规划，造成水资源利用不当、工程布局不合理，尤其是地下水过量开采，造成地下水位大幅下降，导致产生众多不良的生态环境问题。从前述可知，泉水量由1.51×108m3减少到1.163×108m3，坎尔井条数由 1 237条减少到 404条，年出水量由 5.628 ×108m3减少到 2.32 ×108m3，减少率达58.8%;土地沙化面积达61.7 km2。加之1957年以来，以开发利用地表水为主的水利工程建设，使灌区灌溉水量大为增加，相应地以地表水补给为主要水源的艾丁湖，入湖水量大为减少，湖泊面临干涸，湖滨湿地逐渐消失。为改善这些不良的生态环境问题，提出了盆地最大水资源利用量15.93×108m3/a，作为水资源利用总量控制目标。在通过调整产业结构优化配置水资源的基础上，采用一些相应的生态环境保护措施，能使盆地生态环境良性化。从而促进盆地水资源可持续利用，经济社会的可持续发展。

［1］董新光，邓铭江.新疆地下水资源.新疆科学技术出版社.2005.10.

［2］新疆生态环境现状调查组.新疆生态环境现状调查报告［R］.2001.5.

［3］章曙明，王志杰.尤平达，等.中国水利水电出版社.2008.4.