黑河下游额济纳绿洲抢救与生态保护工程实施浅谈
2013-09-13罗放
罗 放
(内蒙古自治区水利水电勘测设计院,010020,呼和浩特)
一、基本概况
1.自然概况
黑河是我国西北地区第二大内陆河,发源于祁连山中段,干流全长928 km。黑河入内蒙古境后至狼心山称额济纳河,并分为东、西两条河,向北流动途中又分为19条支河,最后注入东、西居延海,形成冲洪积三角洲,三角洲总面积3.2万km2。额济纳河三角洲地形总趋势是西南向东北逐渐倾斜,呈四周高、中间低、南北带状分布,海拔高程在900~1 062 m之间,由西南向东北逐渐倾斜,东西两河地势平坦,地面坡降在1/1 000~1/1 500之间。
额济纳绿洲生态保护区地处阿拉善高原的西部,属极强的大陆性气候。土壤组合及分布呈水平地带性分布规律,灰棕漠土是主要类型。项目区植被大致分为两类:一是以戈壁平原为代表的高平原荒漠植被;二是以河岸、湖盆为代表的河泛低地草甸植被。整个额济纳河平原区地层为第四系冲洪积层。岩性由南向北颗粒变细,上游的粗颗粒以砾石、砂砾石为主,层间黏性土含量很少,地基压缩性很小,强度很高。中部岩性相变为中粗砂、细中砂夹薄层黏性土层,地基压缩性增大,承载力相应降低。下游及中下游地段岩性相变为粉细砂与黏性土互层,地基强度亦随黏性土增加而降低,压缩性亦增高。本区域内地下水的赋存与分布规律主要受地貌、岩性、地质构造、气象及水文条件的控制,使区内具有干旱地区的水文地质特征。区内降雨极少,平均年降雨仅36.6 mm,多集中于 7、8、9 三个月,且暴雨不多,降雨量大于5 mm者亦不多见,这就造成整个河谷平原区的地下水补给主要靠上游河道来水的入渗补给。其平原区地下水的主要排泄方式为潜水蒸发与植物蒸腾的垂向排泄。而本区地下水曾经以径流形式补给嘎顺淖尔和索果淖尔湖,即径流排泄,目前两湖均已干涸,地下水的植物蒸腾更突出成为本区唯一的排泄途径。
2.额济纳旗社会经济概况
2011年年末,黑河下游额济纳旗总人口为17 649人,其中城镇人口12 999人,农牧区人口4 650人。牲畜存栏总头数为7.92万头。其中大畜为1.51万头,小畜6.41万头,全旗耕地面积 8.13 万亩(15 亩=1 hm2,下同),农作物播种面积6.76万亩。年末生产总值398 932万元,第一产业13764万元,第二产业245194万元,第三产业139 974万元,人均生产总值226 037万元。
3.调水前生态概况
黑河下游额济纳绿洲区是流域生态环境最为脆弱的地区,现有土地面积8.04万km2,主要为戈壁沙漠和剥蚀残山,其面积占94%,其中近一半是沙漠化土地,绿洲仅占6%。项目区植被是额济纳绿洲最好地段,主要生长有胡杨、红柳及耐旱草类,胡杨生长在临近河道处,红柳生长在胡杨林的外缘,间布草地。根据2001年TM影像资料,现有胡杨8.5万亩,红柳11.56万亩,草地8.08万亩。
4.水资源开发利用概况
黑河调水实施前,额济纳河1991—1999年狼心山实测多年平均年来水量为4.38亿m3,绿洲生态来水量入不敷出,地下水水位连年下降,林木枯死众多,绿洲处于恶性循环状况。1999年春灌面积总计32.61万亩,料粮地2.15万亩,基本上代表了20世纪90年代灌溉面积的水资源开发利用水平。其中胡杨、柽柳林集中分布区的吉日嘎郎图苏木、苏古淖尔苏木、巴彦陶来农场以及机关事业单位农牧场分别灌溉 7.31万亩、6.16万亩、2.45万亩和1.52万亩,合计17.44万亩,不足现存胡杨柽柳林面积的10%。这是造成林木面积枯死的直接原因。
绿洲灌溉方式仍为水闸调配、埂坝拦截(埂坝高一般1~3 m,灌水单元最小上百亩,最大上万亩),自流串漫灌,估算河水的利用系数不足0.5。若按0.5计算,河水利用量为1.88亿m3。粮料地及草库伦灌溉利用地下水,经多年建设,节水灌溉面积增加至1.04万亩,占井灌面积的25%,综合利用系数为0.72左右。用于灌溉的地下水用量为0.15亿m3左右,城镇生活及工业用水量约为70万m3,牧区饮水量约50万m3。总计年用水量2.042 亿 m3。
表1 黑河下游额济纳绿洲抢救与生态保护工程统计表
二、项目实施
1.工程实施
黑河下游额济纳绿洲抢救与生态保护工程位于黑河下游内蒙古阿拉善盟额济纳旗境内,工程包括水利工程和生态移民工程两部分,分3年(即2001年、2002年、2003年)实施,工程总投资4.99亿元。实施工程项目统计详见表1。
2.水量调度
根据 《黑河干流水量分配方案》,在莺落峡多年平均年来水量15.8亿m3时,分配正义峡下泄水量9.5亿m3,鼎新片引水量在0.9亿m3以内,东风场区引水量0.6亿m3,狼心山引水量5.34亿m3;莺落峡25%保证率来水17.1亿m3时,分配正义峡下泄水量10.9亿m3;在枯水年莺落峡75%保证率来水14.2亿m3时,正义峡下泄水量7.6亿m3;莺落峡90%保证率来水12.9亿m3时,正义峡下泄水量6.3亿m3。因此,黑河下游生态恢复得到了有力的保障。
三、实施效果
1.地下水水位变化
据额济纳旗水务局观测资料,调水实施后地下水水位与实施分水前11年平均情况比较,额济纳东、西河上游回升0.11 m,西河中游回升0.32 m,东、西河下游地区从整体上看已遏制了地下水水位持续下降的趋势。
2.胡杨林围封后植被变化情况
黑河流域实施干流水资源统一调配后,绿洲局部地区生态环境得到改善,林草覆盖度提高。戈壁和沙地面积比实施调水前共减少了约39 km2,而草地和灌木林面积共增加了40多km2。30万亩胡杨林受到围封保护,胡杨林得到了复壮更新,部分胡杨林围栏封育区,封育前多为老树和过熟残林,林下植被稀疏,封育后胡杨根蘖苗日渐繁盛,植物种类增加10多种,生物多样性逐渐增加,林下植被盖度较封育前提高了25%,胡杨林面积由39万亩增加到44万亩。胡杨树生长显著加快,最大胸径生长量年均增加2.72 mm,柽柳地径生长量年均增加3.98mm。
据草原动态监测数据显示,额济纳河上游巴彦宝格德苏木靠近河岸的局部地区,调水后植被覆盖度较调水前的40.6%提高18.3个百分点,达到58.9%,植株高度平均增长4.63 cm,林下伴生物种由原先的苦豆子、芦苇、碱草、骆驼刺、盐爪爪等逐渐演替为甘草、芨芨草、沙拐枣等适口性优良牧草,退化的草场已大面积恢复,牧草品种增多。额济纳河下游的柽柳、苦豆子草场土壤盐渍化程度有所下降,盐碱斑逐渐减少,人工沙枣林比未灌溉前有明显改观,植被覆盖度提高28个百分点,达到68%。
据额济纳水土保护生态自然恢复检测试点连续3年测试的数据显示:额济纳绿洲植被平均覆盖度和产草量指标均有显著提高,随着植被覆盖度的增加,保水保土功能增强,每年减少土壤侵蚀量达7.73万t,有力地保护了我国西北地区这一重要的生态屏障。
3.下游输水效率变化情况
水闸新建与改造、河道整治、渠道建设、绿洲灌溉配套工程等水利工程陆续建成投入使用后,河水调控灌溉能力明显增强,下游输水效率明显提高,使有限的水资源得到有效利用。从狼心山分水枢纽到昂茨河分水枢纽输水距离120 km,当河道下泄流量小于等于30 m3/s时,输水时间约需150小时;通过新建的东干渠输水仅13个小时,改写了河道输水需5~7天的历史。从水闸到达狼心山分水枢纽到进入东居延海历时74小时,比原河道输水缩短了120小时,同比来水条件下,进入绿洲核心区水量增加了7800万m3。
[1]水利部.黑河流域近期治理规划[S].2001.
[2]李旭.黑河下游内蒙古额济纳绿洲生态抢救和保护建设刻不容缓[J].内蒙古水利,2001(3).