新疆白杨河流域水资源特征及开发利用对策

2015-12-15赵志江

地下水 2015年4期

赵志江，陈立

(新疆地矿局第一水文工程地质大队，新疆乌鲁木齐830091)

1 流域概况

白杨河流域位于新疆准噶尔盆地的西北缘，流域北部、东部与塔城地区和布克赛尔县和布克河流域接壤，南部及西南部分别与准噶尔盆地南缘的玛纳斯河、奎屯河流域相接，西部与塔城地区额敏县的额敏河流域毗邻，面积约1.64万km2，其中山区0.76万 km2，平原区0.88万 km2。

1.1 地形地貌

白杨河流域属于新疆西准噶尔山地，由西北部吾尔喀夏尔山、北部的赛米斯台山、南部的扎依尔山、成吉思汗山组成的一个周围环山，中部向东南方敞开的半封闭谷地，地势整体呈西北高东南低的总体特征，山峰与洼地相间出现，地形起伏较大。西北部的吾尔喀夏尔山为流域最高处，海拔2 651 m。山顶多为平台状，受强烈侵蚀切割，常见有峡谷陡壁;中部白杨河谷地呈东西向由西向东延伸，谷地两侧形成东西向丘陵隆起，山体方向大致与断陷谷地方向一致，海拔高度为800～1 000 m，山顶均被残积物覆盖。南部为扎伊尔山、吉思汗山，海拔1 100～1 200 m，为起伏不平的荒山丘陵。东南部百口泉—乌尔禾一带，为丘陵、平原和湖沼地形，海拔250～1 300 m。艾里克湖为流域内最低处，海拔257 m。位于乌尔禾东部丘陵一带，俗称“魔鬼城”。流域内平均海拔高程949 m，最大高差2 394 m。

1.2 河流水系

白杨河流域河流均属于内陆河流[2]，主要河流有白杨河、布尔阔台河、科克塔勒河、达尔布特河、木哈塔依河。

白杨河发源于额敏县境内的吾尔喀夏尔山东南坡，流域海拔最高2 345 m，源流为丹木约任，自北向南流，沿途两岸支流众多，与干流呈枝状水系。

布尔阔台河为木哈塔依河源流之一，发源于吾尔喀夏尔山南麓的克尔克孜勒，海拔高程2 562 m，河流自西北流向东南，出山口后河流呈散流状下泄，补给莫合台洼地。其后又在下游汇入木哈塔依河。

达尔布特河发源于扎伊尔山东坡的阿金勒山，源头与科克塔勒河相邻，海拔高程为1 763 m。

木哈塔依河由发源于吾尔喀夏尔山南坡和扎伊尔山北坡、在山区成独立水系的诸河流出山口后，渗入地下，其后又在两山之间东侧的莫合台洼地逐渐溢出汇合形成。

流域内除上述河流外，还有发源于西北部及南部山区的泉及泉集河，这些河沟泉水流出所在山区的山口后，很快就渗入地下转变为地下水向下游径流。

2 流域地表水与地下水基本特征

2.1 地表水

2.1.1 地表径流

对流域内的主要河流白杨河、达尔布特河、科克塔勒河和布尔阔台河进行了多年平均径流量的统计[2]。

(1)白杨河沿途汇入了赛米斯台河乌图顺、科勒迭能苏、布腊特河等支流，河长67.4 km，多年平均年径流量2.438亿m3。

(2)达尔布特河河流全长157 km，出山口以上集水面积727 km2，多年平均径流量是0.3107亿 m3。

(3)科克塔勒河河长37 km，多年平均年径流量为0.221 7亿 m3。

(4)布尔阔台河河长31.7 km，多年平均年径流量为0.430 0亿m3。

2.1.2 地表水资源量

对流域内地表水资源系列进行频率计算，求得各分区不同频率地表水资源量[2]，见表1。

由表1可知，全流域地表水资源总量为3.972亿 m3。

2.2 地下水

2.2.1 地下水的赋存与分布

流域西北侧的乌尔喀夏尔山山势高俊，阻挡了西来的潮湿气流，形成丰富的降水[1]。由于地处巴尔鲁克帚状构造北段，多发育有东西向的压扭性和张性断裂，沿断裂带多发育深大沟谷和河流，导水性良好，易接受大气降水和融雪水的补给、存储。山体西部为迎风坡，气候湿润，降水较多，水系发育，山体大部分被风化残积物质覆盖，形成具有自由水面的裂隙潜水带，因此在山谷底部或山顶低洼处可见到泉水出露。岩浆岩风化裂隙水单泉流量一般大于1 L/s，含水岩系由古生界碎屑岩和花岗岩组成。

表1 白杨河流域水资源量表

流域南侧的扎伊尔山由西向东海拔逐渐下降，以扎伊尔山大断裂为界，呈现出东西两侧较大的差异。西北端山体相对高大，正对盆地敞口，可接受来自塔城盆地的潮湿气流，同时阻挡潮湿气流的东移。此外侵入体本身遭受分化剥蚀后，形成负地形(洼地和低地)，残积覆盖层和风化裂隙发育，有利于地下水的补给和赋存，风化覆盖层的泉的流量小于0.1 L/s;无覆盖的风化裂隙泉的流量则大，一般为1～3 L/s，含水岩系由凝灰砂岩、钾质花岗岩等组成;扎伊尔大断裂以东为低山丘陵区，受荒漠气候影响，降水稀少，水系极不发育，因而地下水补给源极端贫乏。一般泉流量都小于0.1 L/s，含水岩系由下石炭统凝灰砂岩组成。

中部谷地为东西方向延伸的地堑式断陷谷地，形成了西北部山前—白杨河西岸附近的第四系盆底状及新近系条状坳陷中心和近似三角形的莫合台现代沉降中心。沉降中心带上部的Qapl3-4砾石层为潜水的良好含水层，下部的Qapl1-2砂层为承压水的含水层，其间的粘土层为隔水的顶底板。以布尔阔台河为界，西边水系密布，并在出山口不远的山前砾石带中渗漏消失，地下水由北向南潜流到隆起带受阻回水，形成大量泉水溢出，这些泉水汇集形成了溪流，切割丘陵继续南流，其余泉水形成沼泽而蒸发。东部水系减少，多汇集于大河流，出山口渗失在谷地内，形成结构单一结构的松散岩类孔隙水;白杨河出山口，河床即切入新近系砂砾岩中，河水大量河水沿河道渗漏，同时北部山前暴雨洪流对第四系的补给，形成了白杨河两岸的第四系松散岩类孔隙水及新近系碎屑岩类裂隙—孔隙水。

2.2.2 地下水资源量

区域上以水均衡理论为指导，采用水量均衡法，计算流域地下水资源量[1]。其中，地下水的补给量扣除重复量和地下水回归量，地下水资源总量为27 867.07万 m3/a，见表2。

表2 地下水资源计算结果统计一览表

3 流域地表水与地下水开发利用现状

3.1 地表水

目前，流域内已建水利工程主要有:6座水库，分别是白杨河水库、白碱滩水库、黄羊泉水库、风城水库、三坪水库和阿依库勒水库，总库容28 350×104m3;1座引水渠-白杨河龙口;各类引水渠道长773.2 km，其中防渗渠道593.5 km[2]。

引额济克“635”引水工程是向克拉玛依市供水的大(ⅠⅠ)型水利工程，年引水总量为8.4×108m3，其中沿线农牧业用水4.4×108m3，克拉玛依市工农业用水4.0×108m3。整个工程由“635”引水枢纽、总干渠、西干渠及风克(风城水库至克拉玛依市)干渠组成，全长462.5 km，由克拉玛依市负责建设与管理的西干渠与风克干渠工程全长329 km，设计引水流量28.0～73.0 m3/s。

3.2 地下水

从上世纪50年代开始，区内地下水的开发利用经历了先分散、局部开采，到后期的集中、大面积开采阶段。目前，已经形成民井、浅井零星开采、水源地供水井集中开采、井渠双灌、井泉联合等四种地下水开发利用模式。

目前，区内地下水开发利用以机井集中式及分散式开采为主，泉水量利用率不高，大的泉流被渠系引流进行局部地带农业灌溉。机民井主要集中在下游乌尔禾至百口泉一带，零星机民井的主要分散在流域中部白杨河谷地铁厂沟、一七零团地带，全区共有机井2 152眼[1]，地下水开采量2 291万m3/a;泉水流量2 061.13万 m3/a，利用程度不高。

4 流域地表水与地下水开发利用问题

4.1 地表水与地下水统一规划缺失

由于没有统一的规划，造成流域内水利建设以地下水为主，缺少地下水资源开发利用规划，机电井配套工程没有纳入到水利基本建设程序，造成地下水开发利用程度较低，且分布均布均衡。

4.2 落后的灌溉方式产生严重浪费

区内农业用水采用大水漫灌的方式，亩均用水量为500～700 m3。如若使用滴灌、喷灌等节水灌溉方式，可大量节约水资源，提高单位水效益。

4.3 地表水与地下水的开发利用缺乏全局观念

由于流域内涉及到的行政区域较多，形成多龙治水局面。各自行政区内，受到增加GDP的影响，只管本辖区内的水资源开发事宜，在制定、实施水资源开发利用规划时，易产生短视行为。在水源丰富地区，仅考虑使用地表水，造成地下水闲置;在水源不丰富地区，仅考虑就近取水方便、节约成本，而造成地下水过度开发等。

4.4 生态环境与水资源的演化关系缺乏系统研究

流域水资源相互转化循环途径被地表水引水工程及地下水开发工程破坏，导致地表水与地下水转化失衡，造成流域生态环境遭到破坏。如白杨河上游修建水库，致使河道下游断流，使得下游地区地下水位持续下降，沙尘暴日数增多，树林大面积枯死，沿河绿色走廊濒临消亡，严重威胁着当地人民群众的生产和生活。同时，下游农田地表水的使用加重了地下水浅埋带土壤次生盐渍化。如地下水溢出带以下的细土平原由于引灌水量不减，地下水开采力度又小，排水条件较差，地下水位高，导致土壤次生盐渍化现象严重。

4.5 地表水与地下水动态监测系统不完善

流域内的地表水监测点仅限于各水利工程处，如水库、引水渠等，但在河流出山口处普遍没有监测点，这对计算地表水入渗补给地下水造成很大困难;同时地下水动态监测点仅局限于绿洲带的人类聚集区及水源地内，且监测内容、监测频率和监测时段都不尽相同，更没有完善的预测预报系统。如有的地方政府监测的内容仅有水位，没有水温、水质等内容;即便是有水位监测内容，监测序列也不完整，仅有冬季，缺少夏季等问题。上述问题对科学有序开发流域水资源造成很大影响。

4.6 流域地下水资源研究程度低

流域内地下水资源研究程度在20～50万比例尺精度，无法满足国民经济对地下水开发利用的所需的最低精度要求，可持续利用的地下水资源量不是十分清楚。同时，由于研究程度精度达不到，导致水质恶化、污染等问题得不到及时有效控制与解决。

5 流域地表水与地下水开发利用建议

5.1 建立地表水与地下水联合调度管理模型，区域水资源统一配置规划

在现有资料基础上，开展流域水资源开发利用综合分析研究工作，利用成熟的科学方法和技术能力构建流域地表水与地下水的水力管理模型，实现地表水与地下水的联合调度与配置。以现状条件的地表水引水量、地下水开采量及生态环境为约束条件，研究区内地表水、地下水与生态环境的合理配置关系，实现开发利用水资源与生态环境、社会经济发展相适应，并具有可持续性。

5.2 政府积极倡导，转变落后的灌溉方式

当地政府应该积极倡导节约用水及节水灌溉的新方法及新工艺，并在政策上给予一定支持。如设立阶梯水价可以很好的解决这个问题。每增加一亩节水灌溉(喷灌、滴管或其他节水方式)农田，可以减免一定额度的水费。这不仅节约了水资源，提高单位水效益。而且有助于改变人们的用水习惯，促进经济社会向节水型社会转变。

5.3 对流域地表水与地下水实行统一管理与开发

在流域范围设立专门的水资源管理部门，负责流域水资源整体的开发与利用。此部门独立于各行政区政府，向新疆自治区人民政府直接负责。各行政区内使用水资源，需要到此部门申请并登记备案。这样既解决了流域水资源研究经费，又避免了“多龙治水”的局面。既可以保护好生态环境，又可以促进当地经济持续健康发展。

5.4 强化流域水资源与生态环境的演化关系研究

进一步深化研究水资源开发利用与生态环境的演化关系，摸清区内水资源转化与生态环境变迁的主要因素及影响因子，设立在不同生态环境条件下，水资源开发利用的“红线”，保持国民经济发展与生态环境变化相对稳定。

5.5 完善流域地表水与地下水动态监测系统

查清地表水与地下水的基本动态规律，服务于区域水资源评价。地表水监测点布设水库、引水渠、河流出山口、农田等处;同时在各河流的上、中、下游处设立流量监测点，以便于系统掌握地表水的渗入流失情况;地下水动态监测点按照水文水文地质单元布设在山区及平原区。山区以监测泉水流量、水温及水质;平原区以监测井的形式，采用自计水位仪监测水温、水质、水位等内容，统一监测频率和监测时段，完善预测预报系统。