吐鲁番盆地水资源合理开发与保护对策研究

2016-02-05张小红

地球 2016年12期

关键词：机电井坎儿井吐鲁番

■张小红

（新疆地质调查院新疆乌鲁木齐830000）

吐鲁番盆地水资源合理开发与保护对策研究

■张小红

（新疆地质调查院新疆乌鲁木齐830000）

随着全球气候的逐渐变暖，人们对水资源需求量的不断加大，吐鲁番盆地作为我国西部的一个缺水严重的干旱区之一，在面临水资源日益短缺的今天，非常需要一套完整的，对现有供水体系能起到良好保护作用的系统。坎儿井作为吐鲁番盆地最大的地下水利灌溉系统，在整个盆地的水资源开发与利用过程中发挥着重要的作用。本文将通过对吐鲁番盆地的水资源利用现状分析，以坎儿井为基础提出水资源开发利用与保护的对策。

吐鲁番盆地水资源坎儿井开发与保护

1 地下水及年补水量概况

1.1 地下水现状

目前的吐鲁番盆地，在地下水的开发利用上以机电井为主，坎儿井、泉为辅。机电井开采的地下水用于农田灌溉、农村自来水（农村人畜用水），也用于工业生产，其中吐哈油田的开采也有地下水的功劳。坎儿井的地下水用于生态绿化、农田灌溉、以及农村居民生活。

随着机电井的大面积施工和使用，坎儿井的水量受地下水位变动的影响，出水量受到了严重影响，很多坎儿井出水量降低其价值也随着降低，随之而失去维护，干涸以至废弃。近年来坎儿井不论数量和地下水的开采量都呈现出逐年锐减之势，而机电井的数量和地下水的开采量都呈现出逐年增长的势头。目前吐鲁番盆地在用的农灌机电井总计达到了5732眼，机电井主要分布于吐鲁番盆地的绿洲区，平均井点分布密度为2.5眼/km2，在达朗坎乡、恰特卡勒乡井点最高的分布密度已经达到了4眼/km2。吐鲁番盆地地下水总开采量为9.9096×108m3/a。

下面的表1为吐鲁番地区各业多年平均水资源利用量汇总表【3】从中不难看出地下水源的开发和利用占了整个盆地水资源开发与利用的一半以上，同时如果在节水力度上有所加大，利用新技术等提高地表以及地下水资源的利用效率将有效的保证吐鲁番盆地经济的持续发展。

1.2 地下水补给概况

既然地下水在整个吐鲁番盆地水资源开发与保护中占据了重要作用与地位，那么必须弄清楚其主要的补给来源才能够更好的探讨与研究开发与保护的方法。吐鲁番地区地下水补给最主要的方式是山前侧渗、平原区河道渗漏两种。

2 水资源的开发和保护

2.1 坎儿井现状及保护

坎儿井是一项古老的地下水利工程设施和人类宝贵的文化遗产,距今已有近2000a的历史,目前97%以上的坎儿井主要集中分布在新疆东部吐鲁番一哈密盆地,被当地人民誉为"生命之泉",然而目前正面临着急速干涸以至消亡的命运。

由于投入产出之间存在滞后期，所有自变量均滞后1期，这样更加符合创新投入产出规律。同时，为消除内生性，采用系统广义矩法(SYSGMM)进行估计，工具变量一般选择自变量的1阶滞后项，以克服差分广义矩法估计量较易受弱工具变量影响的不足。在此，自变量已经滞后1期，因而工具变量实际为自变量滞后2期。

2.1.1 坎儿井的现状

吐鲁番盆地作为坎儿井分布相对集中的地区，坎儿井水基本用于灌溉农田和少量的农村生活用水，大部分坎儿井在冬季由于缺少蓄水设施而流失，流失的水一般用于绿化带灌溉，但大部分渗入地下，重新转化为地下水。如图1坎儿井结构示意图。

图1 坎儿井结构示意图

但是当今社会，随着更加先进的水利技术的发展，自然灾害的频发、环境的不断的恶化，绿洲面积逐渐减少，地下水的不断抽取，使得利用地下水来灌溉的坎儿井数量急剧减少。2010年吐鲁番盆地437条中有水坎儿井为203条，有水坎儿井比2004年减少了126条，流量也不断减少。在未来多年里，坎儿井很可能将会永远的消失。

2.1.2 坎儿井的保护

针对坎儿井的现状以及原因，为了更好的保护坎儿井，同时也是为了让坎儿井像都江堰、京杭大运河一样还能在现在以及未来都发挥作用，主要从工程措施以及行政措施两方面去进行保护。在行政上，主要是建立相关的坎儿井保护区，避免在新开发的过程中遭到破坏。同时不管是在现在还是在未来的新水利系统规划中，尽量能够利用上现有的坎儿井系统，合理分配地下水，让新旧技术能够有机的结合起来。

在工程措施上，由于坎儿井是利用地下水来实现灌溉的功能，因此首先在水资源的开发利用上要开元增水，其次是对原本的土质的坎儿井进行加固改造，在不改变原来结构和风貌的前提下，利用不同的方式，例如加顶盖板，回填滤水层等，保护坎儿井的同时，提高其利用水来灌溉的效率。

2.2 新技术和开发保护措施

2.2.1 行政措施完善水资源合理开发与保护的法律，在我国现有的《环境保护法》、《水法》等的基础上，依据吐鲁番盆地的现状制定要相对完善的法律法规制度，从而达到明确水权，责任到人的目的，利用法律的规定，减少人们对地表水以及地下水的过度开采和浪费，同时通过行政处罚、监督还能够很好的减少生态污染，水资源的再利用。

同时各乡镇、县市等要定期对节水等就行宣传教育，在潜移默化中让人们有节约用水，重复利用水资源的意识。

2.2.2 工程技术措施

首先从源头入手，涵养与开源并重，通过在水源相对较多或者水源地相对重要的地方，进行植树等行动，从而达到涵养水源，减少水分白白蒸发的目的。同时在降雨量较多的地区修建水库等，对水进行储备，而不是仅仅依赖于河流、冰雪融水等。

其次是合理用水。主要是合理修建水库等蓄水设备、农业、工业合理利用水资源，减少对水资源的浪费与污染。水利枢纽可以根据盆地特点，分为蓄水、防洪、防蒸发、灌溉等多种功能，在不影响河道等情况下修建，而农业与工业应该适当的调整产业结构，采用更加先进的节水、灌溉、净水的技术，这样不仅达到了节约水资源的目的，还挑了水资源的利用效率。

最后是污水资源化。无论在农业还是工业上或者是日常生活中，或多或少会产生污水，在污水不影响环境，不影响人们生存的前提下，可以对这些污水加以重复利用，如浇灌覆盖在沙漠的植被。对于污染性不大的，可以通过净水技术对其进行处理，用于除了饮用、饮食外的生产、生活当中。