哈密市水资源特征分析

裴晶晶，奥斯曼，郭 伟

（新疆哈密水文勘测局，新疆 哈密 839000）

哈密市地处亚欧大陆腹地、我国新疆维吾尔自治区东部，属于典型的干旱区生态脆弱带，区域环境恶劣、降水稀少、荒漠化严重，水资源问题成为该市生态环境与经济社会可持续发展的限制因素。由于地形封闭、距离海洋偏远，水汽难以到达[1]，全市多年降水量仅有33.8 mm，这从本源上形成了水资源匮乏的格局；冰川融水为重要水资源类型之一，随着全球增暖趋势加剧，该市冰川退化、地表径流萎缩。当前，哈密市形成了种植农业、牧业、采掘业、工矿业等部门经济体系，市区人口逐年增加，而全市水资源量供给不足与区域经济发展矛盾凸显。在此背景下，本文深入探讨哈密水资源时空分配、空间布局特征，掌握其变化规律，以期为促进区域水资源调配和可持续发展提供信息基础。

1 资料来源

本研究以统计数据和水文站、气象站点监测资料为支撑。其中哈密市降水量数据来源于气象观测数据，沿用Gird方法测算区域降水量时空特征；社会经济和人口相关数据来源于《哈密市统计年鉴》；水文数据来源于水文观测。

水资源共有降水、地表径流、地下水等3种常规形式，本研究着重分析哈密市这3种水资源在时空尺度上的分布特征，并结合区域经济社会背景探讨了全市水资源特点，并基于水安全的角度提出来节水策略。采用常规数据统计分析法，分析平台为Excel 2016。

2 结果分析

2.1 哈密市水资源总量特征

哈密市既有天山余脉等高大山体，又有哈密盆地绿洲、荒滩戈壁分布，加之海洋暖湿气流难以到达，本地降水量极少，这对哈密市水资源产生较大影响。经测算，全市水资源量多年平均值为12.75×108m3/a，其中，地表水资源、地下水资源依次为3.62×108m3/a、9.13×108m3/a。冰川为该市最终要的水资源，随着全球气候变化加剧，本底气候成暖干化发展，这里冰川退化问题引起广泛关注[2]，资料显示(2001年)哈密市冰川水资源量达35.44.78×108m3/a，补给地表 0.4064.78×108m3/a。

图1 哈密市水资源变化

图1为哈密市水资源总量年际变化，依图可知2000~2014年全市水资源总量波动性强。应用一元回归方法进行拟合分析，可知该时域内哈密市水资源总量呈减少趋势，并且年减少量为0.1984亿m3。

2.2 哈密市降水资源特征

深受温带大陆性沙漠气候控制的哈密市，全年气候干燥，降水量多低于120 mm，极端降水量最高达140 mm，最低为0 mm，域内年际变化大。2000~2014年间，全市降水量介于60~110mm之间，平均值为78.06mm。一元回归拟合分析表明，2000~2014年间全市降水量变化趋势不明显，表明其波动性强、变率不稳定。受地形影响，哈密市降水量呈北高南低的空间格局，受北部天山余脉的地形效应，区域水汽相对较多，在地形抬升的作用下容易成云至雨，北部中高山地区年降水量可达400mm，沁城区为134.9mm，而东部哈密盆地不足50mm。

图2 哈密市降水量变化

2.3 哈密市地下水资源特征

鉴于哈密降水缺失、地表径流量少的不利格局，地下水成为

2.4 哈密市地表水资源特征

虽然区域地表水资源较之于地下水稀缺，但作为最易被利用的水资源，全市地表水尤为重要。全市境内河流以季节性河流为主，多为夏季冰雪融水形成，具有流程短、流量小、季节性不均衡的特点。全市形成独立水系的河流有29条，受地形与气候影响，多注入湖泊或消失于沙漠。地表径流北部山区，河流大多为由巴里坤山、哈尔里克山区形成的一些间歇性河流。河流全市最稳定的水资源供应来源。全市有哈密盆地，地势较为平坦，区域地下水资源的开采和利用具有2000年的历史。近现代以来地下水资源开发利用过度，导致区域地面沉降、断裂等灾害发生。图1显示，2008~2010年这30年间，哈密市平均地下水深度由-3.75m呈逐年降低，到2000年为-20.65m，在2010年达-43.21m，特别是2000年以后，地下水深度降低趋势明显。经拟合分析表明，每一年地下水深度降低1.3866m，地下水深度降低速度如此之快，究其原因，为资源开采量增强的缘故[3]。

图3 哈密市地下水深度变化

存在春汛和夏讯，春汛以积雪融水为主，汛期较短、水量较少而集中，主要发生于4~6月；夏讯以冰川融水为主要来源，期间炎夏高温、冰川消融，汛期在7~8月，水流量大而平稳，并为耕地、牧草提供灌溉水源；9~11月为平水期，河流水量稳定于年均值水平，变异性小；9~3月是河流枯水期，鲜有地下水、降雪补给，期间河流冻融，间歇性强[4]。

2.5 哈密市水资源空间分布分析

表1 哈密市主要河流径流量分布

降水的空间分布不均衡，也造成了地表径流分布差异；中部以北的山区汇集了全区80%的地表径流，而东南部地区不足20%。本底环境的限制，使得区域水资源开发也极具空间不均衡性[5]，如表2所示。

表2 哈密市水资源开发空间分布(万m3)

由表2可知，哈密市水资源开发空间分布不均衡。其中七角井区和哈密盆地区用水主要以地下水资源为主，年供水量分别为835、150万m3，开发率较低，依次是3.0%、4.9%。巴里坤山南坡地表径流达17381万m3，但仍以地下水供应为主，占11050万m3，总开发率为64.4%；哈尔克山南坡区水资源以冰川融水为主，但其主要以地下水工业为主，开发率较高，为143.4%；石城子河地区也以地下水利用占优，水资源开发率高达177.3%。

3 结论与建议

3.1 结论

以哈密市气象站点监测和水文监测数据为基础，运用基础统计和一元回归方法，对哈密市水资源量时空分布特征进行研究，得出结论如下：①由于地处世界上处亚欧大陆腹地，哈密市气候干燥，水资源在时间、空间上的分布不仅受降水过程控制，还与地理环境密切相关。②哈密市实测最大年降水量与最小年降水量的比值均大于3，大部分地区降水量的变异系数在0.15～0.20之间，这种变异性特点是由温带季风性气候区降雨季节性分配不均衡和年际波动性大造成的。③哈密地表径流量季节性特征显著，夏季径流量最大，其次为春季、秋季、冬季，这种分配不均衡不仅为农作物生存造成不利影响，也为洪涝、干旱灾害的发生带来潜在威胁。④该市地下水为最主要供水来源，总体而言其变率小、分布稳定；而地表径流年际变化大、空间分布不均衡，在全球气候变化的背景下，哈密市降水、水循环过程的年季节波动性将会增加。

3.2 建议

哈密市降水资源匮乏、冰川融水减少，水资源供需十分不平衡，水资源缺失是区域可持续发展的限制因素。鉴于此，应该把节水视作长效任务，农业上应优化作物结构、提升种植技术、普及高新灌溉技术，加强水资源节约；工业上注重水资源重复利用、污水处理、控制水污染；生活上从水资源供应网络、供水设备、日常等方面进行，总之节水是永恒主题。

哈密市水资源年内分布不均衡，为水资源调蓄增加困难。春季水资源量占全年10%~15%，而需水量占20%~30%，并且水库等蓄水设施缺乏，无法满足有效调配利用，导致用水量、特别是农业生产需水严重不足。在此背景下应该科学规划建设蓄水设施，确保地表径流保蓄，为灌溉、区域水源调配做准备；并设计引水路线，做好西水东调工作。

哈密市面临着冰川退化、地下水深度加深，水污染等水生态问题，因而做好水资源涵养、固碳行动应是第一位的，从源头上增强水源保持功能；其次加大污水处理、治理措施，从财政投入、基础减少、环境执法等方面综合行动，遏制排污、治理污染。

[1]王璞玉,李忠勤,周平,金爽,陈辉.近期新疆哈密代表性冰川变化及对水资源影响[J].水科学进展,2014,25(12104):518-525.

[2]贾丽丽,王晓强.哈密地区水资源评价与利用对策研究[J].中国水运,2010,.1005:127-128.

[3]焦宏波.哈密地区水资源利用规划节水研究 [J].水利规划与设计,2009,No.8802:4-5+77.

[4]肖重华,李鹏.哈密市水资源承载能力及其供水对策 [J].新疆水利,1996,No.9304:34-37.

[5]张立民.合理配置水资源并实现新疆优势资源转换问题的研究[D].天津大学,2008.