疏勒河流域敦煌生态输水问题研究

王合创，徐宝山，南 洋，范 琳

(甘肃省疏勒河流域水资源局，甘肃 酒泉 735211)

疏勒河是敦煌的母亲河。为了保护和恢复敦煌市境内、疏勒河尾闾的西湖国家级自然保护区生态，进而保护拥有上万年历史的月牙泉、莫高窟壁画等文化遗存，保护敦煌及其周边县市、河西走廊乃至整个西北地区的生态安全，经国务院批准，自2011年以来，疏勒河流域实施了《敦煌水资源合理利用与生态保护综合规划》(以下简称《敦煌规划》)项目。目前，项目已经基本完成。如何解决好流域水资源供需矛盾突出问题，科学输送生态水，全面实现《敦煌规划》确定的生态输水目标，是流域水资源管理工作面临的一大课题。

1 疏勒河生态输水概况

1.1 现状疏勒河生态输水情况

1.1.1《敦煌规划》实施前疏勒河生态输水情况

疏勒河发源于青海省境内，流经青海省天峻、甘肃省肃北、玉门、瓜州、敦煌等5县市，最终流入敦煌西湖湿地，总长度约670km。据调查论证，在1962年双塔水库建成运行以前，疏勒河水可流至敦煌市境内玉门关以西湾窑墩以下。双塔水库建成运行后，河水仅能到达玉门关以东的哈拉湖。随着经济社会快速发展，流域水资源被过度开发利用，生态水被逐年挤占，西湖国家级自然保护区生态退化、萎缩，敦煌绿洲天然屏障功能削弱，生态环境不断恶化。《敦煌规划》项目实施以前，疏勒河向敦煌西湖湿地输送生态水处于“来水量多了多放、少了少放、有水就放、没水不放”的无意识状态，每年输送的生态水量有限，且由于没有实施河道疏浚工程等原因，水流不畅，少量的生态水基本无法到达敦煌西湖湿地。

1.1.2《敦煌规划》实施后疏勒河生态输水情况

2011年以来，通过实施《敦煌规划》项目，在对疏勒河灌区实施大面积节水改造的同时，对疏勒河下游主河道进行了疏浚与归束，实行了昌马、双塔、赤金峡水库三库联合调度，每年有计划地通过双塔水库向下游河道及敦煌西湖自然保护区输送生态水。项目初步实施完成后，2015—2018年4年累计向下游河道及敦煌西湖国家级自然保护区输送生态水77499万m3，年均19374万m3。其中，2018年输送生态水23524万m3，到达双墩子断面水量8792万m3，超过了《敦煌规划》确定的2020水平年通过双塔水库“下泄生态水量7800万m3，到达双墩子断面水量2200万m3”的生态输水目标。项目实施后通过每年有计划地输送生态水，疏勒河下游河道及敦煌西湖自然保护区的天然植被得到了有效恢复，生态环境恶化趋势得以有效缓解。

1.2 《敦煌规划》生态输水目标

《敦煌规划》明确提出，要通过“南护水源、中建绿洲、西拒风沙、北通疏勒”措施，实现“内节外调统筹、西拒北通并举、水源绿洲稳定、经济生态均衡”的目标。同时，提出了下泄生态水量约束性指标，即“到2015年，通过双塔水库下泄生态水量7800万m3，到达瓜州敦煌边界双墩子断面水量2700万m3，进入西湖玉门关断面水量1300万m3”。“到2020年，通过双塔水库下泄生态水量不低于7800万m3，进入瓜州敦煌边界双墩子断面水量不低于3500万m3，进入西湖玉门关断面水量不低于2200万m3”。实现敦煌盆地土地沙化、绿洲边缘天然(草地)生态恶化初步得到遏制，敦煌西湖国家级自然保护区生态基本维持稳定的最终目标。

2 上游来水与疏勒河生态输水量相关性分析

2.1 昌马、双塔水库历年径流量分析

2.1.1昌马水库历年径流量分析

昌马水库始建于1997年，2003年建成运行，是疏勒河干流上游的龙头水库，多年平均径流量10.31亿m3，总库容1.94亿m3，属大(2)型年调节水库。根据昌马堡水文站多年实测资料，1954—1998年44年中，枯水年26次，平水年11次，丰水年7次，总体来说，平水年与丰水年个数之和小于枯水年个数，说明这44年疏勒河水资源比较紧缺，来水量总体处于枯水年阶段。1998—2018年20年中，平水年3次，丰水年17次，其中有18年年径流量大于多年平均径流量，说明这20年疏勒河干流水资源较为充沛，来水量总体处于丰水年阶段。同时，这也说明近年来疏勒河顺利完成的生产生态输供水服务，是在上游来水量较为充沛条件下完成的。今后还应未雨绸缪，进一步做好应对枯水年、上游来水量不足情况下完成生产生态输供水服务工作的思想准备。

2.1.2双塔水库历年径流量分析

双塔水库位于疏勒河干流中游，始建于1958年，1962年建成运行，多年平均径流量2.96亿m3，总库容2.4亿m3，属大(2)型年调节水库。双塔水库来水量主要包括两部分，一部分来自昌马水库经昌马总干、西干渠从三道沟河的调水，另一部分为上游灌区灌溉回归水形成的露头泉水。自2001年昌马水库建成运行调节后，水库径流量与昌马水库蓄排水具有一定的相关性。根据双塔水库上游潘家庄水文站多年径流资料统计分析，1958—2018年61年中，枯水年27次，平水年11次，丰水年23次，平水年与丰水年个数之和大于枯水年个数，说明这61年疏勒河中下游水资源相对处于充足状态。特别是自2004年以来，双塔水库来水量呈逐年增加趋势，远高于多年平均径流量，说明近15年双塔水库也是丰水年份。进一步结合上游昌马水库来水量趋势分析，疏勒河干流近15年来水资源量较为丰沛，上下游总体处于丰水年期间。

2.2 双塔水库来水量与供用水量分析

2.2.1双塔水库来水量分析

根据现有2003—2018年16年统计资料分析，2016年双塔水库入库水量最高，为62803万m3，2003年最低，为25227万m3，多年平均入库水量为40582万m3。2014年昌马水库来水量101924万m3，最为接近疏勒河干流多年平均径流量10.31亿m3，与此相对应的双塔水库入库水量为36463万m3。

统计分析2003—2018年昌马水库向双塔水库调水量资料，16年平均调水量为20605万m3，其中2018年最大，为27508万m3，2004年最小，为14643万m3。2014年昌马水库来水量最接近疏勒河干流年均径流量，相对应的昌马水库向双塔水库调水量为21454万m3，见表1。

由表1可知，2018年回归水量最大，为35295万m3，2007年最小，为7541万m3。2014年疏勒河年径流量最接近疏勒河多年平均径流量，双塔水库入库水量中的回归水量为15009万m3。通过定量分析可以看出，在疏勒河年径流量接近多年平均径流量10.31亿m3时，双塔水库入库水量中的回归水量，大体稳定在15000万m3左右，且随上游来水量的丰枯和调水量的多少而上下波动。

根据2003—2018年统计数据分析，昌马渠首下泄水量、双塔水库入库水量中的回归水量、下泄生态水量，都在年际上呈逐年递增趋势，如图1所示。随着昌马渠首下泄水量的增加，双塔水库入库水量中的回归水量也在增加，且回归水量与昌马渠首下泄水量变化规律基本一致，呈线性相关。

经灌溉数据相关性分析，双塔水库入库水量与回归水呈线性关系，相关系数为0.9456。入库水量与调水相关系数为0.6997，入库水量与昌马渠首下泄水量相关系数为0.8212，回归水与昌马渠首下泄水量相关系数为0.8288。双塔水库入库水量在一定程度上主要取决于回归水，而与调水密切程度不高。分析原因，可能与上游昌马水库调水的不连续性有关，如图2所示。

2.2.2双塔水库供用水量分析

双塔水库主要承担着瓜州县6个乡(镇)，2个国营农场、4个农业综合开发区和17个个体农、林、场(站)共46.43万亩灌溉面积的农业灌溉供水任务。从2003—2018年双塔水库向灌区农业供水统计资料分析看，2018年双塔水库的灌溉引水量最大，为37459万m3，2003年最小，为27815万m3，多年平均灌溉引水量为32944万m3。2014—2018年疏勒河流域灌区供用水量见表2。统计数据表明，疏勒河三大灌区灌溉引水量呈逐年平稳趋势，如图3所示。

表1 双塔水库历年来水量与供用水量统计表 单位：万m3

图1 双塔水库历年年际来水量与下泄生态水量关系图

图2 双塔水库水量指标相关性分析图

表2 疏勒河流域灌区2014—2018年供用水量统计表

2.3 双塔水库向下游输送生态水过程、水量满足程度分析

2.3.1双塔水库向下游输送生态水水量满足程度分析

图3 2014—2018年疏勒河三大灌区引水量分析图

2011年实施《敦煌规划》项目以来，疏勒河灌区累计完成田间节水改造面积102.78万亩，改造骨干渠道401.13km，建筑物1190座，恢复与归束河道82.94km。以疏勒河年径流量最接近10.31亿m3的2014年为基准年分析，疏勒河每年需通过双塔水库向双塔灌区供给农业灌溉水量稳定在34500万m3左右(含灌区生态用水)，需向下游河道及敦煌湿地输送生态水量不小于7800万m3，合计42300万m3左右。平水年双塔水库来水量中的回归水量基本稳定在15000万m3左右，要保证双塔水库入库水量在42300万m3及以上，需昌马水库每年向双塔水库调水27300万m3及以上，才能保证双塔水库实现上述供输水任务目标。丰水年可根据来水量具体情况，向下游增加生态输水。在枯水年份来水量不足10.3亿m3时，如何最大限度地满足生活生态生产用水，则需政府根据来水量及灌区需水紧急程度具体情况确定。

图4 2017—2018年双塔水库下泄生态水过程线图

图5 双塔水库下泄生态水量与双墩子断面流量过程线图

2.3.2双塔水库向下游输送生态水过程满足程度分析

多年来，疏勒河坚持每年通过双塔水库定期或不定期向下游河道及敦煌湿地输送生态水，2003—2018年累计输送生态水152042万m3。其中，2016年输送生态水量最高，达25562万m3。有监测计录的2018年，双塔水库共向下游输送生态水12270万m3，监测到达双墩子断面的水量为8792万m3，超过了《敦煌规划》提出的2020水平年生态输水目标。

根据多年生态输水情况，并结合有输水过程观测记录的2017、2018年下泄生态水过程分析，双塔水库能够实现向下游输送生态水的时间，一般集中在每年的6—11月份，如图4所示。

观测数据表明，双塔水库输送生态水量在年际变化和年内变化上存在相同的规律，输送生态水量与昌马渠首调水水量、双塔水库入库水量也存在相似的变化规律，双塔水库每年输送生态水量主要集中在6—11月，且随着流域进入汛期上游来水量的增大而增大。2016年，疏勒河水资源局抓住上游来水量较为丰沛的有利时机，于5月22日—10月10日，连续集中大流量向下游输送生态水62天，输水流量在6～40m3/s之间，累计输送生态水量25562万m3，干涸60多年的敦煌玉门关以东的哈拉诺尔湖出现了季节性水量。

分析2017、2018年双塔水库向下游输送生态水并到达敦煌湿地的具体过程，可以明显看出，疏勒河只有在每年的6—11月份，根据上游来水具体情况，通过双塔水库集中大流量向下游输送生态水量5886万m3以上，且输水流量在11～42m3/s之间，持续时间在1486～389h以上，才能满足到达双墩子断面水量2200万m3以上的生态输水目标，如图5所示。受河流来水量年际变化、水库蓄供水能力及灌区农作物灌溉实际影响，疏勒河灌区在春灌及夏灌一、二轮期间，也即3—5月间，存在水量不足和程度不同的“卡脖子旱”问题，无法实现生态输水，下游生态只能靠最低限度的生态基流来维持。同时，小流量、短时间零星输送生态水，水量大部分渗漏、蒸发于双塔水库到双墩子断面近150km河道的河流沿线，基本无法到达双墩子断面。即使有少量水量到达，也无法满足有效补给敦煌湿地生态水量的目标要求。

3 疏勒河生态输水问题与对策

3.1 针对流域用水矛盾突出问题，每年有计划输送生态水，保护敦煌生态

疏勒河流域地表水开发利用程度高，地下水严重超采，随着经济社会快速发展，流域用水矛盾十分突出。因此，应严格落实流域水资源消耗总量和强度“双控”指标体系，优化三大库联合调度和用水计划，在确保各水库、电站闸坝按要求下泄生态基流的基础上，坚持每年6—11月份，通过双塔水库有计划地向下游河道及敦煌湿地集中较大流量输送生态水，输水流量保持在11～42m3/s之间，相应输水时间持续在1486～389h(62—16d)以上，确保全面实现敦煌生态输水目标。

3.2 针对管理体制机制不顺问题，依法统一管理水资源，综合推动流域生态建设

疏勒河流域地表水与地下分属流域机构和县(市)水行政主管部门管理，不利于统一调配地表水和地下水资源，最大限度地向下游及敦煌湿地输送生态水。同时，流域水资源管理和生态保护相关法律法规尚未建立，不利于水资源管理和生态保护工作的依法开展。因此，应积极推动流域立法，建立健全流域与区域管理相结合的流域水资源管理决策运行机制，依法规范用水秩序，保证生态用水不被工农业生产等挤占。

3.3 针对水利工程维护费用短缺问题，建立健全生态用水补偿机制，有效提高生态输水保证率

多年来，疏勒河坚持通过水利工程每年向玉门市、瓜州县城市绿化区、人工湖、风沙线、灌区防风林带等供水4000～6000万m3，向下游敦煌、瓜州、玉门境内各自然保护区输送生态水8000万m3以上。由于流域农业灌溉水费价格长期偏低，输送生态水成本补偿不落实，工程维修和折旧费用长期无法按预算管理标准正常计提，水利工程运行维护管理经费严重不足，影响了生态输水的保证率。因此，应加快建立流域生态用水补偿机制，明确生态用水补偿的方式、范围、标准和主体，提高生态输水的效率和效益，保障敦煌湿地及其河西走廊生态安全。