基于生态文明视角的玛纳斯湖保护对策研究

2021-08-03陈思，李江，谢蕾

水利规划与设计 2021年7期

陈思，李江，谢蕾

(新疆水利水电规划设计管理局，新疆乌鲁木齐 831100)

1 玛纳斯湖概况

玛纳斯湖位于新疆维吾尔自治区玛纳斯河流域玛纳斯河平原曲流带北部[1]，准噶尔盆地西北部和布克赛尔蒙古族自治县境内，西部为准噶尔山地，东部及南部均与古尔班通古特沙漠接壤[2]，不包括玛纳斯河下游的大拐、小拐等苇湖沼泽，呈东北-西南向，曾是玛纳斯河、金沟河等河流的尾闾湖，是硫酸盐偏氯型湖水[3]。玛纳斯湖周围地势平坦，湖体受上游河道内径流补给情况变化而变化。湖区地处古尔班通古特沙漠西北边缘，海拔高程260m左右，周边多为戈壁沙漠，降水稀少，蒸发强烈，气候干燥，属典型内陆干旱气候，除北岸沙丘有梭梭、柽柳等荒漠植被外，多呈荒凉景色。

2 玛纳斯湖变迁及其影响因素分析

2.1 玛纳斯湖的变迁

2.1.1汇入水源的变化

玛纳斯湖在历史上因位置不同，有老湖和新湖之别。老湖是指1916年以前位于克拉玛依市以东白碱滩一带的艾兰诺尔湖，据资料记载，老湖有三源，东源为罗克伦河(今三屯河)和呼图壁河汇合后自湖东南汇入；西源为玛纳斯河及乌兰乌苏河(今金沟河)汇合后自湖南边汇入；北源为木丹莫霍尔岱河(今木胡尔塔依河-达尔布特河河系)自湖西北汇入，形成相对广大的湖泊水面。从19世纪末开始，在自然因素作用下，上游罗克伦河与呼图壁河分流，致使河流下游断流，河水不再汇入老湖；季节性河流木胡塔依河-达尔布特河水系也几无水流汇入老湖；现状只有玛纳斯河地表径流是尾闾玛纳斯湖的主要补给水源。

2.1.2湖面面积的变化

根据相关航测地形图及MSS影像资料显示，结合前人研究成果分析，玛纳斯湖面积变化较为剧烈，逐渐演变为间歇性湖泊，主要分为4个阶段。玛纳斯湖近年湖面面积柱状图如图1所示。

图1 玛纳斯湖湖面面积柱状图

第一阶段是指20世纪60年代前，该阶段玛纳斯湖生态状况良好，水域面积最大时约640km2，根据历史资料记载，20世纪50年代玛纳斯湖长60～70km，宽15～20km，面积约550km2，湖水平均深度约为6m[4]，湖面高程257m左右，容积40亿m3左右[5]。

第二阶段是指20世纪60年代至1998年，此阶段湖泊面积变化幅度较大，主要表现形势为迅速萎缩直到干涸。在20世纪60年代初期玛纳斯湖就已经开始迅速萎缩，通过影像资料显示，1972年9月时玛纳斯湖湖心还能看见面积大小9km2左右的少量水体，但从1976年开始玛纳斯湖区就不再有水量分布，直至1998年玛纳斯湖都处于完全干涸状态，干涸时间长达20余年。

第三阶段是指1999—2009年，此阶段湖泊面积表现为迅速扩大后逐渐缩减。根据实测资料，1999年玛纳斯湖最大湖水面积约475.55km2，接近于20世纪50年代的湖水面积，此时湖水平均深度约为8m，湖面高程约255m，这是由于1999年9月玛纳斯河上游发生特大超标洪水，导致上游水库溃坝，大量洪水流入湖区，使湖区水域面积得以恢复。随后玛纳斯湖水面面积又开始逐渐萎缩。

第四阶段是指2010年至今，此阶段湖泊面积呈小幅度波动性变化。进入21世纪以来，由于河流来水量偏丰及兵团石河子垦区节水，使得玛纳斯湖逐步重现生机，湖泊面积呈现波动变化，近年来趋于稳定。

2.1.3动植物资源的变化

20世纪60—70年代，湖区水面面积较大时，湖区周围鸟类及水禽有黑鹳、天鹅、白鹤、柳莺、毛脚沙鸡、野鸭等，其它动物有鹅喉羚、沙鼠、黄羊等，湖泊水体中鱼类数量很少，底栖生物是大部分鸟类的食物，同时湖区周边还生活着大量的野生胡杨林和芦苇丛，随着上游灌区经济社会的发展，玛纳斯河地表径流大部分被灌区利用，致使玛纳斯河断流，玛纳斯湖逐渐萎缩至干涸，湖区内鲤、鲫等鱼类由于湖水干涸而死亡，同时湖泊周边的野生胡杨林和沼生植物因缺水而逐渐枯死，湖区及周边植物的死亡导致野生动物失去了栖息场所，逐渐迁徙[6]。

2.2 玛纳斯湖变迁影响因素分析

2.2.1自然因素

根据国内外干旱区气候研究表明，近年来干旱区气候正在由暖干转向暖湿[7]，玛纳斯河流域作为典型的大陆性干旱气候区，也历经了这种气候转型，在温度持续升高的同时，降雨量、蒸发量增大，冰川消融加快，致使玛纳斯河河川径流量增加[8]。据资料显示，20世纪末期以来，玛纳斯河流域内极端气候事件发生频率增大，当玛纳斯河出现特大洪水时则有水流入玛纳斯湖区。对比自然气候变化与玛纳斯湖变化可知，若仅考虑自然因素，玛纳斯湖的变化情况与气候的变化相关性较小，但与极端气候引起的夏季超标准洪水相关性较大[9]。

2.2.2人文因素

20世纪50—60年代，玛纳斯河流域内总耕地面积不超过200万亩，人口约12.5万人(1964年)，随着石河子垦区的不断扩大，玛纳斯河两岸土地被开垦为耕地，灌溉农业大力推行，2005年流域内人口达到83.46万，耕地面积达到886.1万亩；2014年底流域内总人口则达到了103.43万。随着流域内人口和耕地的增加，加之上游大量水利工程的建成投产，河道内水资源绝大部分被人工利用，玛纳斯河下游基本断流，玛纳斯湖逐渐萎缩甚至干涸。近年来，湖泊生态问题逐渐被重视，夹河子水库开始有计划地向下游湖泊注水，使得湖区生态环境得以恢复[10]，由此可见，人文因素是玛纳斯湖变迁的主要影响因素，人类活动强烈干预了玛纳斯湖的时空变化。上游水利工程对玛纳斯湖的补给情况如图2所示。

图2 上游补给玛纳斯湖水利工程节点示意图

3 玛纳斯湖存在问题及保护目标

3.1 存在问题

3.1.1生态环境问题

玛纳斯湖是尾闾湖，随着玛纳斯流域内经济社会的发展，流域内人口的增大，农业的大力发展，玛纳斯河河道内大部分水资源被引入灌区，用于生产生活。可汇入玛纳斯湖的水量减少，特别是夹河子水库建成投产后，拦蓄了玛纳斯河河道内的径流，导致下游河道断流，湖区芦苇沼泽消失，湿地萎缩，湖区逐渐变成干涸的盐湖，湖床细颗粒物质裸露在外逐步沙化，为沙尘暴的源头地，对流域内及周边流域的区域都会造成一定程度的影响。除此之外，湿地面积减少，加之地下水位下降，湖区周围原生的胡杨林与芦苇由于缺水衰亡，沼泽草甸变为荒漠。由于湖区内一定程度的荒漠化，原本生活在湖区的动植物随着玛纳斯湖的干涸逐渐绝迹，植被死亡致使固定或半固定沙丘活化，风沙对流域内绿洲的可持续发展产生威胁。

3.1.2管理问题

通过对玛纳斯湖水域空间、水资源保护和水污染防治、水环境与水生态等多个方面的现状资料进行梳理，分析出玛纳斯湖的现状管理主要存在以下问题：一是相关历史监测资料太少，许多基础工作都没有开展；二是缺乏兵地统一的流域规划，上游玛纳斯河作为一条跨兵地的河流，流域内虽然有较完整的引、蓄、调、泄等水利工程，但分属各自管理，未实现流域内统一管控；三是基于生态文明视角的玛纳斯湖最低生态水位的研究较少，统筹经济发展与生态文明的合理湖区面积尚未确定，且在玛纳斯河章程原有的分水比例中未考虑生态用水，使湖泊水域保护缺少确定的考核指标。

3.2 保护目标的确定

通过分析历年资料可知，将湖面面积恢复到20世纪50—60年代的500km2时，湖区生态环境会得到极好的修复，但鉴于目前实际情况，流域内的人口和耕地面积已经是20世纪50—60年代的十几倍，预留大量生态水量用以将湖面恢复到500km2不符合实际情况，因此将其定位最高保护目标。

根据玛纳斯湖地形资料分析可知，当湖面面积达到100km2时，湖底高程起伏不超过1.5m，且恰好能将湖底的盐壳区域全部覆盖，可防止湖区地表细颗粒物质成为沙尘暴主要组成物，因此将其定位最低保护目标。

通过对前人研究成果的分析，从水资源科学合理配置和可持续利用的角度，统筹考虑经济发展用水与生态用水，结合近年相关政策关于水源补给的可能性，初步拟定合理的保护目标为湖面面积100～200km2。

4 玛纳斯湖保护对策与措施研究

4.1 生态保护方面

4.1.1制定河流湖泊生态用水管理调度方案

通过对河道及其周边动植物种类与数量的调查，计算其自身的需水量和生存环境需水量，根据玛纳斯河来水量的丰枯变化，综合考虑生产、生活和生态环境用水，选择合理的生态流量，研究生态需水过程，结合上游水库调度方案，制定河流湖泊生态用水管理调度方案，通过预留生态水量，改善河流断流湖泊干涸及其产生的生态环境问题，协调生产生活用水与生态用水。

4.1.2充分利用景观的生态功能，连通生态廊道

将玛纳斯湖恢复原状对解决下游周边地区的生产生活用水具有重要意义。但恢复玛纳斯湖原状需要大量水资源，对玛纳斯河流域内的生产生活造成不小的影响。可以充分利用流域内水景观工程的生态功能，在水景观工程中，利用渠道连通玛纳斯河与周边其他河流，对渠道周围的生态环境供给大量的水分，在改善周边植被生长环境的同时，可在玛纳斯湖区建立旅游业，这样既能改善生态环境，增加生物多样性，又能提高当地人民的生活水平；既能保证流域内绿洲的可持续发展，又能保障湖区及周边生态环境。

4.1.3人工干预湖区内植被结构

通过分析玛纳斯湖植被变化情况可知，玛纳斯湖的干涸改变了湖区周围的原始植被结构，由于水量减少且矿化度增大，沼生植被逐渐死亡的同时盐生植被开始生长。可以结合现状湖区的生态形势，在潜水溢出带以北盐碱化程度较高、地下水位较高的地带，人工种植适应现状矿化度的耐盐植被作为牲畜的冬季牧场，即可以改善湖区内盐分长期堆积问题，又可以利用植被根系固定活化及半固定状态的沙丘。

4.1.4划定生态保护区，制定相关规章制度

为保障玛纳斯湖湿地生态补水，应当把生态功能区划及保护建设作为一项主要的制度加紧建立并不断完善。一是细化、量化各功能区“生态红线”和生态环境敏感目标；二是保障生态水权，制定生态补偿制度；三是制定玛纳斯湖湿地用水条例或规章制度，保障其生态补水量。

4.2 水资源高效利用方面

4.2.1流域内水资源统一管理，实现高效用水

玛纳斯河是行政区划分复杂、地州和兵团共管的一条河流，流域内行政区多，有巴州、塔城地区、昌吉州、兵团农八师、兵团农六师和克拉玛依市等，多个行政区都引用玛纳斯河水生产、生活，因此水资源管理机构多且隶属关系复杂。这样致使河流上形成多个利益集团，上下游分管，左右岸分治，各自为政，造成条块分割，河流水资源供求矛盾突出[11]。地表水无序开发，地下水随意开采，玛河下游主河道断流，流域分区域多年来地下水位急剧下降，地表地下水动态互补平衡遭到严重破坏。因此，为合理开发利用水资源、保护生态环境，必须强化水资源的统一管理，像塔里木河流域等管理机制较完善的流域一样建立统一的流域水资源管理机构，才能保证水资源的高效和节约利用、生态环境的可持续发展，并科学论证玛纳斯河流域内的国民经济和社会发展规划以及城市重大建设项目的布局，在新疆和地区水资源综合规划的基础上，合理、充分利用水资源，根据可用水量确定农灌区面积、工业发展规模等。严格执行最严格的水资源管理制度，破解用水结构不合理难题。

4.2.2充分利用大型水库蓄水调节作用，有计划合理用水

流域内已建成以肯斯瓦特、跃进水库、蘑菇湖水库等大型水利枢纽工程，这些山区和平原区的水库对调节玛纳斯河流域的水资源、保护生态环境、支持产业发展和保障天山北坡经济带的能源都有重要的意义。要充分发挥这些水利枢纽工程的蓄水调节作用，有效控制和调蓄山区洪水，合理配置玛纳斯河流域的水资源，适应将来用水结构的变化，改善灌溉条件，提高灌溉保证率，改善周边地方社会经济和生态环境。

4.3 河湖管理方面

4.3.1依法完成湖泊管理范围划定工作

依法划定河湖管理范围，明确河湖管理边界线，是加强河湖管理的基础性工作，也是中央全面推行河长制湖长制明确的任务要求。玛纳斯湖管理范围划定工作要根据《水利部关于加快推进河湖管理范围划定工作的通知》(水河湖[2018]314号)的要求开展，玛纳斯湖的管理将以此为依据进行，设立界桩界碑、管理和保护标志，严格涉湖工程及涉湖活动的社会管理。

4.3.2严格管控湖区开发利用行为，完善涉湖项目环评工作

根据划定的湖泊管理范围，开展玛纳斯湖岸线淸理整治工作。以《水法》《防洪法》《河道管理条例》等法律法规为依据，摸清湖区内乱占、乱采、乱堆、乱建等问题，按照“发现一处、清理一处、销号一处，常备不懈，以防为主”的原则[12]，进一步加大工作力度，加强巡查检查，抓实集中整治和巩固提升两个阶段的工作，确保“清四乱”无遗漏、无空白、无盲区。同时对于已建涉湖项目，没有作过环境影响评价的，应予以补充；对今后涉湖项目的相关规划应依法开展规划环评，规范湖泊管理范围内的建设项目和活动的审查，逐步完善涉湖项目的环评制度。