陳 龍

(塔里木河流域巴音郭楞管理局開都-孔雀河管理處，新疆 庫爾勒 841000)

1 流域概況

位于塔里木盆地的塔里木河流域下游處于庫魯克沙漠和塔克拉瑪干沙漠之間，為典型的溫帶大陸性氣候條件，氣候干燥，降水稀少，風(fēng)沙大，年降水量均值僅為18.1-42.3mm，而年蒸發(fā)量均值卻高達2600-3100mm。獨特的氣候特征及季節(jié)性降水年內(nèi)分配極不均勻的實際情況導(dǎo)致塔里木河流域地表徑流稀少，再加上人為因素的作用，河道斷流更為嚴重。1972年大西海子水庫建成后河水下泄過程被徹底阻斷，導(dǎo)致塔河下游河道徹底斷流，臺特瑪湖和羅布泊等尾閭湖泊相繼干涸，地下水水位和埋深不斷下降，沙漠化進程加劇，天然植被衰敗死亡，生物多樣性受到嚴重威脅。從2000年開始先后對塔里木河下游進行了生態(tài)輸水，輸水從大西海子水庫流向臺特瑪湖方向；2011年塔里木河流域水利管理體制改革將和田河、阿克蘇河、開都-孔雀河及葉爾羌河全部劃歸塔河流域管理局統(tǒng)一管理，“四源一干”管理格局的形成推進了塔河流域水資源的的統(tǒng)一調(diào)度河優(yōu)化配置，有助于充分發(fā)揮生態(tài)輸水的效益。

2 研究方法及數(shù)據(jù)來源

為從整體上分析塔河下游生態(tài)輸水后地下水埋深的動態(tài)變化，沿塔河下游主要輸水河道——其文闊爾河共設(shè)置阿克墩、亞合甫馬汗、英蘇、阿布達勒、喀爾達依、吐格買萊、阿拉干、依干不及麻、考干等9個監(jiān)測斷面，具體見圖1。各斷面直線距離20-45km不等，且在各個斷面與河道垂直向分別相距50m、100m、300m、400m、500m、800m和1000m的點設(shè)置地下水監(jiān)測井，為保證監(jiān)測的及時性以及數(shù)據(jù)精確度和連續(xù)性，2010年以后將原定期監(jiān)測設(shè)備更換為實時水位監(jiān)測儀器進行地下水位變動的實時監(jiān)測[1]。

圖1 地下水埋深變動趨勢監(jiān)測斷面布置示意圖

考慮到部分監(jiān)測斷面數(shù)據(jù)缺失，同時為增強所選用數(shù)據(jù)的代表性并簡化分析過程，根據(jù)監(jiān)測斷面與大西海子水庫(即塔河下游河道生態(tài)輸水的源頭)距離的遠近，選擇阿克墩、吐格買萊、依干不及麻等3個監(jiān)測斷面分別組成塔河下游河道上、中、下三個不同區(qū)段，并以2000年生態(tài)輸水后各監(jiān)測斷面監(jiān)測井資料為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分別進行塔里木河流域下游生態(tài)輸水后各區(qū)段地下水埋深變動趨勢規(guī)律的分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 沿河道向地下水埋深變化

根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，在2000年生態(tài)輸水開始前，沿塔河下游河道向的上、中、下3個不同區(qū)段監(jiān)測斷面地下水埋深均較低，見圖2，距河道100m處阿克墩、吐格買萊和依干不及麻3個區(qū)段地下水埋深分別為7.8m、9.1m和7.8m；距河道300m處阿克墩、吐格買萊和依干不及麻3個區(qū)段地下水埋深分別為7.92m、9.11m和8.01m；距河道500m處阿克墩、吐格買萊和依干不及麻3個區(qū)段地下水埋深分別為8.0m、9.1m和8.8m。塔河河道下游常年斷流是造成這一現(xiàn)象的主要原因。

(a)距河道100m

(b)距河道300m

(c)距河道500m圖2 沿河道向地下水埋深變化

生態(tài)輸水戰(zhàn)略實施后，地下水埋深顯著升高，距河道100m處阿克墩監(jiān)測斷面地下水埋深從2000年的7.8m升至2020年的3.76m、吐格買萊斷面地下水埋深從2000年9.1m升至2020年的4.72m、依干不及麻斷面地下水埋深從2000年7.8m升至2020年的2.84m(圖2(a))；距河道300m處阿克墩監(jiān)測斷面地下水埋深從2000年的7.92m升至2020年的4.8m、吐格買萊斷面地下水埋深從2000年9.11m升至2020年的5.0m、依干不及麻斷面地下水埋深從2000年8.01m升至2020年的3.2m(圖2(b))；距河道500m處阿克墩監(jiān)測斷面地下水埋深從2000年的8.0m升至2020年的6.32m、吐格買萊斷面地下水埋深從2000年9.1m升至2020年的5.61m、依干不及麻斷面地下水埋深從2000年8.8m升至2020年的3.94m(圖2(c))。

由以上分析可以看出，在生態(tài)輸水初期，監(jiān)測斷面和河道之間的距離與地下水埋深抬升幅度關(guān)系不大；而隨著河道生態(tài)輸水的持續(xù)進行，監(jiān)測斷面和河道距離與地下水埋深抬升幅度的關(guān)系日益明顯，其中與河道相距100m的阿克墩斷面地下水埋深降幅最大，而距河道300m和500m的吐格買萊、依干不及麻斷面地下水埋深降幅均比阿克墩斷面小。

3.2 垂向地下水埋深變化

塔河下游河道不同斷面垂向地下水埋深表現(xiàn)出較為一致的變動趨勢特征，即隨著其與河道距離的增大，地下水埋深整體減小，且隨著生態(tài)輸水戰(zhàn)略的持續(xù)推進，這一趨勢特征更加明顯。具體而言，2000年生態(tài)輸水戰(zhàn)略實施初期，各監(jiān)測斷面地下水埋深普遍較低，并隨著河道距離的增大，無明顯變化。如阿克墩斷面不同距離地下水埋深基本維持在8.0m，吐格買萊斷面不同距離地下水埋深基本在9.1m，依干不及麻斷面不同距離地下水埋深則基本在7.79-9.06m之間；隨著生態(tài)輸水戰(zhàn)略的推進，2020年阿克墩斷面不同距離地下水埋深抬升至4.18-6.67m，吐格買萊斷面、依干不及麻斷面不同距離地下水埋深則分別抬升至4.39-5.61m和2.71-3.84m。

根據(jù)對圖3中垂直河道向地下水位抬升情況的對比分析可以看出：①不同輸水時期不同斷面垂向地下水位抬升幅度存在較大差異。阿克墩斷面垂向地下水水位抬升幅度在2.79-4.21m之間，吐格買萊斷面、依干不及麻斷面垂向地下水水位抬升幅度分別為3.40-3.99m和2.28-2.43m。②從每次生態(tài)輸水后地下水位埋深的響應(yīng)趨勢來看，后一次均高于前一次，這也說明隨著輸水次數(shù)的不斷增大，塔河下游河道各監(jiān)測斷面地下水位埋深持續(xù)增大，然而這種增大是有限度的。例如阿克墩斷面，首次生態(tài)輸水后地下水位埋深抬升幅度高達43.5%，但當(dāng)其地下水位升至4.0m左右后，隨著生態(tài)輸水進程的推進，地下水位埋深升高趨勢明顯減緩。③造成塔河下游河道各監(jiān)測斷面地下水位埋深抬升幅度差異的另一個主要原因在于各區(qū)段耗水量方面的不同。2000年開始由大西海子水庫向其下游河道首次生態(tài)輸水0.9883×108m3，大西孩子-阿克墩河段、阿克墩-吐格買萊河段、吐格買萊-依干不及麻河段耗水量分別為186.90×104m3/km、106.73×104m3/km和24.62×104m3/km。此后每次生態(tài)輸水過程中，塔河下游河道區(qū)段耗水量仍表現(xiàn)出越向下游延伸區(qū)段耗水量越小的態(tài)勢，為此，第2次和第3次生態(tài)輸水中分別輸送的2.2×108m3和1.85×108m3水量的運行距離僅達到145km和170km；直至第4次輸水所輸送的1.98×108m3水量才完全實現(xiàn)塔河下游321km河道全程過水。

(a)阿克墩斷面

(b)吐格買萊斷面

(c)依干不及麻斷面圖3 垂直河道向地下水位抬升情況

3.3 輸水量與地下水埋深

根據(jù)所得出的塔河下游河道生態(tài)輸水量和地下水埋深的關(guān)系可以看出，隨著生態(tài)輸水量的增大，地下水埋深升高趨勢較為緩和，甚至不增長、滯后增長，例如2011年所進行的第12次生態(tài)輸水，雖然輸水量較大，但其所引起的地下水埋深峰值卻于2012年才出現(xiàn)。以上分析充分說明，塔河下游河道地下水埋深的抬升幅度除與生態(tài)輸水量有關(guān)外，同時還受到輸水時段、與水源距離、輸水頻次等因素的影響[2]。而較大的輸水量可以起到地下水位回落速度延緩的目的。根據(jù)統(tǒng)計，2009年塔河下游河道累計生態(tài)輸水量達到22.71×108m3，阿克墩、吐格買萊、依干不及麻斷面地下水埋深均出現(xiàn)拐點，一改此前依干不及麻斷面地下水埋深持續(xù)走低的格局，使該監(jiān)測斷面地下水埋深抬升幅度明顯高出其余兩個斷面。

4 結(jié) 論

綜上所述，塔河下游河道自2000年生態(tài)輸水以來，其地下水埋深在沿河道走向和垂直于河道走向上均出現(xiàn)明顯的升高趨勢，這主要與輸水次數(shù)和輸水水量有關(guān)。到2020年底已經(jīng)從大西海子水庫向塔河下游河道累計輸水21次，總生態(tài)輸水量已逾84.3×108m3，在長時間大輸水量的作用下，地下水埋深持續(xù)抬升，以使更多的徑流能順利到達塔河河道下游進而形成積水區(qū)和水源地。而從垂直于河道向來看，隨著生態(tài)輸水的推進及垂向距離的增大，地下水埋深抬升趨勢不斷平穩(wěn)降低，這說明生態(tài)輸水后河水側(cè)向下滲對地下水位有一定程度影響，且距離河道越近受水影響和補給程度越大，同時還存在水源有效輻射距離和輻射面積增大的趨勢。整體而言，塔河下游生態(tài)輸水戰(zhàn)略的實施對于河道地下水位抬升作用巨大，但是由于塔河下游所處地區(qū)蒸發(fā)異常強烈且氣候極端，當(dāng)?shù)叵滤怀鰳O限蒸發(fā)水位后，生態(tài)輸水對地下水的補給作用便會削弱和弱化。為此，應(yīng)當(dāng)在深入分析地下水埋深在生態(tài)輸水影響下變動趨勢規(guī)律的基礎(chǔ)上持續(xù)推進塔河下游河道生態(tài)輸水戰(zhàn)略。