黃若行

(新疆博爾塔拉水文勘測局,新疆 博爾塔拉蒙古自治州 833400)

保爾德蘇河上沒有水文站點,由于缺乏監(jiān)測數(shù)據(jù),區(qū)域水資源開發(fā)情況一直不清。為了滿足社會經(jīng)濟發(fā)展用水需求,合理高效配置水資源,就需對保爾德蘇河用水現(xiàn)狀與開發(fā)潛力進行探討。

1 概 況

保爾德蘇河發(fā)源于阿拉套山南坡,是博河北岸眾多支流中的一條支流。河源高程約3500 m,河長72km,流域面積409km2,地理坐標介于E81°45′～82°05′,N45°19′～44°52′之間,北以阿拉套山脊為界,與哈薩克斯坦國毗鄰;取南北流向,出山口后經(jīng)過博爾塔拉蒙古自治州博樂市第五師84團注入博爾塔拉河(現(xiàn)因人類活動影響,已斷流,只能以地下水的形式補給博爾塔拉河)。保爾德蘇河北高南低,是以冰雪融水為主要補給的河流。河流平均比降20.2‰,多年平均年降水深324.9mm,多年平均年徑流深170.0mm。

2 水文特性分析

2.1 水文氣象

保爾德蘇河屬于大陸性暖溫帶干旱氣候。氣候干燥、少雨,多年平均降水量為231.9mm。保爾德蘇河源頭沿河自上而下依次有吉里木勒河、阿拉坦特布什河、哈布遜河、那倫哈木爾河和阿門琴蘇河5條支流。其中最上游的吉里木勒河發(fā)源于一封閉區(qū)域,以地下水的形式補給保爾德蘇河,阿門琴蘇河發(fā)源于哈薩克斯坦,流域面積80%以上位于境外。中游一帶多為原始森林,對降雨徑流起著較強的調(diào)蓄作用。流域北側(cè)分水嶺部分地段高程相對較低,有利于北來的水汽進入,但受阿拉山口風口影響,水汽入流呈背風向。保爾德蘇河出山口以上兩岸山高、坡陡、河谷深切河道星V型,河寬不足10m。出山口以上集水面積321km2,除去吉里木勒封閉區(qū)域,形成洪水,參與造峰的區(qū)城面積261km2。保爾德蘇河河水終年清澈,水質(zhì)較好。

2.2 徑流特性分析

保爾德蘇河為山溪性河流,地下水補給量很少,徑流來源主要為融冰雪補給和夏季降雨補給。

水汽來源主要是緯向西風環(huán)流帶來的大西洋氣流,雪線高度約海拔4000m,河流縱坡較大,比降達45‰[1]。每年5～8月間,是該地區(qū)氣溫最高和降雨量最大的時期,因此,具有徑流年內(nèi)分布不均特點,豐水期(5、6、7、8月)水量較大,占到年水量的70%以上。由于集水面積較小,流域內(nèi)自身的調(diào)蓄作用相對相弱。

根據(jù)現(xiàn)場勘測和對當?shù)厮ぷ魅藛T了解及收集到該河的調(diào)查記錄來看,保爾德蘇河年際變化是相對穩(wěn)定的,這是由于該河補給形式造成的,氣溫因素的年際變化相對較小,這一點同艾比湖水系的其它支流徑流特性也是一一對應的。根據(jù)《博爾塔拉蒙古自治州河流生態(tài)基流目標制定與保障方案》(長江水利委員會水文局長江中游水文水資源勘測局 2022年10月)顯示:保爾德蘇河多年平均流量2.50m3/s,徑流年際變化較大,最大年徑流量1.26億m3,為1993年,最小年徑流量0.44億m3,為1997年,年徑流極值比為2.86。年徑流變差系數(shù)Cv為0.27。保爾德河徑流年內(nèi)變化相對較小,最大4個月徑流為5～8月,占保爾德河全年徑流量的58.66%[2]。

3 水資源及其開發(fā)利用

3.1 水量分析

2022年5月開始,博爾塔拉水文勘測局組織相關(guān)技術(shù)人員組成項目組,對保爾德蘇河來水情況進行現(xiàn)場調(diào)查。經(jīng)新疆建設兵團第五師84團統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,保爾德蘇河年徑流量約0.79 億m3。保爾德蘇河發(fā)源于阿拉套山南坡,源流由山區(qū)多條溪流匯集而成,水系呈典型扇狀,隨后由西北向東南流約7km轉(zhuǎn)向正南,流經(jīng)8.6km出山口,至平原區(qū)潛流匯入博河。

博爾塔拉水文勘測局組織相關(guān)技術(shù)人員組成項目組,對保爾德蘇河進行徑流分析計算,從5月一直到8月,每月進行流量監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果見表1。

表1 2022年保爾德蘇河徑流量監(jiān)測成果表 m3/s

這些監(jiān)測數(shù)據(jù)難以滿足保爾德蘇河徑流計算。由于保爾德蘇河與哈拉吐魯克河處于一個氣候區(qū),在徑流影響因素上存在一定的相似性,因此,采用長短系列比值法,即以哈拉吐魯克河同期年徑流量資料的比值來推求保爾德蘇河長系列年徑流量之均值[3]。經(jīng)計算,保爾德蘇河年平均徑流量為0.474×108m3。

3.2 水利工程概況

保爾德蘇河自20世紀60年代以來,圍繞灌溉、防洪,修建了一批引、輸、排水工程。目前流域現(xiàn)有Ⅳ等小(1)型保爾德蘇水庫一座,永久性渠首1座,引水總干渠2條,下游保爾德蘇水庫防洪重點村隊是第五師84團,常住人口2778人。設計灌溉總面積6003hm2,這些工程對促進保爾德蘇河灌區(qū)的國民經(jīng)濟發(fā)展和穩(wěn)定生態(tài)環(huán)境發(fā)揮了巨大的作用。

1)保爾德蘇水庫:保爾德蘇水庫位于保爾德蘇河出山口前1.5km處。工程任務是以農(nóng)業(yè)灌溉為主、兼顧發(fā)電。水庫總庫容952萬m3,裝機容量2400kW[4]。根據(jù)水庫徑流調(diào)節(jié)及洪水調(diào)節(jié)計算,灌區(qū)4、5月份需水庫供水827.58萬m3,水庫死庫容80 萬m3,興利庫容831萬m3,調(diào)洪庫容41萬m3。

2)渠首工程:保爾德河地處新疆第五師84團境內(nèi),是84團生產(chǎn)、生活的主要水源。20世紀60年代,84團在現(xiàn)在渠首以下3.82km處修建了引水渠首,進行引水灌溉。1980年渠首上移至出山處,由84團水管站管理,運行至今。渠首攔河壩為漿砌石,壩體左側(cè)建有排沙閘。渠首設計引水流量8m3/s,實際引水能力不到7m3/s。渠首以下相繼建有1級水電站,發(fā)電機組三臺250×3臺機組,額定發(fā)電流量1.34 m3/s。于1981年建成投產(chǎn)發(fā)電。2級水電站,發(fā)電機組三臺250×3臺機組,額定流量1.34 m3/。于1982年建成投產(chǎn)發(fā)電。3級水電站,發(fā)電機組三臺250×3臺機組,額定發(fā)電流量1.34 m3/s。于1983年建成投產(chǎn)發(fā)電。4級水電站,發(fā)電機組三臺250×3臺機組,額定發(fā)電流量1.34 m3/s。于2008年建成投產(chǎn)發(fā)電。

3)防洪工程:現(xiàn)狀年流域內(nèi)主要防洪工程有保爾德蘇水庫和保爾德蘇河渠首以及渠首上下游河道內(nèi)的一些防洪堤等。

3.3 社會經(jīng)濟發(fā)展概況

保爾德蘇河隸屬于博爾塔拉蒙古自治州溫泉縣,溫泉縣社會經(jīng)濟概況來闡述保爾德蘇河區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展情況。經(jīng)初步核算,2020年溫泉縣地區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)270255萬元,人口72440人,全縣農(nóng)作物總播種面積41293.97hm2,其中:糧食種植面積24705.68hm2;油料種植面積1247.29hm2,甜菜種植面積873.77hm2,苜蓿種植面積1754.21hm2,其他作物種植面積1.157萬hm2。全縣總飲水量2.41億m3,下降25.4%,農(nóng)村自來水普及率99.5%,安全飲水普及率99.5%。

3.4 水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

1)取用水合理性:保爾德蘇水庫是保爾德蘇河的最大取水工程,水庫總庫容952萬m3,可以達到不完全年調(diào)節(jié),即把豐水期水量調(diào)節(jié)到枯水期使用,使得保爾德蘇河水資源在流域內(nèi)時空分布上得到優(yōu)化配置。保爾德蘇水庫增加了對整個流域水量的調(diào)蓄能力,汛期下泄水量減少7.2%～20.4%,枯水期水量增加25.9%～5倍,水庫下泄總水量減少15.2%～17.5%,水量下泄過程更趨均勻,區(qū)間河段防洪標準由10a一遇提高到20a一遇,河流懸移質(zhì)泥沙通過水庫攔蓄沉淀后,其他用水戶用水保證率和水質(zhì)品質(zhì)得到提高。水庫既可滿足設計水平年國民經(jīng)濟各業(yè)不同保證率的用水要求,而且通過水庫調(diào)節(jié)后供水保證率得到進一步提高,可適當減少中、下游地下水的開采量。

保爾德蘇水庫建設項目具有居民生活用水、牲畜飲水供水、農(nóng)牧業(yè)灌溉和防洪等綜合利用效益,水庫本身不減少水資源量、也不改變水體水質(zhì)、不降低水體使用功能。因此,對區(qū)間沿岸陸域生態(tài)系統(tǒng)影響不大。

2)水資源開發(fā)利用程度分析:根據(jù)《2020年博爾塔拉蒙古自治州水資源公報》,2020年艾比湖水系總供水量達16.863億m3,其中地表水源供水量8.486億m3,占總供水量的50.3%;地下水源供水量8.286億m3,占總供水量的49.1%;其它水源供水量0.094億m3,占總供水量的0.6%[5]。2020年,博州總用水量為16.863億m3,農(nóng)業(yè)灌溉用水總量占總用水量比值達94%。萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值用水量447.1m3;萬元工業(yè)增加值用水量18.0 m3;耕地實際灌溉畝均用水量426m3;農(nóng)業(yè)綜合畝均用水量407 m3,均低于國家水平。

3)水資源開發(fā)利用程度指標:用現(xiàn)狀年的資料分析計算地表水資源開發(fā)利用率、平原區(qū)淺層地下水開采率和水資源利用消耗率,反映現(xiàn)狀條件下保爾德蘇河的的水資源開發(fā)利用程度。根據(jù)《博爾塔拉蒙古自治州河流生態(tài)基流目標制定與保障方案》(長江水利委員會水文局長江中游水文水資源勘測局 2022年10月),保爾德蘇河地表水資源開發(fā)利用率=地表水源供水量/地表水資源量=1437.8/3140=45.8%。現(xiàn)階段保爾德蘇河地下水只有少許開發(fā)利用。

4 開發(fā)利用潛力分析

“十四五”時期,博州市水利重點工作是加強博河上游水源涵養(yǎng)保護與水土流失綜合防治,基于水資源承載能力約束和生態(tài)環(huán)境保護,適度提高水資源開發(fā)利用程度,確保到 2025 年,全州新增供水能力8300萬m3,用水總量控制在14.4 億m3以內(nèi),萬元工業(yè)增加值用水量下降12%以上。

作為博河上游的重點河流,保爾德蘇河水資源目前只利用了45.8%,具有很大的水資源開發(fā)利用潛力。目前,影響保爾德蘇河水資源開發(fā)利用潛力的因素主要有以下3個方面:①水資源量及其時空分布不均,徑流年際較大,最豐年與最枯年比值為2.86,而且呈連續(xù)豐水和連續(xù)枯水的特點,年內(nèi)分配集中,6～8月的徑流占全年的51.7%,3～5月的徑流僅占10.7%,對春季農(nóng)業(yè)用水極為不利。②現(xiàn)狀開發(fā)利用率低,現(xiàn)狀地表水資源開發(fā)利用率僅45.8%,開發(fā)利用程度還有很大空間。③缺少山區(qū)控制性工程,對于防洪和灌溉不利。需通過水利工程,增加水資源調(diào)配。

5 結(jié) 語

通過分析探討可知,保爾德蘇河為流域社會經(jīng)濟發(fā)展提供了充足的水資源,起到了至關(guān)重要的作用,涉及工農(nóng)業(yè)和城市各個方面。但是對于整個博州的發(fā)展用水需求來說,保爾德蘇河水資源開發(fā)還具有很大的潛力,需通過建設適宜的水利工程,以提高水資源利用率。為保爾德蘇河水資源開發(fā)利用規(guī)劃提供了科學依據(jù)。