王光焰,申 俊
(新疆塔里木河流域干流管理局,新疆 庫(kù)爾勒 841000)
臺(tái)特瑪湖是塔里木河的歸宿,而湖面的大小取決于上游塔里木河與車爾臣河來(lái)水量的多少[1]。20 世紀(jì)50 年代以來(lái),由于塔里木盆地內(nèi)大規(guī)模耕地開(kāi)發(fā)和水資源利用,匯入尾閭臺(tái)特瑪湖的水量減少,水質(zhì)變差。自1972 年大西海子水庫(kù)建設(shè)以來(lái),在368 km 的塔里木河下游,有320 km 的河道斷流了近30 年;期間,車爾臣河進(jìn)入湖區(qū)的水量也逐漸減少,臺(tái)特瑪湖曾幾度干涸,湖底沙丘裸露,地下水位大幅下降,植被所剩無(wú)幾。 后來(lái)隨著相關(guān)部門生態(tài)管理水平的提升,塔里木河流域水資源利用水平逐漸提高[2],生態(tài)水科學(xué)配置逐步實(shí)現(xiàn)[3]。值得一提的是,自2000 年開(kāi)始的塔里木河下游生態(tài)輸水(簡(jiǎn)稱EWCP)逐漸常態(tài)化,到目前為止已向塔里木河下游輸送了80 多億m3的生態(tài)水,實(shí)現(xiàn)了大西海子年均下泄3.5 億m3的輸水目標(biāo)。生態(tài)水19 次到達(dá)臺(tái)特瑪湖,湖面逐漸擴(kuò)大,加上車爾臣河近些年來(lái)水偏豐, 在2017 年形成近百年歷史上最大的湖面511 km2。
《塔里木河流域近期綜合治理規(guī)劃》[4]提出“水達(dá)到臺(tái)特瑪湖”的目標(biāo),但沒(méi)有明確規(guī)定湖的面積。先前樊自立等[5]建議:“為維持臺(tái)特瑪湖的生態(tài)功能,最小湖面積不小于30 km2, 由兩河各承擔(dān)一半”。而在目前面對(duì)生態(tài)水高效利用的新形勢(shì)下, 如何對(duì)兩河下泄水量進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃,先前認(rèn)為的“兩河各承擔(dān)一半”是否仍然科學(xué)合理,是否需查詢目前生態(tài)水調(diào)度體系狀況、統(tǒng)籌考慮兩河流域的生態(tài)水文過(guò)程后,再給生態(tài)輸水方向制定一個(gè)新目標(biāo)。 本文對(duì)塔里木河與車爾臣河供水利弊進(jìn)行分析, 建議應(yīng)減少多余水量進(jìn)入尾閭湖, 并采取兩河豐枯互濟(jì)的水量?jī)?yōu)化配置方案。研究區(qū)示意圖如圖1。
圖1 研究區(qū)示意圖
研究區(qū)位于若羌縣中部, 是由阿爾金山山前平原和塔里木河及車爾臣河沖積平原交匯處的低地積水形成的, 過(guò)去曾和羅布泊相通;1982—1998 年臺(tái)特瑪湖連續(xù)干涸17 年, 使湖西岸發(fā)展成強(qiáng)度沙漠化, 湖泊沉積物以細(xì)沙為主, 在強(qiáng)勁的東北風(fēng)吹蝕下,易就地起沙;研究區(qū)屬暖溫帶大陸性荒漠干旱氣候,年均降水量28.5 mm,年均蒸發(fā)潛勢(shì)2920.2 mm。植被以干旱荒漠原始天然植被為主。
本文有關(guān)臺(tái)特瑪湖1998—2014 年各年的最大湖泊面積數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[6-7]。2014 年后的面積數(shù)據(jù)是通過(guò)下載圖像和提取數(shù)據(jù)獲得?;?002—2021年且末水文站斷面徑流實(shí)測(cè)數(shù)據(jù), 根據(jù)水文計(jì)算方法,根據(jù)20 年的年徑流量變化特征,通過(guò)PⅢ型頻率曲線分析方法計(jì)算來(lái)水量頻率、 徑流變差系數(shù)、豐-平-枯情景水量特征[8]。
塔里木河受源流來(lái)水量及人類活動(dòng)干擾較為強(qiáng)烈,其徑流量周期變化存在很大的不確定性[4]。從大西海子下泄水量和車爾臣河且末水文站徑流實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)(圖2)可看出:與大西海子下泄水量相比,車爾臣河徑流在近20 年來(lái)水相對(duì)穩(wěn)定。
圖2 大西海子下泄水量和且末水文站徑流量變化
計(jì)算得到的車爾臣河2002—2021 年徑流年際變化特征如表1。 車爾臣河徑流年際變化的變差系數(shù)Cv值為0.33,表明年際變化相對(duì)較小,來(lái)水過(guò)程波動(dòng)較小。
表1 車爾臣河且末水文站徑流量多年變化特征值
若由塔里木河向臺(tái)特瑪湖供水, 輸水距離由阿拉爾至入湖口1321 km,且全域地勢(shì)高差不顯著。而車爾臣河全長(zhǎng)800 多km,由塔堤讓至入湖僅280 km,且車爾臣河其余河段地勢(shì)高差顯著。另外,塔里木河干流河床寬闊,河床沉積物質(zhì)地較粗,因此滲漏能力較強(qiáng), 單位河長(zhǎng)滲漏水量較大。 依據(jù)相關(guān)研究成果[9](表2), 塔里木河干流上中游平均河損水量為10.6 億m3,其中阿拉爾—新渠滿、新渠滿—英巴扎、英巴扎—烏斯曼及烏斯曼—恰拉河段滲漏水量均值分別為2.9 億,2.8 億,2.7 億,2.2 億m3。 對(duì)于下游,參考鄧銘江等研究成果[10],在塔里木河下游有93%的水量用于補(bǔ)給地下水及河道沿岸包氣帶的河道自然損耗。
表2 塔里木河上中游滲漏水量總體特征
塔里木河自1972 年斷流以后,車爾臣河下游水體本應(yīng)全部流入臺(tái)特瑪湖, 但由于風(fēng)向、 地勢(shì)等原因, 在最終匯入臺(tái)特瑪湖的過(guò)程中1989 年開(kāi)始改道,下游水量逐漸轉(zhuǎn)移至湖面以西的風(fēng)蝕洼地,被高大沙丘阻攔后, 停留在康拉克區(qū)域;1989—2001 年期間塔河仍無(wú)水注入, 僅有車爾臣河間歇性注水給臺(tái)特瑪湖[11]。根據(jù)文獻(xiàn)[7]中遙感信息可知,生態(tài)輸水前30 年(1972—2001 年)臺(tái)特瑪湖的主要供水水源為車爾臣河。 在年際上,2014 年以前車爾臣河形成的水面變化幅度小, 塔里木河形成的水面變化幅度大,主要原因是由于塔里木河流經(jīng)1300 多km,受沿途損耗及分流等眾多因素影響, 形成大西海子下泄水量不穩(wěn)定所致。而車爾臣河距離臺(tái)特瑪湖較近,其下泄水量基本流入尾閭湖。基于文獻(xiàn)[7]中近80年來(lái)的遙感影像信息形成,水利部門形成一種說(shuō)法:“臺(tái)特瑪湖干不干看車爾臣河,湖面大不大看塔里木河”, 即近80 年來(lái)車爾臣河實(shí)現(xiàn)了臺(tái)特瑪湖不連續(xù)干涸,塔里木河決定了臺(tái)特瑪湖的規(guī)模。
先前樊自立[5]先生建議:“為維持臺(tái)特瑪湖的生態(tài)功能,最小湖面積不小于30 km2”。根據(jù)車爾臣河來(lái)水、塔里木河下游來(lái)水及臺(tái)特瑪湖、康拉克跑水區(qū)水面變化,2007—2009 年,塔里木河下游連續(xù)3 年無(wú)水進(jìn)入臺(tái)特瑪湖,同時(shí)車爾臣河處于近20 年中連續(xù)極端枯水年;在此條件下,康拉克跑水區(qū)仍維持57~69 km2的湖面,臺(tái)特瑪湖也并未干涸。因此,若將康拉克跑水區(qū)的水量截流改入臺(tái)特瑪湖,即使遭遇塔里木河無(wú)水入湖且同時(shí)車爾臣河極端枯水,維持30 km2湖面的目標(biāo)也是可以實(shí)現(xiàn)的。
考慮生態(tài)水高效利用, 若由塔里木河向臺(tái)特瑪湖供水,受供水距離、沿途損耗及分流、不易管控等眾多因素影響,會(huì)形成生態(tài)水無(wú)效浪費(fèi)。由于且末水文站徑流系列的變差系數(shù)相對(duì)較小(Cv=0.3),說(shuō)明車爾臣河年際變化相對(duì)穩(wěn)定;同時(shí),車爾臣河以冰川積雪融水補(bǔ)給為主,徑流在3—5 月的水量分配可占全年的26.0%。 在充分認(rèn)識(shí)臺(tái)特瑪湖是近期綜合治理重要生態(tài)標(biāo)志和全流域水資源系統(tǒng)調(diào)配之關(guān)鍵的基礎(chǔ)上,鑒于車爾臣河來(lái)水水量、有利的輸水條件,從輸水距離、生態(tài)水利用效率,認(rèn)為其可以作為臺(tái)特瑪湖的供湖水源。供水期間,建議進(jìn)一步加強(qiáng)塔里木河和車爾臣河水量靈活調(diào)度,建立兩河統(tǒng)一管理、兩河互聯(lián)互調(diào)機(jī)制。按照以車爾臣河補(bǔ)給為主、塔里木河為輔,在平水年臺(tái)特瑪湖水量以車爾臣河補(bǔ)給為主,在枯水年主要由塔里木河下游生態(tài)輸水來(lái)水保證,而在特豐水年則可考慮兩河共同下泄, 湖面面積遠(yuǎn)超最小面積時(shí)亦正常。