新疆和靜縣地區水文水資源問題研究

李鴻安

(新疆維吾爾自治區水文局水文實驗站，新疆 烏魯木齊 830000)

隨著中國整體經濟的發展，西部大開發計劃已開始實施，在新疆地區以內陸河流域為主，是資源開發利用促進經濟發展的重點區域。該研究區位于新疆和靜縣，隸屬于新疆巴音郭楞蒙古自治州。其位于新疆中部心臟地帶，巴音郭楞蒙古自治州西北部，區域內風光秀麗，孤峰突起，地緣優勢突出，是人口大縣；交通便利，周邊與15個縣市相鄰，其中包括烏魯木齊、伊犁、阿克蘇、昌吉和吐魯番等，是南北疆的交通樞紐。研究區氣候類型屬于中溫帶大陸干燥氣候，四季分明，平均氣溫低，約為8.8 ℃，年降雨量約為68 mm，然而每年的水資源蒸發量為2 100 mm[1]。新疆和靜縣有很大的發展潛力，充分了解該研究區的水文水資源問題，為當地水資源的開發及利用，地區生態化發展，以及環境優化和經濟可持續發展提供有利依據，且該研究區區域水文水資源問題的環境分析對當地未來的農業發展也有重要意義。

1 區域水文地質及水資源概況

1.1 水文地質概況

如圖1顯示研究區區域新疆和靜縣地形呈東西長435 km、南北寬150 km、西北高、東南低，包括山間盆地、山地峽谷和山前平原三大塊[2]，總面積39 685 km2，92.6%的為山地和高原約36 769 km2，剩余的均為綠洲和平原，面積約為2 916 km2。在和靜縣區域不但多山而且多河，研究區內有大小不同的河流26 條，水資源豐富，地表水年徑流量57.78×108m3，包括內流38.45×108m3和外流20.83×108m3，其中開都河、黃水溝、清水河、奎克烏蘇河、鞏乃斯河、瑪納斯河、呼圖壁河7條河流年徑流量在1億 m3以上。開都河又是全國最大內陸淡水湖博斯騰湖的源流，全長560 km，其上游流經和靜縣境456 km，平均徑年流量33.4億 m3，天然落差1 843 m。和靜縣氣候屬于中溫帶大陸性干燥氣候，四季分明，春季冷暖空氣交替頻繁，主要以降雨為主，降雨量約占年降水量的15%，夏季氣溫相對穩定，月平均氣溫一般在23 ℃左右，夏季為一年中的主要降水期，平均降水量為42.6 mm，約占全年降水量的63.3%。然而秋季氣溫變化較大，降溫快，降水也只占全年的16.2%，冬季又是一個天氣少變的季節，溫度低寒冷且降雪少。然而，據統計研究區的地下水儲量為42.09×108m3。

1.2 水資源概況

和靜縣境內地形復雜，多山區，河流分布較大，水資源較豐富，研究區內擁有巴音布魯克草原，是全國最大的濕地草原，是境內諸多主要河流的發源地，如開都河、黃水溝、瑪納斯河和鞏乃斯河等，其主要含水層為上更新統到全新統的沖洪積層，地表水年徑量約為57.78×108m3。地下水資源主要貯存在沖洪積扇、洪積層、湖積層和平原層沖積中。和靜縣北部為典型的莫呼查汗沖積扇、哈合仁溝沖積扇,黃水溝沖積扇,黃水溝-夏資合提溝之間洪積扇。而西部及中部以開都河沖積扇及沖積平原為主。區域內基本上為單一結構卵礫石，砂礫石。所以地下水資源量為42.09×108m3，在研究區內地下水埋藏深度最深約為24.8 m，持續向南地下水位埋深依次降為15.2 m、6.5 m。如表1可看出研究區徑流量主要為三部分組成，即開都河、黃水溝和清水河合計約11.527億 m3。同時，由于和靜縣的地形復雜多樣，導致在研究區形成變化多端的氣候類型，使得降水在時間和空間上分布不均。表2顯示春秋季多干旱、夏季多洪水。夏季的水量超過一年中的一半，而冬季水量在一年中最少，甚至十分之一都不到，僅為0.3%，而春季和秋季水量則在十分之一左右。據多年平均統計數據結果顯示，最大月平均流量與最小月平均流量之比約為180，差距非常大，且研究發現僅有5、6、7、8這四個月的月平均流量大于整年的平均流量，其余月份均小于年平均流量。

1.3 區域水文水資源研究領域的特點

隨著世界經濟的迅速發展和人口的逐漸增多，人們生活水平逐步上升，從而水資源的利用問題日漸突出，所以水文水資源的研究不僅是我國西北干旱地區的研究重點，也是世界性的熱門話題。水資源是發展國民經濟不可缺少的重要自然資源，是人類賴以生存的物質基礎，隨著科技的快速進步，使得水資源受人類活動的影響越來越大，導致水資源問題成為世界性重點問題，是水資源研究的新方向新要求?，F如今，在科技發達的社會，水資源研究領域的特點主要表現在整體性、復雜性、關聯性、系統性以及科技性。當今社會經濟發展與生態環境形成統一整體，體現了水資源研究領域的整體性和系統性，而從內部分析，水資源研究領域的關聯性主要表現為人類生產生活用水和水資源短缺之間的矛盾關系，為了可持續發展，對水資源的合理利用越來越重視，逐漸形成信息化科學技術高效節水模式，然而這個過程隨著科技的發展，人類活動的復雜化以及水資源研究領域的不斷拓展，使得研究問題不斷復雜化、卻也在一定條件下變得科技化。這些科學技術的發展和支持，增加了水文水資源的研究進度，提高了水文水資源研究的效率，推動了水文水資源科學研究的進展。

表1 新疆和靜縣控制站徑流量統計表 108 m3

表2 和靜縣水資源年內分配表

2 區域水文水資源發展方向

水文水資源的研究方向主要有基礎研究、綜合研究和應用研究。

(1)基礎研究是指對該研究區水文水資源的勘察與了解，是對當前存在的水文水資源問題的研究與探討。具體包括水文系統、水文計算以及試驗性水文水資源研究等，以上問題均為當前和靜縣水文水資源研究的重點問題，同時為和靜縣水文水資源的后續研究提供理論數據基礎。和靜縣是以灌溉農、林業為基礎的地區，在整個水文系統中地表水資源的保護及利用占主導地位。通過以往的水文計算及試驗分析可知和靜縣產生的地表水徑流量較大，但是由于和靜縣片區占有量少，水資源分布較分散，需補給地下水。所以和靜縣存在的水文水資源問題為自身生態需求量大，但是研究區水資源分散，有些地區水資源含量無法達到生態需求。

(2)綜合研究即為水資源的合理開發利用、水環境安全與生態環境保護的關聯性、節約水資源、經濟發展模式和水資源控制體系等整體進行統一研究的形式，綜合研究可以提高水資源的利用率，拒絕浪費水資源，從而可以促進經濟的發展。該研究區和靜縣因兩個主要因素，分別為經濟社會發展和生態環境保護，從而構成兩個競爭性用水形態，使得水資源需求強烈，供需矛盾突出。根據對和靜縣地表水資源可利用量的研究結果分析，和靜縣地表水資源量為57.78×108m3，按照人均或者地理面積平均來算，水資源平均量均較大，該研究區是均數較大、水資源相對較多的地區。但是為了實現和靜縣經濟社會的可持續發展以及生態環境的優化循環，必須確定可行性較高且適宜和靜縣地區的經濟發展模式和水資源控制體系，將節水作為這一切規劃和設計的基礎理念。

(3)應用研究，應用主要包括兩大部分，即水循環和水平衡，水循環是指降雨、地表水、地下水和土壤水等之間的轉換過程，而水平衡以水鹽平衡為主，是該研究區農業發展的核心條件，具體是指水資源的循環利用與水中鹽含量的總體動態平衡。需要對水環境中鹽分的運移和累積過程進行仔細深入的研究，通過水資源的科學合理循環對鹽分含量進行控制、且控制水環境的污染，利用科學技術來保護水資源，解決現如今的水域安全等問題。和靜縣境內河流分布較廣，水資源儲備較豐富，地表水以及地下水資源均在該地區發揮重要作用，從而水域安全也應該深入研究，以提高該研究區水資源利用率。首先需要對水質進行評價，和靜縣各河流天然水質較優，由于河流補給源不同，使得和靜縣河流表現出地域特征，如黃水溝、開都河和瑪納斯河為礦化度較高的硬水。然而，和靜縣又是新疆重要的礦產資源、水資源、能源、農林牧業資源含量較多的重要區域。所以，研究和靜縣的無害化水循環和優質化水平衡，形成科學合理的循環模式，是該研究區的重要發展方向。

3 研究區區域水文水資源研究領域的重點問題

3.1 氣候變化對水文水資源的影響

據IPCC報告可知，全球二氧化碳濃度在持續增加，導致全球氣候變暖，溫度上升，同時新疆和靜縣研究區近年來氣溫也呈上升趨勢。在研究區氣候變暖溫度上升對各類環境都造成了影響，尤其是對水文水資源的影響較大，使得該研究區降水量出現逐年增加的趨勢，由表2可知，和靜縣水量高度集中在夏季，生活用水增加，農田灌溉用水增加，出現大量棄水，水資源浪費嚴重，同時由于降水量的增大自然災害的出現頻率也在顯著增加。而且氣候變化使得降水強度和降水頻度相對往年均呈現增加趨勢。但是由于研究區河流眾多，蒸發量大、水資源浪費嚴重、水資源滲透現象普遍存在等多因素的影響導致該區域水資源利用效率并未得到提升[3]。通過對研究區氣溫、降水量以及徑流量、地下水流量等因素的長期勘察觀測可以深入了解研究區的氣候變化，當地相關政府部門應該參照今年氣候變化數據研究制定方案應對氣候變化對水文水資源帶來的不利影響。因此，為了使水資源能滿足和靜縣經濟發展的需要，在未來規劃中，應該注重外界環境的影響，以修建水庫、水電站、以及灌溉工程等來緩解和靜縣用水矛盾，減少災害，促進和靜縣可持續發展。

3.2 水資源可利用量及其利用率的評價及展望

水資源可利用量是從資源的角度分析可能被利用的水資源量，是統籌分析河道水資源與生態環境的共生關系，在滿足大自然生態系統的動態平衡不被破壞時的最小需水量的前提下，可以選擇供給人類生產生活的用水量達到最大值。這就是人類在可持續發展的道路上可用水資源的理論最大選擇量，假如人類肆意用水使得人們綜合用水量超過最大限制，則會破壞生態系統可持續發展的狀態，且造成的影響是無法挽回的。在研究區的水資源可利用量是經過實地考察且利用科學的計算方法而得出來的理論數據，這與人類的日常生活息息相關，據和靜縣水文站實測統計可得和靜縣總產水量達到59.3%，其水資源補給主要有三種形式，第一為融雪、降雨補給，且為主要形式；第二為山區的地下水補給，補給量較少；第三則為最普遍的地表徑流，然而和靜縣的河流豐富地形復雜，導致徑流方式也較復雜。由于和靜縣的發展還不到位，水資源監測的山區戰網不足，且分布不均勻；水資源的存在形式以及循環方式流程繪制方面技術欠缺，測量有困難且需要驗證；水面蒸發量實測資料有限，水質監測工作面對地下水仍存在問題；水利建設科學技術較落后，經濟實力支持不到位，缺少水源工程；水資源保護和利用制度不夠優化不夠完善，水域安全不能完全解決，供水安全保障還需改善。所以應該倡導大家在日常生活中要節約水資源，合理配置水資源，從而維護生態系統的動態平衡[4]。然而水資源利用率對該地區的經濟發展以及生態環境的保護均具有重要的實際意義。所以，在現在這個經濟社會，需要引入水資源可利用量及水資源利用率的評價標準，為該地區水資源的科學利用提供可行的限制條件。

3.3 地下水資源可持續利用分析

地下水是指研究區貯藏在地表耕層以下各種形式的重力水，是水資源的重要組成部分，由于水量穩定，水質較好，是農業灌溉、工業礦產用水和城市水源的主要選擇之一。和靜縣是以灌溉為主的農林業地區，但是隨著社會經濟的不斷發展，為了滿足人類生活用水需要，人類活動已經嚴重威脅到地下水水資源安全，如生活污水、工業廢水的無標準排放以及農業生產中化肥和農藥的濫用等都會形成地下水的污染。且在一定條件下，地下水也會引起鹽漬化、沼澤化、地面沉降、滑坡等不利自然現象。同時，在和靜縣地下水的水質監測仍然是一個需要改善的環節，為進一步了解和靜縣內各河流水鹽平衡問題以及分布規律，監測水域安全，解決水資源污染問題，必須在生產生活中采取一定的措施防止地下水資源的進一步污染，從而達到保護地下水資源的目的，同時應該加強對地下水資源的水源參數和水質條件以及地下水水位變化情況的研究，還要重點研究地表水、土壤水和地下水之間的轉化關系，提高地下水資源的利用率，加強對地下水資源的合理分配及利用，保護地下水資源促進地下水資源的可持續利用。

4 結語

目前，我國許多地區存在水資源短缺的問題，然而研究區和靜縣水源分布不均，地區性水資源缺乏嚴重，導致很多問題發生，如干旱農業區農作物減產、有些山區人類生活受到影響、有些地區生態環境無法維持，所以就現狀分析來看，加強對地區水文水資源的研究，且結合周邊環境因素充分分析，使環境保護、經濟發展與水文水資源的開發利用和保護問題綜合形成一個整體性，從而促進該研究區的經濟快速發展以及優化生態環境保護模式。