塔里木河下游河段耗水特征與輸水方式演變研究

周 龍， 楊鵬年， 王永鵬， 艾力西爾·庫爾班， 王光焰

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052；2.新疆水利工程安全與水災(zāi)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 烏魯木齊 830052；3.中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所，新疆 烏魯木齊 830011；4.新疆塔里木河流域干流管理局，新疆 庫爾勒 841000）

塔里木河水系長(zhǎng)期以來具有不可替代的生態(tài)服務(wù)功能，維系著整個(gè)塔里木盆地自然和人工生態(tài)系統(tǒng)的水資源保障［1］。受人類活動(dòng)影響，截止2000年時(shí)，塔里木河下游（以下簡(jiǎn)稱“塔河”）河道斷流近30 a，下游生態(tài)環(huán)境惡化，胡楊林及灌木林大量死亡、荒漠化加?。?］。為挽救下游生態(tài)環(huán)境，國(guó)務(wù)院于2000年批復(fù)《塔里木河流域綜合治理工程》，其目的是通過生態(tài)輸水抬升地下水位恢復(fù)該流域天然植被，進(jìn)而促進(jìn)下游生態(tài)環(huán)境的修復(fù)和重建。截至2020 年12 月底，已連續(xù)向塔河下游進(jìn)行了21 次生態(tài)輸水，累計(jì)輸水84.45×108m3，年均下泄水量4.22×108m3，超過預(yù)期3.50×108m3輸水目標(biāo)，重現(xiàn)了下游尾閭生態(tài)環(huán)境［3-5］，產(chǎn)生了一定的環(huán)境與社會(huì)效應(yīng)。從生態(tài)輸水情況來看，2000—2020年下泄水量變化不一，最大輸水量為2017 年12.15×108m3，最小為2014 年，僅為0.07×108m3，2008 年則無水下泄。由于上游氣候變化下各源流出山口徑流量以及節(jié)水農(nóng)業(yè)、滴灌等高效節(jié)水灌溉方法的實(shí)施影響著下游來水量的豐枯變化［6-7］，使得各年度輸水量的變化較大，地下水位波動(dòng)明顯，塑造了下游特定的水文生態(tài)環(huán)境。

在塔河下游多年間歇性輸水過程中，眾多學(xué)者對(duì)其生態(tài)輸水特征和生態(tài)價(jià)值進(jìn)行了分析研究。鄧銘江等［8］分析了對(duì)塔里木河下游生態(tài)輸水方式的轉(zhuǎn)變對(duì)下游天然植被的響應(yīng)和恢復(fù)情況。王珊珊等［9］基于時(shí)間軌跡的方法，研究生態(tài)輸水后塔河下游土地利用覆被變化，主要發(fā)生在河道兩岸的河水漫溢區(qū)；鄒珊等［10］分析了塔河下游區(qū)域地表永久水體呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，下游輸水量直接影響著季節(jié)性水體面積及地表永久水體面積。作為生態(tài)修復(fù)典型研究區(qū)，很多學(xué)者針對(duì)生態(tài)修復(fù)效應(yīng)［11］、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)［12］、生態(tài)輸水策略［13］等方面進(jìn)行了整體研究分析，但在不同輸水方式下缺乏對(duì)輸水效率、漫溢控制及生態(tài)調(diào)控方面的研究有待于進(jìn)一步深化?；诖?，本文結(jié)合下游生態(tài)輸水資料及Landsat 系列數(shù)據(jù)，利用MNDVI水體變化過程和漫溢分布，分析生態(tài)輸水后生態(tài)閘控制輸水與近自然漫溢輸水的生態(tài)環(huán)境變化及演變規(guī)律，為生態(tài)輸水的效益評(píng)估提供研究基礎(chǔ)，為下一階段生態(tài)輸水及生態(tài)修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況及資料整備

1.1 研究區(qū)概況

塔里木河干流大致可分為上、中、下游3段。研究區(qū)位于塔里木河下游，海拔在801.5～846.2 m 之間，以大西海子水庫為起點(diǎn)，末端是阿拉干；自大西海子水庫以下分為兩支，南側(cè)一支是老塔里木河（簡(jiǎn)稱“老塔河”），北側(cè)一支為其文闊爾河（簡(jiǎn)稱“其河”），兩河呈大致平行狀并在阿拉干處交匯，形成了溝塘相連的河岸帶漫溢區(qū)（圖1）。

圖1 研究區(qū)示意圖Fig.1 Overview of the study area

研究區(qū)地處塔克拉瑪干沙漠與庫姆塔格沙漠之間，降水稀少，年均降水量在17.0～42.0 mm 之間；年均蒸發(fā)量高達(dá)2500～3000 mm，屬于典型的溫帶大陸性暖溫帶荒漠干旱氣候，是我國(guó)最干旱的地區(qū)之一。塔河下游屬?zèng)_積細(xì)土平原，主要為河湖相細(xì)砂和粉細(xì)砂以及風(fēng)沙土，水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含水層具有多層結(jié)構(gòu)，按其埋藏條件可分為潛水含水層和層間無壓含水層，上部潛水地下水與河流聯(lián)系密切，存在相互補(bǔ)給的關(guān)系，受下部粉土夾層的阻水作用，潛水與下部層間無壓水水力聯(lián)系較弱。其中，其文闊爾河的河床相主要是由早期孔雀河沖刷帶來的細(xì)顆粒組成的，地層巖性主要以粉土為主，夾有薄層粉砂，河床較穩(wěn)定；老塔里木河位于其河以南的塔克拉瑪干沙漠邊緣，在沙漠北擴(kuò)與河流的相互作用下，河床多由風(fēng)沙土等沖積物組成，河床易沖刷改道。

1.2 資料整備

1.2.1 生態(tài)輸水量及地下水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 研究中所采用的水文斷面流量與地下水埋深數(shù)據(jù)均由塔里木河流域管理局提供（表1）。包括：（1）2000—2020年生態(tài)輸水量；（2）2001—2017 年大西海子、英蘇、阿拉干、依干不及麻、臺(tái)特瑪湖地表水監(jiān)測(cè)斷面數(shù)據(jù)；（3）2001—2020 年英蘇、喀爾達(dá)依、博孜庫勒及阿拉干逐月地下水埋深數(shù)據(jù)。

表1 塔里木河下游生態(tài)輸水情況Tab.1 Ecological water transport in the lower reaches of the Tarim River

1.2.2 影像數(shù)據(jù)

獲取的Landsat TM、ETM+和OLI 遙感影像，來源于美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）官方網(wǎng)站（http://glovis.usgs.gov）下載的2001—2020 年遙感影像。覆蓋本文研究區(qū)域的影像有1 景，總計(jì)影像為19 張，其中Landsat 5 TM 為7 張、Landsat 7 ETM+為6 張、Landsat 8 OIL 為6 張，時(shí)間分別2001 月10 月15 日、2002年10 月18 日、2003 年6 月7 日、2004 年10 月31 日、2005 年10 月2 日、2006 年11 月6 日、2007 年10 月16、2009 年12 月24 日、2010 年10 月16 日、2011 年10 月15 日、2012 年10 月29 日、2013 年10 月24 日、2014 年7 月15 日、2015 年10 月22 日、2016 年10 月16 日、2017 年10 月27 日、2018 年10 月27 日、2019年10月25日、2020年9月25日。其中，Landsat 7影像存在條帶，通過ENVI 5.3 去除條帶，且對(duì)每期的遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射定標(biāo)，大氣校正。

2 研究方法

基于塔河下游河道監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析與實(shí)地調(diào)查，明確了單位河長(zhǎng)耗水率指標(biāo)及其不同輸水方式下的耗水率，并以此為基礎(chǔ)，深入分析了河道的耗水特征與河床透水性的內(nèi)在演變規(guī)律，為下游河道水流演進(jìn)及輸水策略的優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)參考。同時(shí)，本研究還利用遙感影像技術(shù)解譯其河生態(tài)閘輸水、老塔河自然漫溢下水體的空間分布，并結(jié)合輸水資料與地下水埋深數(shù)據(jù)，闡明了不同分水方式下的輸水特征與影響因素，為下游生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和科學(xué)管理奠定了理論基礎(chǔ)。

2.1 單位河長(zhǎng)耗水率及流量損失率分析

河流在沿途中的水量損失，通過蒸發(fā)以及滲流的方式補(bǔ)給土壤水、地下水。流量的沿程損失即為河道的耗水過程，河道耗水量受河道過流量、河道幾何形狀、河床土壤巖性及周邊植被生長(zhǎng)狀況等因素。利用布設(shè)至河道各監(jiān)測(cè)斷面的數(shù)據(jù)分析，基于水量平衡原理，分析不同河段的耗水率特征。故用以下關(guān)系式表達(dá)：

式中：W1為河道上斷面的來水量；W2為河道下斷面的流出量；ΔW為監(jiān)測(cè)斷面間的區(qū)間耗水量；S為監(jiān)測(cè)斷面的區(qū)間來水量；L為兩斷面間的河道長(zhǎng)度；k為區(qū)間耗水率；η為單位河長(zhǎng)耗水率。此外，將公式中的W設(shè)為斷面流量，則可依據(jù)上述公式計(jì)算得到單位河長(zhǎng)的流量損失率（δ）。

2.2 地表水體提取

研究區(qū)范圍內(nèi)的遙感影像，解譯出的水體指數(shù)（NDWI），受生長(zhǎng)在水面附近的植被信息影響較大，特征不明顯。因此，在水體提取中，采用改進(jìn)歸一化差異水體指數(shù)（MNDWI），利用水體在不同波段上與其他地物之間的光譜差異來進(jìn)行水體提?。?4］，減小分類的誤差。

計(jì)算公式如下所示：

式中：ρ_Green綠光波段（0.52～0.60 μm）和ρ_SWIR短波紅外波段（1.55～1.75 μm）。像素值范圍-1～1，在0～1之間說明該像素可以被作為水體［15］。通過得到研究區(qū)域水體面積，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)輸水?dāng)?shù)據(jù)、水體面積以及地下水埋深數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析并進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)輸水歷程與河床滲透性演變規(guī)律

3.1.1 生態(tài)輸水歷程

（1）下游生態(tài)輸水根據(jù)上游來水情況分為2個(gè)時(shí)間段：第一階段為應(yīng)急輸水階段。2000—2004年利用開都河水量連續(xù)偏豐、博斯騰湖水位持續(xù)上升的時(shí)機(jī)，通過孔雀河向下游實(shí)施生態(tài)應(yīng)急性輸水4次，起到了疏通其文闊爾河和老塔里木河的作用，水流最終匯入了臺(tái)特瑪湖。第二階段為常態(tài)化輸水階段，2006—2010年開都河進(jìn)入平、枯水年，博斯騰湖水位下降，生態(tài)調(diào)水減少；2010—2020 年塔河干游來水充沛，輸往下游水量增多，逐漸形成以干流生態(tài)輸水為主的常態(tài)化輸水。

（2）根據(jù)表1 可知，塔里木河下游主要依靠塔里木河干流輸水，占總輸水量的84.2%，博斯騰湖輸水占總輸水量15.8%。經(jīng)由大西海子水庫泄水，通過人為調(diào)控輸水時(shí)間、流量及配水方式，以提高水資源利用效率。受上游地表來水不穩(wěn)定影響，2008年無水下泄，2009年、2014年輸水量較低，輸水時(shí)間受上游影響較大，下游河道過水時(shí)間主要集中在每年4—6月、8—11月［16］，間歇性特征顯著。

（3）塔河下游生態(tài)輸水，采用的輸水方式：①單河道輸水：利用其河或老塔河輸水至臺(tái)特瑪湖；②雙河道輸水：上游來水經(jīng)過大西海子水庫調(diào)蓄，通過其河和老塔河下游輸水至臺(tái)特瑪湖；③汊河輸水：在主河道輸水過程中，利用河道兩岸自然汊河，流入至兩岸的較遠(yuǎn)處，擴(kuò)大植被受水范圍；④局部面狀漫溢：主要是通過修建生態(tài)閘及節(jié)制閘，進(jìn)一步延伸輸水河道的漫溢范圍，人為調(diào)控區(qū)間內(nèi)水量消耗，擴(kuò)大植被修復(fù)范圍；通過雍高水位，增強(qiáng)地下水的側(cè)向補(bǔ)給，抬升地下水位，改善兩岸植被長(zhǎng)勢(shì)。

塔里木河下游形成了以雙河道輸水、汊河及面狀輸水相結(jié)合的常態(tài)化輸水。生態(tài)閘是塔河下游水資源調(diào)配途徑，其目的是向河道外的生態(tài)區(qū)輸水，維持區(qū)域內(nèi)天然植被的生長(zhǎng)、擴(kuò)大生態(tài)修復(fù)范圍及提高水資源利用效率；面狀輸水以自然漫溢的方式，主要由于輸水流量過大超過河道過流能力，沿河道兩岸向外擴(kuò)散漫溢；其次通過輸水河道下溝汊將水輸送至地勢(shì)較低區(qū)域，擴(kuò)大輸水影響范圍。

3.1.2 河床滲透性能演變規(guī)律分析 通過對(duì)前17次輸水各河段的區(qū)間耗水率(k)和單位河長(zhǎng)耗水率(η)的分析表明（圖2、圖3）：（1）從沿程分布來看，扣除漫溢分流影響，各次輸水區(qū)間損失率沿程基本呈逐段增加趨勢(shì)，越往下游，河段過水次數(shù)與過水流量遞減，河道水量耗散程度也越大。（2）從逐次輸水情況看，隨著輸水次數(shù)的增加，各區(qū)間單位河長(zhǎng)耗水率(η)均呈逐次降低的趨勢(shì)。表明河岸帶土壤水和地下水逐漸得到恢復(fù)，相應(yīng)水量損失率亦逐次減小并趨于穩(wěn)定。（3）結(jié)合輸水方式與河段區(qū)間耗水、單位河長(zhǎng)耗水率等說明，在線狀輸水情況下，地下水很快進(jìn)入頂托滲流狀態(tài)，η值迅速衰減。輸水實(shí)踐表明，水流到達(dá)臺(tái)特瑪湖的時(shí)間逐漸縮短，若不進(jìn)行分流，將會(huì)有過多的水進(jìn)入湖泊，產(chǎn)生大量低效的水面蒸發(fā)損失。

圖2 各河段區(qū)間耗水率（k）Fig.2 Water consumption rate(k)in each section of the river

圖3 歷次輸水各河段單位河長(zhǎng)耗水率變化Fig.3 Changes in water consumption rate per unit river length for each section of water delivery

在間歇性輸水的條件下，河水入滲機(jī)理類似于波涌式灌［17-18］，前期輸水會(huì)在河床表面形成由粉粒構(gòu)成的致密土層，盡管這層土很?。ǔＰ∮? cm），但卻有較強(qiáng)的阻水作用，顯著減少了河水入滲，同時(shí)增加了水頭行進(jìn)速度。這也是目前塔河下游輸水中，水頭到達(dá)臺(tái)特瑪湖所需時(shí)間縮短的主要原因。連續(xù)輸水會(huì)降低單位河長(zhǎng)耗水率，減緩了對(duì)地下水補(bǔ)給。利用沿河生態(tài)閘與溝汊的組合輸水方式便成為合理的選擇。

3.2 生態(tài)閘后溝汊的控制輸水

其河目前共設(shè)置了6 座生態(tài)閘，通過生態(tài)閘后分水形成漫溢區(qū)，補(bǔ)給地下水。由于生態(tài)閘進(jìn)水口的調(diào)節(jié)功能有限，閘后的分水量主要受主河道水位的制約，閘后進(jìn)水量不受控制和監(jiān)測(cè)，形成了近乎隨機(jī)化的輸水方式。本文以庫木吐格生態(tài)閘為例，通過解譯2000—2020 年水體（MNDWI）面積變化，建立了生態(tài)輸水量最大年份（2017 年）水體面積與流量之間關(guān)系的變化說明生態(tài)閘下半隨機(jī)化輸水特征。

庫木吐格生態(tài)閘后地表水體與植被在漫溢區(qū)內(nèi)呈現(xiàn)出位置互換的特征（圖4、圖5）。整體上，水體主要匯集在距生態(tài)閘口10 km 以外的下游區(qū)域，部分匯水區(qū)位于生態(tài)閘附近及部分地勢(shì)低的洼地。2001—2005 年，在生態(tài)閘未建成前，主要通過河道附近溝汊分水至地勢(shì)較低區(qū)域，處于自然分水的狀態(tài)；2006年該閘建成；2007—2009年，上游下泄水量減少，閘后未過水；在2010—2020 年的連續(xù)輸水中該閘發(fā)揮了作用，閘后逐漸形成固定輸水通道，過水區(qū)域基本保持不變。結(jié)合相關(guān)性分析，2017年逐月庫木吐格閘后水體面積與流量（大西海子站下泄）關(guān)系為強(qiáng)相關(guān)（圖6），相關(guān)系數(shù)為0.61；當(dāng)水庫下泄流量低于15 m3·s-1左右，生態(tài)閘無法過水；隨著過水時(shí)間增加，水體變化逐漸趨于穩(wěn)定。庫木吐格生態(tài)閘后漫溢面積的變化與輸水過程密切相關(guān)，經(jīng)歷了顯著增加（2006 年）→降低（2007—2009 年）→小幅增加（2010—2014 年）→顯著增加（2015—2017年）→基本不變（2018年至今）的過程，最終水流匯集地勢(shì)低洼區(qū)域，漫溢后的積水區(qū)逐漸固定。

圖4 庫木吐格生態(tài)閘后地表水體與其他覆被類型分布變化Fig.4 Changes in the distribution of surface water bodies and other cover types behind the Kumtuge ecological gate

圖5 2001—2020年庫木吐格生態(tài)閘水體面積變化與生態(tài)輸水量（a）、生態(tài)輸水持續(xù)時(shí)間（b）的關(guān)系Fig.5 Relationship between the change of water body area of the Kumtuge ecological gate from 2001 to 2020 and the amount of ecological water conveyance(a)and the duration of ecological water conveyance(b)

圖6 2017年庫木吐格生態(tài)閘逐月水體面積與下泄流量關(guān)系Fig.6 Relationship between the water body area and the discharge flow month to month of the Kumtuge ecological gate in 2017

其河的生態(tài)閘由于其調(diào)控功能的缺失，導(dǎo)致閘后分水不受控制，類似于天然汊河的功能，完全受主河道水位的影響。這種生態(tài)閘后輸水方式對(duì)維系河畔植被起到了重要作用，但也逐漸形成了固定的積水區(qū)及地下水淺埋區(qū)，導(dǎo)致水面蒸發(fā)量與潛水蒸發(fā)量增加，水資源的利用效率降低。這在極端干旱的下游是有違河流生態(tài)倫理的，因此，在特定時(shí)期對(duì)水量耗散方式的調(diào)控是必要的。

3.3 近自然方式下的漫溢輸水

老塔里木河河床多由風(fēng)沙土等沖積物組成，河床易沖刷改道，故在老塔河上未修建生態(tài)閘，水量消耗仍以自然漫溢的方式為主。根據(jù)輸水資料顯示老塔河共輸水12次，水量的消耗經(jīng)河道兩側(cè)自然溝汊及洪水漫溢。自然溝汊及洪水漫溢受制于主河道過流量及水位影響，形成近自然方式下的輸水。

以博孜庫勒作為典型研究區(qū)，通過遙感監(jiān)測(cè)2010—2020 年博孜庫勒區(qū)域水體（MNDWI）變化趨勢(shì)（圖7）。整體上，水體面積主要分布在河道兩側(cè)地勢(shì)較低區(qū)域及自然溝汊延伸的地帶，其中2011—2013 年，水面分布范圍多集中在河道附近，過水區(qū)大體一致；2014年，塔河干流來水量減小，老塔河無水下泄，僅有零散洼地的積水區(qū)；2015—2020年，博孜庫勒區(qū)域在2017年水體面積達(dá)到最大60.03 km2，最遠(yuǎn)輸水至河道外5 km區(qū)域，后期輸水水面變化基本保持不變。結(jié)合輸水量數(shù)據(jù)得到圖8，水體面積的增加與輸水量相關(guān)系數(shù)為0.87，與生態(tài)放水持續(xù)時(shí)間的相關(guān)系數(shù)達(dá)0.45；根據(jù)監(jiān)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)顯示，漫溢面積與地下水埋深的變化（圖9）顯示，2010—2014年是漫溢范圍的快速擴(kuò)張期，地下水整體水位平均抬升4.54 m，越靠近河岸處輸水響應(yīng)越明顯；2015—2017年，來水量逐年增加，漫溢范圍達(dá)到最大值，地下水埋深平均上升1.48 m，受地形影響漫溢區(qū)域逐漸向下游遷移；2018—2019 年，水體面積增長(zhǎng)速率減緩，后期埋深維持在1～3 m。總的來說，近自然方式下漫溢，受生態(tài)輸水影響較大，漫溢區(qū)域逐漸趨于穩(wěn)定。長(zhǎng)期過水使漫溢區(qū)下地下水補(bǔ)給速率呈下降趨勢(shì)，導(dǎo)致洼地積水，無效蒸散增加，生態(tài)用水結(jié)構(gòu)不合理。

圖7 老塔里木河博孜庫勒區(qū)域地表水體與其他覆被類型分布變化Fig.7 Distribution change of surface water and other cover types in the Bozkule region of the old Tarim River

圖8 博孜庫勒區(qū)域水體面積與輸水量（a）、輸水持續(xù)時(shí)間（b）關(guān)系Fig.8 Relationship between water area and water delivery volume(a)and water delivery duration(b)in Bozkule region

圖9 博孜庫勒區(qū)域水體面積與地下水埋深之間的關(guān)系Fig.9 Relationship between water area and groundwater depth in Bozkule region

隨著老塔河生態(tài)輸水量的增加，漫溢區(qū)域逐步由原有的自然溝汊漫溢擴(kuò)大至大流量漫溢，同樣呈現(xiàn)出與其河相似的現(xiàn)象，即漫溢區(qū)固化與積水面長(zhǎng)期存在。水流的隨機(jī)性與水資源的利用效率在降低。

4 討論

人為活動(dòng)導(dǎo)致的水資源空間分配失衡是前期塔里木河下游生態(tài)急劇退化的主因［19］。本文利用塔河下游20 a來的生態(tài)輸水?dāng)?shù)據(jù)，分析了河段耗水空間分布特征與輸水方式的轉(zhuǎn)變趨勢(shì)，通過水文監(jiān)測(cè)及水體遙感解譯，探討了不同河段下典型區(qū)多年水體變化與輸水方式演變關(guān)系，一方面體現(xiàn)了輸水方式改變帶來的地下水位與植被恢復(fù)范圍的擴(kuò)大趨勢(shì)［20］；另一方面揭示了現(xiàn)階段兩河之間水資源耗散方式的演變的階段性特征。

塔河下游累計(jì)生態(tài)輸水21次，受上游來水影響及人為因素，形成了獨(dú)具特色的間歇性輸水。經(jīng)過4 種輸水方式的實(shí)踐表明：在間歇性輸水的作用下水流對(duì)河床底質(zhì)的自然分選會(huì)產(chǎn)生類似“波涌灌效應(yīng)”［21］，導(dǎo)致河床透水性的降低。其文闊爾河的細(xì)顆粒含量較高，易產(chǎn)生粉土淤積層。即便是其河生態(tài)閘后的自然溝，經(jīng)過長(zhǎng)期間歇輸水后，“波涌灌效應(yīng)”同樣存在，表現(xiàn)為淹沒區(qū)域內(nèi)水深增加［22］，河水與地下水的交換能力逐漸降低。博孜庫勒所在的老塔河，河床質(zhì)地多為粉砂，“波涌灌效應(yīng)”較弱，河水與地下水的交換能力保持較好。但長(zhǎng)期輸水后，隨著河岸帶地下水調(diào)蓄空間的減少，地下水位上升速率加快，潛水蒸發(fā)量加大。在2021年1月的實(shí)地調(diào)查中，下游兩河及其文庫爾湖等漫溢區(qū)內(nèi)積水成冰的現(xiàn)象較為普遍。此時(shí)距輸水結(jié)束已有61 d，地下水位確已恢復(fù)到了較高的程度。

現(xiàn)有的輸水實(shí)踐表明：隨著時(shí)間的推移，連續(xù)且固定輸水對(duì)河岸帶地下水的補(bǔ)給量逐漸降低，潛水蒸發(fā)量不斷增加。在后續(xù)研究中，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)漫溢后形成的濕地、植被響應(yīng)及生物多樣性等方面開展監(jiān)測(cè)，從符合河流生態(tài)倫理的角度開展水量耗散方式的研究，以便更好地對(duì)塔里木河下游生態(tài)輸水與植被恢復(fù)進(jìn)行科學(xué)的調(diào)控與管理。

5 結(jié)論

（1）截止2020年末，塔河下游共進(jìn)行21次生態(tài)輸水，在上游來水影響、輸水策略調(diào)整的雙重作用下以及出于恢復(fù)臺(tái)特瑪湖生物多樣性考量，輸水方式由單河道輸水→雙河道輸水→單雙河道、生態(tài)閘輸水→雙河道、生態(tài)閘、溝汊輸水的轉(zhuǎn)變。塔里木河下游長(zhǎng)期生態(tài)輸水導(dǎo)致河床表面淤積，河水轉(zhuǎn)化為地下水的速率逐漸降低，持續(xù)的輸水會(huì)降低河水的轉(zhuǎn)化效率。輸水方式的轉(zhuǎn)變看似是人為的主動(dòng)調(diào)整，實(shí)則是河岸帶地下水位恢復(fù)與河床透水性演變內(nèi)在規(guī)律作用的結(jié)果。

（2）其文闊爾河主要以生態(tài)閘的方式進(jìn)行調(diào)控，閘后輸水影響范圍與河道來水過程密切相關(guān)。作為其河上主要生態(tài)閘之一的庫木吐格生態(tài)閘，漫溢區(qū)域經(jīng)歷了快速擴(kuò)張—降低—小幅增加—顯著增加—基本不變的過程，逐漸形成固定輸水通道，且長(zhǎng)時(shí)間輸水下漫溢面積增加趨勢(shì)變緩，而表現(xiàn)為水深的增加；生態(tài)閘后隨機(jī)化的輸水，導(dǎo)致部分區(qū)域地下水位過高，潛水蒸發(fā)量增加，水資源利用效率降低，因此對(duì)河道水量耗散方式的調(diào)控研究是必要的。

（3）現(xiàn)階段老塔里木河以近自然方式進(jìn)行汊河輸水和漫溢，這與老塔河下游河床底坡比降較大，床質(zhì)以粉砂為主的特征有關(guān)。博孜庫勒是老塔河上形成的主要漫溢區(qū)之一，隨著輸水的持續(xù)進(jìn)行，漫溢區(qū)逐漸固化，形成以蘆葦為主的覆蓋度較高植被，盡管這也是河流的自然屬性，但過大的水面同樣會(huì)導(dǎo)致無效的蒸發(fā)量加大。

（4）由于輸水中存在的“波涌灌效應(yīng)”及地下水位上升后產(chǎn)生的頂托作用，使得間歇性輸水河道地下水補(bǔ)給量減少、單位河長(zhǎng)耗水率降低與無效蒸發(fā)增大。因此，適時(shí)進(jìn)行人為干預(yù)下的調(diào)控輸水，通過對(duì)不同河段恢復(fù)目標(biāo)與策略的設(shè)定，充分利用雙河道、溝汊輪滲與定期漫溢的組合方式擴(kuò)大受水區(qū)間，調(diào)控地下水位處于合理埋深，提高近自然調(diào)控輸水方式下水資源利用效率，達(dá)到下游植被恢復(fù)面積的最大化，以便更好地詮釋干旱區(qū)河流倫理的內(nèi)涵。