保爾德蘇河水資源開發(fā)現(xiàn)狀與潛力分析

黃若行

(新疆博爾塔拉水文勘測(cè)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(diǎn),由于缺乏監(jiān)測(cè)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(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展用水需求,合理高效配置水資源,就需對(duì)保爾德蘇河用水現(xiàn)狀與開發(fā)潛力進(jìn)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(zhǎng)72km,流域面積409km2,地理坐標(biāo)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(guó)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(tuán)注入博爾塔拉河(現(xiàn)因人類活動(dòng)影響,已斷流,只能以地下水的形式補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)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(duì)降雨徑流起著較強(qiáng)的調(diào)蓄作用。流域北側(cè)分水嶺部分地段高程相對(duì)較低,有利于北來的水汽進(jìn)入,但受阿拉山口風(fēng)口影響,水汽入流呈背風(fēng)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(bǔ)給量很少,徑流來源主要為融冰雪補(bǔ)給和夏季降雨補(bǔ)給。

水汽來源主要是緯向西風(fēng)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(dá)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(shí)期,因此,具有徑流年內(nèi)分布不均特點(diǎn),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(duì)相弱。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)和對(duì)當(dāng)?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(duì)穩(wěn)定的,這是由于該河補(bǔ)給形式造成的,氣溫因素的年際變化相對(duì)較小,這一點(diǎn)同艾比湖水系的其它支流徑流特性也是一一對(duì)應(yīng)的。根據(jù)《博爾塔拉蒙古自治州河流生態(tài)基流目標(biāo)制定與保障方案》(長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局長(zhǎng)江中游水文水資源勘測(cè)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(duì)較小,最大4個(gè)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(cè)局組織相關(guān)技術(shù)人員組成項(xiàng)目組,對(duì)保爾德蘇河來水情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。經(jīng)新疆建設(shè)兵團(tuán)第五師84團(tuán)統(tǒng)計(jì)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(cè)局組織相關(guān)技術(shù)人員組成項(xiàng)目組,對(duì)保爾德蘇河進(jìn)行徑流分析計(jì)算,從5月一直到8月,每月進(jìn)行流量監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果見表1。

表1 2022年保爾德蘇河徑流量監(jiān)測(cè)成果表 m3/s

這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)難以滿足保爾德蘇河徑流計(jì)算。由于保爾德蘇河與哈拉吐魯克河處于一個(gè)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(zhǎng)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(zhǎng)系列年徑流量之均值[3]。經(jīng)計(jì)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(jì)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(kù)一座,永久性渠首1座,引水總干渠2條,下游保爾德蘇水庫(kù)防洪重點(diǎn)村隊(duì)是第五師84團(tuán),常住人口2778人。設(shè)計(jì)灌溉總面積6003hm2,這些工程對(duì)促進(jìn)保爾德蘇河灌區(qū)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(kù):保爾德蘇水庫(kù)位于保爾德蘇河出山口前1.5km處。工程任務(wù)是以農(nóng)業(yè)灌溉為主、兼顧發(fā)電。水庫(kù)總庫(kù)容952萬(wàn)m3,裝機(jī)容量2400kW[4]。根據(jù)水庫(kù)徑流調(diào)節(jié)及洪水調(diào)節(jié)計(jì)算,灌區(qū)4、5月份需水庫(kù)供水827.58萬(wàn)m3,水庫(kù)死庫(kù)容80 萬(wàn)m3,興利庫(kù)容831萬(wàn)m3,調(diào)洪庫(kù)容41萬(wàn)m3。

2)渠首工程:保爾德河地處新疆第五師84團(tuán)境內(nèi),是84團(tuán)生產(chǎn)、生活的主要水源。20世紀(jì)60年代,84團(tuán)在現(xiàn)在渠首以下3.82km處修建了引水渠首,進(jìn)行引水灌溉。1980年渠首上移至出山處,由84團(tuán)水管站管理,運(yùn)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(shè)計(jì)引水流量8m3/s,實(shí)際引水能力不到7m3/s。渠首以下相繼建有1級(jí)水電站,發(fā)電機(jī)組三臺(tái)250×3臺(tái)機(jī)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(jí)水電站,發(fā)電機(jī)組三臺(tái)250×3臺(tái)機(jī)組,額定流量1.34 m3/。于1982年建成投產(chǎn)發(fā)電。3級(jí)水電站,發(fā)電機(jī)組三臺(tái)250×3臺(tái)機(jī)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(jí)水電站,發(fā)電機(jī)組三臺(tái)250×3臺(tái)機(jī)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(kù)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(huì)經(jīng)濟(jì)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(huì)經(jīng)濟(jì)概況來闡述保爾德蘇河區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(wàn)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(wàn)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(kù)是保爾德蘇河的最大取水工程,水庫(kù)總庫(kù)容952萬(wàn)m3,可以達(dá)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(shí)空分布上得到優(yōu)化配置。保爾德蘇水庫(kù)增加了對(duì)整個(gè)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(kù)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(biāo)準(zhǔn)由10a一遇提高到20a一遇,河流懸移質(zhì)泥沙通過水庫(kù)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(kù)既可滿足設(shè)計(jì)水平年國(guó)民經(jīng)濟(jì)各業(yè)不同保證率的用水要求,而且通過水庫(kù)調(diào)節(jié)后供水保證率得到進(jìn)一步提高,可適當(dāng)減少中、下游地下水的開采量。

保爾德蘇水庫(kù)建設(shè)項(xiàng)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(kù)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(duì)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(bào)》,2020年艾比湖水系總供水量達(dá)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(dá)94%。萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值用水量447.1m3;萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量18.0 m3;耕地實(shí)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(guó)家水平。

3)水資源開發(fā)利用程度指標(biāo):用現(xiàn)狀年的資料分析計(jì)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(biāo)制定與保障方案》(長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局長(zhǎng)江中游水文水資源勘測(cè)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%?，F(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(shí)期,博州市水利重點(diǎn)工作是加強(qiáng)博河上游水源涵養(yǎng)保護(hù)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(hù),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(wàn)m3,用水總量控制在14.4 億m3以內(nèi),萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量下降12%以上。

作為博河上游的重點(diǎn)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(gè)方面:①水資源量及其時(shí)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(diǎn),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(duì)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(duì)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(yǔ)

通過分析探討可知,保爾德蘇河為流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(gè)方面。但是對(duì)于整個(gè)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(shè)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(xué)依據(jù)。