喀什噶爾河流域水資源開發(fā)利用研究

劉 軍

(新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830000)

0 引言

水資源對(duì)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要性不言而喻，自改革開放以來我國在流域水資源開發(fā)利用及保護(hù)治理等方面做出巨大努力，使得各大流域水資源開發(fā)利用程度明顯提高，水環(huán)境及水安全狀況明顯改善[1-2]。但隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，部分流域原來的開發(fā)治理方式已不能滿足該流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新形勢(shì)的水利要求，又陸續(xù)出現(xiàn)了諸如水資源配置能力弱、水環(huán)境污染及流域生態(tài)脆弱等問題[3-4]。

近年來，國內(nèi)眾多學(xué)者對(duì)于流域水資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境相適應(yīng)方面做了諸多研究。如劉素娟[5]、任保平[6]等、金鳳君[7]立足于黃河流域開發(fā)利用現(xiàn)狀針對(duì)黃河流域水資源開發(fā)、水生態(tài)保護(hù)及高質(zhì)量發(fā)展等做出探討，提出應(yīng)以生態(tài)保護(hù)為前提從多個(gè)維度出發(fā)推動(dòng)黃河流域高質(zhì)量發(fā)展。李華煜[8]、李鵬飛[9]為解決渾河及瑪納斯和水資源供需矛盾，提出可通過構(gòu)建流域水資源調(diào)度模型及大力推廣節(jié)水等方法，在實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)節(jié)水的前提下有效緩解當(dāng)?shù)厮Y源短缺問題。高峰[10]、鄭婷婷[11]等、祝紫玲[12]針對(duì)引漢濟(jì)渭水源區(qū)、沿黃地區(qū)及華陽湖水生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀及治理等提出相應(yīng)的解決方法。也有學(xué)者總結(jié)國內(nèi)外流域治理經(jīng)驗(yàn)針對(duì)我國流域特點(diǎn)從多角度提出相應(yīng)的建議，對(duì)于流域水資源綜合利用提供了理論基礎(chǔ)[13-14]。

隨著喀什、克州經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，喀什噶爾河流域的水資源形勢(shì)及流域面臨的水問題和解決水問題的基礎(chǔ)都發(fā)生了明顯的變化[15]。雖然近期流域也開展了部分專項(xiàng)研究，在一定程度上指導(dǎo)了流域面臨的突出專項(xiàng)問題[16]，但并沒有從宏觀、戰(zhàn)略和全局的角度去發(fā)現(xiàn)和解決問題，也未體現(xiàn)出水的引領(lǐng)和約束作用，沒有充分體現(xiàn)國土空間規(guī)劃的新要求、新理念。因此，本文首先在充分了解喀什噶爾河流域開發(fā)治理現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了流域開發(fā)治理中存在的問題并提出相應(yīng)的對(duì)策，以期為流域水資源規(guī)劃及實(shí)現(xiàn)流域水資源永續(xù)使用提供理論基礎(chǔ)。

1 流域概況

流域水系眾多，地表、地下水資源較為豐富。流域地形整體西高東低，受地形影響流域氣候差異較大，總體來說，氣溫年和日變化均較大。

2 流域開發(fā)治理現(xiàn)狀

2.1 水利工程建設(shè)現(xiàn)狀

流域內(nèi)現(xiàn)已建有40座水庫，山區(qū)、平原水庫興利總庫容分別為5.36億、2.66億m3。流域各河流河道上現(xiàn)有的主要引水渠首及引水閘共有50座，現(xiàn)狀引水能力1118m3/s。流域現(xiàn)狀灌區(qū)干渠總長(zhǎng)2538km，防滲率70.0%；支渠總長(zhǎng)5540km，防滲率為45.1%。共有機(jī)井11451眼。

2.2 水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

2.2.1現(xiàn)狀供水量及水資源開發(fā)利用程度

流域2014—2018年總供水量在58.9億～65.8億m3之間。2018年供水量為62.50億m3，其中地表、地下及其他水源供水分別為44.21、18.25、0.04億m3；供水量按河流水系劃分，水量按河流水系劃分，克孜、吐曼、蓋孜、庫山、依格孜牙、布谷孜及恰克馬克河分別供水26.35、2.02、18.69、10.1、1.39、2.34、1.55億m3。其中生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、牲畜及漁業(yè)用水量分別為1.31、0.5、59.82、0.27、0.61億m3。根據(jù)供水水量計(jì)算，流域現(xiàn)狀地表、地下水開發(fā)利用率[19]分別為79.7%、141.5%，水資源總量開發(fā)利用率平均為113.2%?，F(xiàn)狀流域水資源開發(fā)利用程度較高，但由于近些年流域來水偏豐，一定程度上掩蓋了水資源開發(fā)利用超過承載能力的現(xiàn)象。

2.2.2現(xiàn)狀用水效率

流域現(xiàn)狀2018年農(nóng)業(yè)畝均用水量為766m3，相比于全疆平均農(nóng)業(yè)畝均用水量543m3、南疆平均659m3較高；且2018年喀什噶爾河流域節(jié)水灌溉面積128.3萬畝，節(jié)灌率為16.4%，與全疆平均節(jié)灌率57.0%相比，流域節(jié)灌率較低，反映出農(nóng)業(yè)用水水平低。流域完成國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)及工業(yè)增加值分別為554、62億元，流域現(xiàn)狀萬元GDP用水量為1129m3，萬元工業(yè)增加值用水量為72m3，與全疆萬元GDP用水量449.8m3，萬元工業(yè)增加值用水量33.6m3相比，差距較大，從全疆層面分析，可以發(fā)現(xiàn)喀什噶爾河流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為落后。

2.3 防洪現(xiàn)狀

喀什噶爾河是洪澇災(zāi)害多發(fā)性河流，洪災(zāi)發(fā)生頻率高，洪澇災(zāi)害頻繁且范圍較大[20]。流域現(xiàn)狀修建的具有防洪任務(wù)的水庫主要有卡拉貝利水利樞紐、開普太希水庫、布侖口水庫、阿湖水庫、沙汗水庫等?，F(xiàn)狀喀什噶爾河流域范圍內(nèi)修建堤防、護(hù)岸工程共計(jì)100處，其中永久性堤防、護(hù)岸59處，長(zhǎng)度301.4km；修建臨時(shí)性堤防、護(hù)岸41處，長(zhǎng)度262.1km。但受多因素限制當(dāng)?shù)貙?duì)防洪設(shè)施建設(shè)投入不足，河道基本上未得到系統(tǒng)有效治理，且現(xiàn)有防洪工程標(biāo)準(zhǔn)低。

2.4 城鄉(xiāng)供水現(xiàn)狀

流域內(nèi)農(nóng)村飲水安全工程自2005年開始建設(shè)以來，現(xiàn)已建成城區(qū)供水工程14座，供水能力可達(dá)24.5萬m3/d，覆蓋供水人口約96.2萬人，流域內(nèi)農(nóng)村供水工程供水能力和供水保證率都有了很大的提高[18]。但近年來隨著農(nóng)村人口不斷向城區(qū)集中，城區(qū)現(xiàn)狀供水能力不足問題逐漸突顯，流域內(nèi)阿克陶縣、伽師縣、岳普湖縣及42團(tuán)(草湖鎮(zhèn))等，目前仍以地下水作為唯一供水水源，供水分散，水質(zhì)較差，今后流域需進(jìn)一步擴(kuò)大供水規(guī)模和范圍，將其他各縣團(tuán)納入統(tǒng)一供水，提高喀什噶爾河流域水資源集約利用水平。

2.5 灌區(qū)水土開發(fā)現(xiàn)狀

2018年流域灌溉面積約780.4萬畝，其中種植業(yè)占總灌溉面積的66.1%，人工林約占31.1%，人工草場(chǎng)約占2.8%，且高效節(jié)灌率為16.4%。此外，流域現(xiàn)狀還有復(fù)播面積162.4萬畝，復(fù)播指數(shù)(復(fù)播面積與耕地面積的比值)為0.315，復(fù)播指數(shù)幾乎也是全疆最高區(qū)域之一。但由于流域內(nèi)農(nóng)業(yè)灌溉水平偏低，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)灌溉用水需求過大，致使流域呈現(xiàn)水資源過度開發(fā)利用狀況。

2.6 水電開發(fā)現(xiàn)狀

流域水能資源較為豐富，根據(jù)新疆第四次水力資源復(fù)查成果，全流域水能理論蘊(yùn)藏量為2051MW。流域內(nèi)年徑流大于5億m3的克孜河、蓋孜河和庫山河理論蘊(yùn)藏量占全流域蘊(yùn)藏量的91.5%。流域現(xiàn)狀已建、在建水電站共計(jì)36座，電站裝機(jī)775MW，已開發(fā)水電站裝機(jī)容量占流域理論蘊(yùn)藏量的36.8%，流域尚存在一定的水電開發(fā)利用潛力。

3 流域開發(fā)治理存在的問題

3.1 水資源的綱性引領(lǐng)和剛性約束作用不足

在流域新老水問題交織、水安全面臨的新形勢(shì)下，水資源的綱性引領(lǐng)和剛性約束作用明顯不足。首先是節(jié)水的引領(lǐng)和約束不足，流域內(nèi)農(nóng)業(yè)、工業(yè)及綜合用水水平，較全疆平均、南疆多數(shù)流域仍存在較大差距。其次是涉水管控空間的引領(lǐng)和約束不足，流域現(xiàn)狀并沒有明確提出水利空間相關(guān)的管控要求，缺乏對(duì)其他行業(yè)不合理開發(fā)建設(shè)活動(dòng)的約束，流域內(nèi)各項(xiàng)水利工程的建設(shè)立項(xiàng)也缺乏涉水生態(tài)空間管控的規(guī)劃依據(jù)。水價(jià)尤其是農(nóng)業(yè)水價(jià)的引領(lǐng)和指揮棒作用沒有發(fā)揮，流域農(nóng)業(yè)水價(jià)改革進(jìn)展緩慢，水價(jià)整體偏離成本嚴(yán)重，間接導(dǎo)致一些大中型水利樞紐工程、渠首工程、田間工程、農(nóng)村安全飲水工程無法充分發(fā)揮作用，嚴(yán)重影響了流域用水、節(jié)水效果。

3.2 水資源開發(fā)利用量超出控制指標(biāo)要求，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)存在爭(zhēng)水矛盾

2018年流域地表水供水量44.2億m3(含泉水)，超出2030年“三條紅線”中地表水開發(fā)利用紅線指標(biāo)7.0億m3；現(xiàn)狀流域地下水供水量18.3億m3，超出控制指標(biāo)13.7億m3。目前，流域所涉及的有關(guān)區(qū)域的水資源實(shí)際用量已嚴(yán)重超出區(qū)域用水總量控制指標(biāo)，擠占了生態(tài)水量。由于近期水資源處于豐水期，生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢(shì)并不十分明顯，但如果不改變現(xiàn)狀的開發(fā)格局與用水規(guī)模，流域生態(tài)環(huán)境脆弱性將會(huì)逐步增加。經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水量的增多將進(jìn)一步壓減流域生態(tài)用水，從而使得生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化的風(fēng)險(xiǎn)日趨加大。在水資源利用上，一方面經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)水資源提出更高要求，另一方面水資源開發(fā)利用量已嚴(yán)重超出紅線指標(biāo)，如何在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的進(jìn)程中，實(shí)現(xiàn)“三條紅線”中的用水總量控制與經(jīng)濟(jì)社會(huì)健康發(fā)展是擺在喀什噶爾河流域面前的嚴(yán)峻課題。

3.3 流域生態(tài)環(huán)境脆弱，生態(tài)環(huán)境保護(hù)形勢(shì)嚴(yán)峻

近年來，隨著流域用水量逐年增加，各河流地表來水出山口后幾乎都被引入灌區(qū)，各河流下游河道基本無水通過?？俗魏釉诓脊滓韵轮聊┒税⑼咛峥h斷流河道長(zhǎng)約416km，現(xiàn)已基本失去河道功能。蓋孜河在疏勒縣三道橋渠首以下枯水期河道斷流，僅汛期有多余水量下泄河道。庫山河、恰克馬克河、依格孜牙河下游河段也都存在不同程度的斷流現(xiàn)象。

且流域內(nèi)地下水位普遍在下降，如喀什市及周邊區(qū)域的地下水位普遍下降了3～5m左右；疏勒縣近年來地下水位下降速率為0.758m/a。另據(jù)流域遙感解譯成果，流域內(nèi)天然綠洲面積及濕地面積都呈萎縮態(tài)勢(shì)，也印證了流域地下水位在不斷下降。流域?qū)偎|(zhì)型缺水地區(qū)，地下水水質(zhì)存在的問題主要是硫酸鹽超標(biāo)、總硬度超標(biāo)、礦化度超標(biāo)。近年來，流域內(nèi)地下水呈掠奪式開發(fā)，地下水水質(zhì)咸化進(jìn)一步加劇，如克孜河流域的淺層地下水化學(xué)組分硫酸鹽和礦化度含量以慢速上升型為主，中深層地下水化學(xué)組分氯離子含量、總硬度、硫酸鹽和礦化度以中速上升型-快速上升型為主，多年升降幅度一般小于10%。

由于流域水土資源的過度開發(fā)利用，各河流的河道生態(tài)基流水量及河谷林草、濕地天然植被生態(tài)水量被嚴(yán)重?cái)D占，沿河兩岸天然林帶寬度逐年收縮，遠(yuǎn)離河道的幼林枯死，草場(chǎng)退化，植被覆蓋度逐年下降，有些地方甚至草甸植被完全消失；尾閭柯坪縣哈拉坤國家級(jí)重點(diǎn)公益林保護(hù)區(qū)長(zhǎng)期嚴(yán)重干旱缺水，長(zhǎng)勢(shì)堪憂，已呈衰退趨勢(shì)，目前僅靠周邊葉爾羌河豐水期來水進(jìn)行少量澆灌。

另外，隨著人工綠洲面積的增加，改變了原始自然地貌和景觀，自然植被被取代，生物多樣性降低，且不合理的灌溉方式直接導(dǎo)致了流域沖積平原農(nóng)耕灌區(qū)鹽堿化與灌區(qū)外圍荒漠化的惡性循環(huán)。流域下游的疏附縣、伽師縣、英吉沙縣和岳普湖縣的極重度沙化面積都在30%以上。

3.4 農(nóng)業(yè)用水增長(zhǎng)快、占比大、效率低

現(xiàn)狀2018年流域農(nóng)業(yè)用水總量60.7億m3(含牲畜、漁業(yè))，占用水總量的97.1%，而生活、工業(yè)等其他行業(yè)用水占比僅為2.9%。第一產(chǎn)業(yè)增加值119.8億元，農(nóng)業(yè)單方水增加值僅1.97元。而全國平均農(nóng)業(yè)單方水增加值為18.54元，甘肅為11.9元，內(nèi)蒙古11.7元，流域單方水產(chǎn)出僅為全國平均水平的10.6%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全國平均水平，也遠(yuǎn)低于同為干旱區(qū)域的甘肅和內(nèi)蒙，進(jìn)一步反映出流域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平落后，農(nóng)業(yè)水利用效率低。另根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，全流域高效節(jié)水灌溉面積為128.3萬畝，高效節(jié)灌率僅為16.4%，遠(yuǎn)低于全疆平均節(jié)灌率59.3%。流域現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)綜合毛灌溉定額為766m3/畝，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全疆農(nóng)業(yè)定額543m3/畝、南疆農(nóng)業(yè)定額659m3/畝，農(nóng)業(yè)用水效率低下，節(jié)水潛力較大。

3.5 水資源配置能力不強(qiáng)，有待建立可持續(xù)的水資源綜合利用體系

流域內(nèi)大多數(shù)河流屬于降水和冰雪融水補(bǔ)給型河流，徑流年內(nèi)變幅較大。最大的河流克孜河連續(xù)最大4個(gè)月(6—9月)徑流量占到全年徑流量的66%左右，而3—5月農(nóng)業(yè)春灌高峰期徑流量?jī)H占全年徑流量的16%左右；第二大河蓋孜河6—9月徑流占全年徑流的71%，3—5月徑流僅占全年徑流的15%左右；庫山河、依格孜牙河、恰克馬克河徑流年內(nèi)變幅情況也如此。流域灌溉面積規(guī)模較大，農(nóng)業(yè)用水占比高，尤其是3—5月，春灌用水占農(nóng)業(yè)總用水的30%～40%。流域來水過程及農(nóng)業(yè)需水過程不匹配，造成春旱缺水嚴(yán)重，現(xiàn)狀流域雖建有卡拉貝利水利樞紐、布侖口水庫、阿湖水庫等控制性調(diào)蓄工程，在一定程度上緩解了流域農(nóng)業(yè)春旱缺水程度，但農(nóng)業(yè)春旱缺水并未得到完全解決，下游灌區(qū)仍需通過平原水庫調(diào)蓄、過量開采地下水等措施來解決灌溉缺水問題。且?guī)焐胶?、依格孜牙河及克孜河、蓋孜河支流的灌區(qū)，由于缺乏有效的調(diào)蓄工程，工程性缺水現(xiàn)象比較嚴(yán)重。而未來隨著城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，生活、工業(yè)用水需求將有較大幅度的增加，屆時(shí)流域水資源供需矛盾將會(huì)更為突出。亟需流域進(jìn)一步增強(qiáng)水資源調(diào)控和配置能力，建立合理的、可持續(xù)的水資源利用體系。

3.6 防洪設(shè)施仍較薄弱，防洪工程體系不完善

流域目前已建成了多座大中小型水庫和563.5km堤防，流域各支流初步形成了堤庫結(jié)合的防洪工程體系，但部分河段仍存在依靠下游河道泄洪、堤防防洪。且流域雖然已建較多堤防，但都是分散治理，且標(biāo)準(zhǔn)低下，抗洪能力有限，永久性堤防工程僅301km左右，防洪工程體系尚不完善。另流域目前尚未建立與《中華人民共和國防洪法》相配套的法規(guī)體系，流域性的水文遙測(cè)站網(wǎng)、洪水預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)及防洪決策支持系統(tǒng)亦未形成，防洪管理不適應(yīng)防洪建設(shè)的要求，重點(diǎn)城市的超標(biāo)準(zhǔn)洪水防御措施有待完善。

3.7 流域水利管理體系尚需完善

流域現(xiàn)狀存在多部門管水，既有自治區(qū)派駐機(jī)構(gòu)，又存在地方流域管理部門，河流呈分割管理，導(dǎo)致流域水事關(guān)系復(fù)雜，水資源管理存在諸多問題，形成了行政隸屬不同的各級(jí)水管機(jī)構(gòu)，水資源統(tǒng)管和用水管理協(xié)調(diào)難度較大，需進(jìn)一步強(qiáng)化流域水資源管理體系，把有限的水資源管好、用好，為流域水資源的可持續(xù)利用提供保證和支持。

4 結(jié)語

通過對(duì)喀什噶爾河流域開發(fā)治理現(xiàn)狀研究發(fā)現(xiàn)流域存在的問題比較突出，展現(xiàn)出如水資源開發(fā)過量及配置能力不強(qiáng)、流域生態(tài)環(huán)境脆弱、農(nóng)業(yè)用水占比大、防洪設(shè)施仍較薄弱、流域管理體系尚需完善等問題。

在水資源綜合利用總體布局中，一是應(yīng)加快建設(shè)山區(qū)控制性調(diào)蓄工程，做好各水源之間、各區(qū)域之間、各部門之間的調(diào)配；二是應(yīng)全面推行各行業(yè)節(jié)水，尤其是農(nóng)業(yè)節(jié)水，加強(qiáng)非常規(guī)水資源的利用；三是應(yīng)推進(jìn)城鄉(xiāng)供水體系建設(shè)；四是應(yīng)合理適機(jī)開發(fā)水能資源。

在防洪減災(zāi)總體布局中，應(yīng)根據(jù)喀什噶爾河流域洪澇災(zāi)害特點(diǎn)，在有效防止洪水泛濫的同時(shí)，維護(hù)下游的生態(tài)環(huán)境，并加強(qiáng)非工程防洪體系的建設(shè)。

在流域綜合管理總體布局中，應(yīng)在構(gòu)建流域生態(tài)安全格局的前提下，按照人水和諧的管理思路，逐步建立起有序、高效的流域綜合管理體系。