首页 理论教育 叶尔羌河流域水资源系统要素分析

叶尔羌河流域水资源系统要素分析

时间:2023-12-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:4叶尔羌河流域的水资源系统要素分析4.1流域概况叶尔羌河流域位于新疆维吾尔自治区的西南部,流域范围介于东经74°28′-80°54′,北纬34°50′-40°31′之间。叶尔羌河流域山区5000m高程以上地区山势陡峻,岩石裸露,常年积雪。叶尔羌河流域年平均气温变化呈梯度变化,随高程降低各项气温指标逐渐升高。

叶尔羌河流域水资源系统要素分析

4 叶尔羌河流域的水资源系统要素分析

4.1 流域概况

叶尔羌河流域位于新疆维吾尔自治区的西南部,流域范围介于东经74°28′-80°54′,北纬34°50′-40°31′之间。叶尔羌河流域发源于喀喇昆仑山北脉喀喇昆仑山冰川,由西南流向东北,河源段黑巴龙克以上最长的支流为拉斯开木河,长约203km,黑巴龙克以下始称叶尔羌河。经喀什地区的叶城、塔什库尔干、泽普、莎车、麦盖提、巴楚等六县和克孜勒苏柯尔克孜自治州的阿克陶县境内,最后进入阿克苏地区的阿瓦提县境内,与阿克苏河汇合后注入塔河。河流全长1 281km(含拉斯开木河)。叶尔羌河流域的总面积为8.58万km2,其中我国境内为8.44万km2,境外面积为0.14万km2。山区面积占66.9%,为5.74万km2;平原区面积占33.1%,为2.84万km2

叶尔羌河流域地处欧亚大陆腹地,位于喀什、和田两地区的中心地带,塔里木盆地的西南边缘,其西南部、南部与塔吉克斯坦、阿富汗、巴基斯坦、印度等国接壤,战略地位极其重要。流域地跨4个地州12个县(市),是新疆境内地跨州县(市)最多的流域。

4.1.1 地形地貌

叶尔羌河流域地形由南向东北急剧倾斜,由8 000~6 000m的极高山区降至平原区的1 500~1 050m,海拔8 611m的世界第二高峰乔戈里峰位于本区境内,与现今尾闾上游水库的海拔高程相比,二者高差约达7 570m。主要分水岭为慕士塔格山、沙里阔勒岭、喀喇昆仑山。叶尔羌河干流河谷狭窄,水流湍急,沟壑遍布。流域形态是由叶尔羌河干流、塔尔库什干河、提孜那甫河上游、克勒青河及众多小支流形成的一个不规则扇状水系。

叶尔羌河流域山区5 000m高程以上地区山势陡峻,岩石裸露,常年积雪。5 000m高程以下地区沟壑发育河道纵横。平原区除沿河一线的绿洲外,均为戈壁沙漠。全流域除灌溉绿洲、沿河分布的野生林木和为数不多的高山天然牧场、草场外,其余均为荒山、荒漠,植被非常稀少。

叶尔羌河流域按照海拔高程大体可以分为三级:以叶尔羌河的卡群、提孜那甫河的江卡一线为界,以上为昆仑山、喀喇昆仑山山区,以下为山前洪积扇和冲积平原区。山区南高北低,分为二级,一级为西南和南部高原山区,雄伟的喀喇昆仑山横贯山区,山势巍峨,高峰林立,平均海拔5 000~6 000m。世界第二高峰海拔8 611m的乔戈里峰,就坐落在南部边缘。二级为昆仑山山丘区,地势由南向东北倾斜延伸,是由高山向平原过渡的丘陵地区,海拔高程3 000~1 500m。平原区由卡群向北延伸至河口,上段为洪积扇,南北宽约60km,扇面坡度平缓,一直延伸到莎车县的塔合其;以下为冲积平原。位于沙漠盆地边缘的冲积平原,其东部为沙漠、荒漠区。海拔从1 500m降到1 050m,地面自然坡降在1/200至1/4 000之间,地势成条状分布的平原地貌景观;叶尔羌河平原区辽阔,形成的沙漠绿洲是我国最大的绿洲之一。根据地貌的基本成因类型与形态,可划分为山前倾斜平原、扇缘潜水溢出带、冲洪积细土平原和沙漠等四大地貌单元

山前倾斜平原冲积扇主要是由叶尔羌河、提孜那甫河、乌鲁克河、柯克亚河等河流冲洪积扇毗连而成,地势西南高东北低。倾斜平原内河网水系发育,是流域内耕地及人口相对集中区。在冲洪积扇中部及前缘和扇间交汇地多有冲沟,沟底地下水出露汇集成泉流。冲洪积扇中部及前缘地带现多已垦为耕地,水渠纵横,与下游的冲洪积平原区连成一片,其原地貌景观已成为条田、林带、渠系、道路和居民点。地层除地表覆盖厚度不等的土层外,以下多为沙砾石层。冲洪积扇边缘带仍有明显的沼泽及地下水溢出带的地貌景观。

冲洪积细土平原,包括叶尔羌河冲积平原、提孜那甫河冲积平原和喀什葛尔河下游冲积平原,此亦灌区内主要农耕地分布区。该区土层厚,灌区内部受东西两面沙漠影响,由风积形成若干零星分布的沙丘,约占绿洲面积的2%以上。

在沙漠与绿洲之间的过渡带及绿洲内部分布有大面积的胡杨、红柳、芦苇罗布麻甘草等荒漠植被,约占绿洲面积的60%,故流域呈现一片荒漠绿洲的自然景观

4.1.2 气象

叶尔羌河流域共有气象观测站9处。其中气象站5个,水文站4个。选用水文站点统计资料,系列比较完整,质量较好,无论是从面的分布上,还是从时间分布上,都具有一定的代表性。

叶尔羌河流域地处欧亚大陆腹地,因远离海洋,周围又有高山阻隔,加上沙漠影响,流域内呈现典型的干旱大陆性气候,其主要特点是:气温年内变化大,日变化较大,空气干燥,日照长,蒸发强烈,降水量小。

叶尔羌河流域年平均气温变化呈梯度变化,随高程降低各项气温指标逐渐升高。在高山区多年平均气温在0℃以下(根据邻近流域乌恰县托云气象站观测资料),而在中低山和平原区多年平均气温在11℃左右。

影响叶尔羌河流域降水的主要因素是西风环流所携带的大西洋水汽,沿途得到地中海、里海等水汽的补充,经中亚进入新疆后若遇到冷空气入侵,在南疆造成降水天气

叶尔羌河流域内上游叶城、泽普、莎车盛行西北风,布古里沙漠对灌区威胁最大;下游巴楚、麦盖提盛行东北风和偏北风,位于东侧的塔克拉玛干大沙漠对灌区威胁较大。

流域内各种灾害天气也频繁出现,常有春旱、夏洪、大风、风沙、霜冻、低温、雨害、干热风暴雨冰雹等灾害。

4.1.3 河流水系

叶尔羌河流域水系含有叶尔羌河、提孜那甫河、柯克亚河和乌鲁克河等四条河流,其中叶尔羌河径流量最大,提河次之,柯克亚河和乌鲁克河较小。

叶尔羌河发源于喀喇昆仑山北坡,由西南流向东北,河源段黑巴龙克以上最长的支流为拉斯开木河,左岸有一支流为克勒青河,发源于乔戈里峰,两河汇流后,称叶尔羌河。上游有塔尔库什干河汇入,中游有提孜那甫河汇入,下游蜿蜒于塔克拉玛干大沙漠西部边缘,最后注入塔河。

提孜那甫河原为叶尔羌河的一条支流,发源于昆仑山北麓加尔勒克塔山赛利亚克达坂和阳盖达坂,全长320km,出山口后与叶尔羌河几乎平行流动,在麦盖提县以上用水后,仅有尾水、回归水汇入叶尔羌河。

柯克亚河位于叶城县境内,发源于海拔5 000m的昆仑山北坡的欧西达坂,柯克亚河是由柯克亚河和阿其克河两条小支流汇集而成,无冰川,流域西北面与叶城县提孜那甫河流域相连,东与乌鲁克河流域毗邻,南以喀喇昆仑山为屏障。该河在喀和公路桥上游与乌鲁克河相汇,其后散失于荒漠中。

乌鲁克河位于叶城县境内,乌鲁克河发源于海拔6 144km的昆仑山的大坎冰川,主要支流有拜克里克、托孜拉克、希特鲁牙依拉克等,流域西北面与叶城县柯克亚河流域相连,东与和田地区皮山县毗邻,南以喀喇昆仑山为屏障。

叶尔羌河是新疆第四大河流,为塔河的第二大支流,其多年平均径流量约占塔河流域的27%。叶尔羌河水系中四条河流径流合计为76.85亿m3。其中叶尔羌河为65.93亿m3,占85.79%;提孜那甫河为8.55亿m3,占11.13%;乌鲁克河为1.59亿m3,占2.07%;柯克亚河为0.78亿m3,占1.01%。

4.1.4 社会经济

叶尔羌河流域从上游至下游包括叶城县、塔什库尔干县、阿克陶县(塔尔塔吉克民族乡、库斯拉甫乡)、莎车县、泽普县、麦盖提县、岳普湖县(巴依阿瓦提乡、阿洪鲁库木乡)、巴楚县,新疆生产建设兵团图木舒克市前进水库垦区和小海子水库垦区的12个团场、阿克苏地区的阿瓦提县、阿拉尔市3团等单位。

叶尔羌河流域灌区2008年总人口为199.4万人(其中农三师15.8万人),约占全疆总人口的10%,由维、汉、回、塔吉克、乌孜别克、哈萨克等12个民族组成,其中维吾尔族占总人口的85.8%,是一个以维吾尔族为主体的少数民族聚居地区。

4.2 水资源系统要素评价

4.2.1 降水和蒸发

叶尔羌河流域降水特点如下:

(1)降水量有明显地区分布差异

山区多,平原少;西部、南部多,东部、北部、中部少;呈现明显的垂直地带分布,如叶尔羌河流域冰川区雪线附近年降水量可达600mm以上,向下塔尔库什干(海拔3 000m)减到69mm,库鲁克栏干(海拔1 960m)93mm,叶尔羌河山口卡群站(海拔1 450m)和莎车气象站(海拔1 231m)仅为66mm和43m,最少的是东部麦盖提气象站年降水量只有30mm。

(2)降水量年内分布不均

流域年降水量不但年际变化较大,如山区的库鲁克栏干站年最大降水量149.8mm(1982年),最小48.3mm(1961年);叶尔羌河出山口的卡群站年最大降水量141.2mm(1974年),最小26.1mm(1983年),最大值与最小值相差5倍。而且年内分配很不均匀,年内5月、6月、7月、8月的降水量库鲁克栏干、卡群站分别占年降水量的73.8%、54.3%,塔尔库什干、江卡和莎车站分别占年降水量的64.2%、57.7% 和65.4%。历年降水量最高的月份除塔尔库什干在6月份外,其余站均出现在5月。

(3)降水集中

流域年降水量较小,但也会出现强度较大的暴雨。如提孜那甫河玉孜门勒克水文站,1958年5月11日的降水量高达53mm;卡群水文站1982年3月3日实测日降水量30.2mm,占该站多年平均年降水量的45.8%;邻近盖孜河流域克勒克水文站实测最大日降水量也高达41.7mm,这种高强度的暴雨多集中在河流出山口一带的暴雨中心区。

叶尔羌河流域蒸发特征如下:

蒸发量主要受气压、气温、湿度、风力、辐射等气象因素的综合影响,不同纬度、不同地形条件的蒸发能力也不同。叶尔羌河流域气候各地区差异很大,因此蒸发量各地区也有很大差异。其分布规律与降水量相反,与气温变化规律基本相同。从北向南,随着地势的抬高,降水量逐渐增大,蒸发量逐渐减少,沙漠区远大于山前倾斜平原,山前倾斜平原大于山区,东部的塔里木盆地蒸发量最大。

根据20cm蒸发皿资料,蒸发量随高程的变化变幅很大,最低值小于1 790mm,最高值大于2 480mm。帕米尔高原及喀喇昆仑山、昆仑山山区水面蒸发量在1 600~2 300mm之间,山前平原绿洲带水面蒸发量在1 900~2 400mm之间,塔里木盆地边缘大于2 400mm。不同区域降水与蒸发量统计见表4.1。

表4.1 多年平均降水与蒸发量统计

4.2.2 河流泥沙

河流泥沙指由于水流的挟带作用所造成的泥沙运动洪水期水流强烈的冲刷侵蚀作用,将流域上表层风化的岩石和疏松的土壤挟带入河,形成河流泥沙。叶尔羌河悬移质泥沙主要来源于库鲁克栏干水文站以上流域,约占卡群站年悬移质输沙量的86%。支流塔尔库什干河泥沙含量最小,而卡群以上、库鲁克栏干、伊尔列黑以下区间泥沙也较少,仅占卡群站12%。

1)叶尔羌河悬移质泥沙

叶尔羌河为一条多沙河,其出山口径流控制站卡群站多年平均含沙量4.35kg/m3。叶尔羌河泥沙主要来自库鲁克栏干以上干流河段。该站多年平均年输沙量2 140万t,占卡群年输沙量的77%(水量占78%)。大水大沙,即悬移质泥沙高峰期在主汛期。以叶尔羌河总控制站卡群站为例,该站年平均总径流量为65.2亿m3,总输沙量2 790万t,其中主汛期7~8月多年平均径流量38.23亿m3,占年径流量的59%。而7~8月多年平均输沙量2 230万t,占年总输沙量的81%。7~8月多年平均含沙量为5.83kg/m3,相当于年平均含沙量的134%。各类洪水中,以溃坝型大洪峰含沙量最高。卡群站以下平原区河段含沙量沿程逐段增加,输沙量逐段减少。卡群、依干其渡口、泽河口、48团渡口四个水文站的资料详见表4.2。

表4.2 叶尔羌河平原区各测站含沙量及输沙率

含沙量、输沙量沿程变化的主要原因是叶尔羌河是一条散失性河流,卡群以下受灌区引水影响。含沙量沿程增大是由于灌区引水总是引相对的清水而下泄相对的浊水,加之沿程汛期冲刷,河岸又不断为河水补充泥沙之故;输沙量沿程减少,则为灌区引水时也随水引走了大量泥沙,而沿程补充的泥沙远远不如引走的泥沙量大之故。

2)叶尔羌河推移质泥沙

叶尔羌河上游河床比降较陡,水位流量变幅较大,卵石丰富,为推移质运动提供了有力的动力因素和物质条件。从河床质组成来看,河床主要由不均匀的砂卵石组成,粒径小于0.15mm的细沙含量极少,而最大颗粒粒径大于400mm,最大、最小粒径相差几千倍。河床质组成的极不均匀性,使河床质运动有其特点,粗颗粒组分只有在特定相应水利条件下才能够运动,小于此水力条件不会运动,这与中下游较均匀的砂质床面在一定水利条件下可能全部运动截然不同。

进入平原灌区,叶尔羌河从卡群渠首至依干其渡口河床均可见粒径不均匀的砂卵石。卡群渠首河床砂砾石粒径多为0.5~40cm的卵石,悬移质较少;依干其渡口河床砂砾石粒径多为0.5~15cm的卵石,悬移质含量增多。

3)提孜那甫河悬移质泥沙

提河泥沙主要来源于提河径流形成区,主汛期洪水将大量的泥沙携运到平原区。特大洪水发生时,均伴以高沙峰。因提河中下游河段无泥沙观测资料,依据玉孜门勒克站实测悬移质泥沙资料对提河出山口处悬移质作简要分析。悬移质含沙量年内分配很不均匀,4~9月为悬移质含沙量较大的月份,各月悬移质含沙量在1.43~9.16kg/m3之间,其中4月份含沙量最大;12月含沙量最小。玉孜门勒克站多年平均含沙量为3.58kg/m3,历年实测最大年平均含沙量为15.3kg/m3 (1999年),最小年平均含沙量为0.695kg/m3(1973年)。玉孜门勒克站最大输沙量为1 410万t(1999年),最小输沙量为46.4万t(1970年),多年平均输沙量为294万t,见表4.3~表4.5。

表4.3 玉孜门勒克站悬移质含沙量年际变化表

表4.4 玉孜门勒克站多年平均输沙量年际变化表

表4.5 玉孜门勒克站平均输沙量年内分配表

4)提孜那甫河推移质泥沙

因无推移质实测资料,根据推移质多年平均输沙量与悬移质多年平均年输沙量之间存在的比例关系,确定年推移质输沙量占年悬移质输沙量的15%。

4.2.3 水资源总量

1)地表水资源量及水质评价

(1)地表水资源分区

根据《新疆叶尔羌河流域水资源评价报告》,本书水资源评价范围为叶尔羌河流域国内三级水资源分区与叶尔羌河上游从巴基斯坦流入的支流产水面积之和。

叶尔羌河流域隶属于塔河源二级分区的三级水资源分区。按河流分为叶尔羌河、提孜那甫河、柯克亚河、乌鲁克河四个河区。按照行政分区包括10个县级行政分区,分别为喀什地区的塔什库尔干县、叶城县、莎车县、泽普县、麦盖提县、岳普湖县、巴楚县,克孜勒苏柯尔克孜自治州的阿克陶县,和田地区的皮山县,阿克苏地区的阿瓦提县的一部分区域。

(2)地表水资源量

以水文站实测流量资料为基础,求得单站1956—2003年天然径流量系列,然后用数理统计方法计算出多年平均和不同频率下的年径流量,同时绘制1956—2003年径流深等值线图。

按照以上方法计算出各行政分区和各河流的地表水资源量。叶尔羌河流域的地表水资源量为76.85亿m3(其中国外水量为3.06亿m3)。其中叶尔羌河65.93 亿m3,提孜那甫河8.55亿m3,柯克亚河1.589亿m3,乌鲁克河0.78亿m3。各个分区地表水资源量见表4.6。

表4.6 叶尔羌河流域水资源分区地表水资源量

(续表4.6)

因为水资源利用分区中的前海区由前进灌区和小海子灌区组成,属于兵团管辖,而在地理位置上,前进灌区穿插在麦盖提县境内,小海子灌区穿插在巴楚县境内,所以从产汇流的角度,将前海区中的前进灌区的地表水并入麦盖提区,小海子灌区的地表水资源量并入巴楚区。流域平原区各水资源利用分区的地表水资源量情况见表4.7。

表4.7 叶尔羌河流域平原区水资源利用分区地表水资源量

注:将前海区中的前进灌区的地表水并入麦盖提区,小海子灌区的地表水资源量并入巴楚区。(www.xing528.com)

叶尔羌河流域不同保证率下地表水资源量系列及河川总径流量采用代表站法生成。选取叶尔羌河和提孜那甫河出山口水文站(卡群水文站和玉孜门勒克水文站)为代表站,利用各水文站1957—2009年53年的长系列来水数据进行适线,适线法采用P-Ⅲ型曲线,研究区主要河流适线结果见图4.1与图4.2。通过适线得到叶尔羌河流域地表水资源量特征值,见表4.8。

图4.1 叶尔羌河卡群水文站1957—2009年不同频率来水径流量

4.2 提孜那甫河流域玉孜门勒克水文站1957—2009年不同频率来水径流量

表4.8 叶尔羌河流域地表水资源量特征值统计

注:括号内表示发生该保证率下来水量的实际年份。

(3)地表水水质

根据《新疆叶尔羌河流域地表水资源评价》,叶尔羌河流域河流水体中的PH一般在7.5~8.5,呈弱碱性;多年平均矿化度在300~450mg/L,水化学类型除乌鲁克河外,均属碳酸盐类,以CCa型为主。乌鲁克河多年平均为硫酸盐类,为SCa型。叶尔羌河流域各河流水化学特征详见表4.9。

表4.9 叶尔羌河流域河流水化学特征统计

注:总硬度以CaCO3计。

2)地下水资源量及水质评价

根据《新疆叶尔羌河流域水资源评价报告》,流域的地下水总补给量为35.91亿m3,其中天然补给量0.81亿m3,转化补给量35.10亿m3,扣除井灌回归量0.51亿m3后,流域的地下水资源量为35.40亿m3。经分析,流域的地下水可开采量为10.22亿m3。流域的地下水补给量、资源量和可开采量的分区情况见表4.10。

表4.10 叶尔羌河流域地下水资源量

注:表中将前海区中前进、小海子灌区的地下水资源量分别并入麦盖提灌区、巴楚灌区。

根据《新疆叶尔羌河流域平原绿洲区地下水资源评价报告》,叶尔羌河流域地下水水质由地下水的补给、径流、排泄条件所决定,呈现出一定的规律性。总体来说,本区地下水(潜水)在纵向上沿着径流方向由南到北有较明显的水平分带规律,矿化度有从小于1g/L→2~5g/L→大于5g/L变化,水化学类型有从重碳酸型水→硫酸型水→氯化物型水的转变;在横向上自近河向两侧沙漠区,矿化物逐渐增大,但水化学类型没有明显的变化。另外,地下水水质在垂直方向上呈现出异常现象,即因区内承压水顶板较薄且多为亚砂土,存在承压水越流补给潜水的现象,使得潜水矿化度稍高于承压水矿化度,或者有的地区较接近。

局部上说,在山前倾斜平原区,地下水矿化度和水化学类型受地表水影响,矿化度<1g/L,为重碳酸型水。在冲洪积扇前缘溢出带,泉水大片出露,泉水矿化度为1~2g/L,属于氯化物镁型水。在冲积平原区,地下水矿化度变化大,河流、渠系附近的地下水矿化度较大,而且在短距离内地下水矿化度增加很快,部分地区矿化度达到5g/L。由于潜水位高、水交替弱、蒸发强度大、补给条件差,大部分地区矿化度大于2g/L,水化学类型为硫酸型水和氯化物型水。

3)水资源高效利用

水资源高效利用是指最大限度减少水面、土壤和裸地潜水无效蒸发量,增加植物的有效蒸发量。渠道防渗、田间节水灌溉工程减少的水面、土壤无效蒸发量和入渗补给地下水量为工程节水量。转化补给量称有效转化量或“有效损失量”;水面、土壤和潜水无效蒸发称“无效损失量”。将工程节水量等同于真实节水量,会过高地估计节水潜力。所以,要按流域水资源系统及转换规律,以水资源可利用量作为配置与规划的依据,集成先进的节水技术,减少水量转化,增加有效的地下水开采量,方可实现流域水资源高效利用。

4.2.4 水资源可利用量

地下水资源可利用量参见地下水资源量部分。

流域内的地表水资源可利用量(即河道取水口)为天然来水量扣除河道损失后的水量。通过对叶尔羌河流域1980—2003年24年实测引水资料的分析计算,叶尔羌河卡群水文站至艾里克塔木渠首间、提孜那甫河玉孜门勒克水文站至汗克尔渠首间的损失水量约为卡群水文站、玉孜门勒克水文站来水量的18%。其中,叶尔羌河河道损失为15%,提孜那甫河河道损失为17.13%。叶尔羌河、提孜那甫河各月的河道输水损失率见表4.11。

表4.11 叶尔羌河、提孜那甫河各月河道输水损失量

扣除河道损失后,叶尔羌河和提孜那甫河不同保证率下的地表水资源可利用量(河道取水口)见表4.12。

表4.12 叶尔羌河、提孜那甫河不同来水保证率下地表水资源可利用量

对于乌鲁克河和柯克亚河,由于二河的径流年内分配极不均匀,且缺乏控制性。虽然根据《新疆叶尔羌河流域水资源评价报告》,乌鲁克河的地表水资源量为1.59亿m3,柯克亚河的地表水资源量为0.78亿m3,但通过调查,这两条河流在汛期时大部分径流得不到有效利用而流入沙漠,因此,考虑到河流利用的实际情况,采用二河的实际利用量作为其可利用量。据调查,乌鲁克河和柯克亚河的水量全部由叶城县使用,现状年叶城县利用两河的水量约0.78亿m3(河道取水口),其中,利用乌鲁克河的水量为0.71亿m3,利用柯克亚河的水量为0.07亿m3,见表4.13。

表4.13 乌鲁克河和柯克亚河地表水资源可利用量

通过上述分析可得,叶尔羌河流域在75%来水频率下的地表水资源总量为52.538亿m3,90%来水频率下的地表水资源总量为46.915亿m3,95%来水频率下的地表水资源总量为45.144亿m3,见表4.14。

表4.14 叶尔羌河流域现状年地表水资源可利用量

注:提孜那甫河水量玉孜门勒克断面的来水量折至卡群断面时的折算系数为0.976。

4.3 干旱等级划分

计算叶尔羌河流域主要代表水文站卡群站(叶尔羌河)和玉孜门勒克站(提孜那甫河)1957—2009年的SRI值,其对比结果见图4.3。

图4.3 研究区主要代表水文站1957—2009年SRI指标值

采用皮尔逊Ⅲ(P-Ⅲ)型曲线利对以上水文站53年的长系列来水数据进行适线,适线图见图,对照找出SRI值分别为0、-1、-1.5和-2的来水年份及各年份对应的来水频率,见表4.15。

表4.15 叶尔羌河流域的干旱等级和来水频率范围

从表中可以看出,叶尔羌河流域在来水频率小于50%时无旱,来水频率50%~80%时为轻度干旱,来水频率80%~90%时为中度干旱,来水频率90%~95%时为重度干旱,来水频率大于95%时为特大干旱。为便于水资源调配计算,分别选取80%、90%和95%来水频率的径流量代表中度干旱年、重度干旱年和特大干旱年的来水量。

4.4 水资源分区

本流域在行政区划上隶属于喀什地区包括喀什地区的塔什库尔干县、叶城县、莎车县、泽普县、麦盖提县、巴楚县、岳普湖县的两个乡和新疆建设兵团农三师的12个团场、两个劳改农场、新疆军区的麦盖提基地及阿克苏地区的阿瓦提县、柯坪县、阿克苏市的部分区域、和田地区皮山县部分和克州阿克陶县部分。

叶尔羌河流域的河川径流形成于山区,耗散于平原区,而山区自然生存条件极端恶劣,居住人口少,水资源开发利用程度低,其现状年需水量所占比重仅占流域总需水量的0.9%,山区灌区的水资源开发利用对流域径流和水资源量影响极小;而平原区人口较多,经济繁荣,需水量占流域总需水量的99%,即流域水资源开发利用主要集中在平原区。因此,本次调配主要针对叶尔羌河流域的平原区,依据确定的水资源利用分区原则,结合灌区划分,将流域的平原区划分为7个水资源利用分区,见表4.16。

表4.16 叶尔羌河流域水资源分区表

(续表4.16)

4.4 水资源开发利用现状评价

叶尔羌河流域范围广阔,下垫面条件复杂,流域内高差悬殊,最低点与最高点的高差约可达7 570m。上游河源为高山区、高海拔区,多冰川雪岭,河谷深切,交通不便,生活条件恶劣,人口稀少,是溃坝型洪水的策源地。中上游河段为喀喇昆仑山中低山区,是本流域的暴雨区,为暴雨型洪水产生的主要区域,交通尚数便利。河流下游平原区,为人口密集区,也是径流的主要散失区,交通条件较为便利。

叶尔羌河流域中上游目前还没有建成大中型的控制性水库枢纽工程,卡群水文站上游正在规划与建设中的控制性水库枢纽工程有康克江格尔、下坂地、阿尔塔什、堑高等。

根据叶尔羌河流域灌区1990—1999年灌溉水源水量统计及分水、配水资料统计,可以看出叶尔羌河水系平原灌区水资源利用的一些特点,即目前灌区水资源开发利用程度较高,大部分引水灌区,引水比达80.8%,但水资源开发主要用于农业生产,工业基础薄弱,商品化率仍较低,山区、平原区水能利用处于相对较低的水平。目前灌区综合灌溉利用系数为0.41,综合渠系水利用系数为0.46,又反映出灌区水资源利用率相对较低。由于叶尔羌河流域灌区为南北走向的狭长型灌区(南北长约400km,东西宽40~80km),个别灌区零星分布,又为纯灌溉农业,加之叶尔羌河水系特有的水文特性(季节性河流、洪枯流量悬殊等),因此灌区形成“多级引水、集中引枯、分级引洪”的工程总体布局,同时通过系列引、蓄、放等互济工程,实现柯克亚河灌区、乌鲁克河灌区、提孜那甫河灌区及叶尔羌河灌区用水上的相互调节,成为一个紧密相连的水系和一个统一的灌区。

叶尔羌河流域水电站多为灌溉渠道上的无调节引水式电站,因此发电用水多退回原渠道,重复利用于农业生产。根据叶尔羌河流域管理局18年来对叶尔羌河实引水、退水资料统计,叶尔羌河多年平均引水量为53.76亿m3,多年平均退水量为2.22亿m3,该部分退水多为下游灌区利用。

平原水库在调蓄径流,缓解春旱,保证灌区农业生产上起了巨大作用,但因蒸发、渗漏损失量大而造成水资源的浪费。根据已有实测资料,平原水库的水量损失约为入库水量的35%,从河道取水口至水库的输水损失按引水量的10%估计,现状条件下,灌区内平原水库的水量损失为7.2亿m3,折算到取水口的水量约为8亿m3

以灌区1990—1999年平均实引水量为基准进行分析,即灌区实引水约62.83亿m3,总来水量78.29亿m3,引水比为80.8%,则河道损失水量为15.46亿m3(含下放生态水),该部分占总来水量的19.75%。平原水库损失量约8.0亿m3,灌区渠系输水损失为(62.83-8)*0.54=29.61亿m3(灌区现状渠道利用系数为0.46),两者相加占总来水量的48.1%。

现状年卡群断面来水量为57.77亿m3,年平均流量为182.69m3/s,根据卡群水文站年径流设计频率成果分析,卡群水文站设计频率为75%的年均流量为178.9m3/s,来水量为56.40亿m3,现状年来水频率接近卡群水文站设计频率为75%的来水,现状年缺水主要集中在3~6月,为农业灌溉季节性缺水。

4.5 水文循环

叶尔羌河的组成除包括有少部分泉水和低山区季节性积雪、降雨补给外,冰川消融是其主要补给源,它对径流的年际、年内变化起着调节作用。叶尔羌河流域降水量在冰川雪线以上为600mm以上,经中、低山区到河流出山口的卡群站仅为66mm,降水的垂直地带分布使河川径流沿程有相应变化,按其产流特征可分为高山区、中低山区和平原区。

叶尔羌河由于其独特的补给特性造成径流年内变化十分剧烈,叶尔羌河流域各计算断面6、7、8月三个月的水量占全年水量的60%以上,年内分配极为不均。

叶尔羌河干流上的卡群水文站作为叶尔羌河出山口地表水总水量控制断面,多年平均年净流量为65.26亿m3;库鲁克栏干水文站多年平均年净流量为50.78亿m3。叶尔羌河支流塔什库尔干河伊尔列黑水文站作为塔什库尔干河的水量控制站,多年平均年净流量为9.98亿m3

提孜那甫河玉孜门勒克水文站作为提孜那甫河出山口地表水总水量控制断面,多年平均年净流量为8.30亿m3

乌鲁克河原台斯水文站断面作为乌鲁克河出山口地表水总水量控制断面,年净流量为1.59亿m3

柯克亚河拜西提勒克断面作为柯克亚河出山口地表水总水量控制断面,年净流量为0.78亿m3

叶尔羌河径流年际变化不大,但洪峰变化甚大,时常发生难以预测、不定期的突发性洪水。叶尔羌河并存有冰雪消融型洪水、冰川“溃坝型”洪水、暴雨型洪水、混合型洪水四种不同类型的洪水。

4.6 生态环境

干旱区的生态环境问题由来已久,几乎是一个伴随人类发展同步出现的问题,随着中上游绿洲的形成和发展,下游生态环境几乎无一例外地要遭受破坏。塔河流域降水量很少,基本上属于极端干旱区,生态环境极为脆弱,春旱、夏洪、盐碱和风沙是流域普遍存在的自然灾害,研究区内不同区域有各自的特点。

叶尔羌河流域生态类型,从整体上讲属于荒漠生态系统。其特点是气候极端干旱少雨、蒸发量大、风沙多、灾害性天气频繁、盐碱重,因此生物少而单纯、生长期短、生态结构简单、功能也不稳定,不可避免地遭受干旱、风沙、盐碱的危害。在叶尔羌河流域灌区内,沙漠危害从长远看是灌区最大的威胁。

叶尔羌河绿洲在三面沙漠包围之中,即塔克拉玛干大沙漠、托格拉克沙漠、布古里沙漠,因此沙漠化时刻威胁绿洲的安全。据统计,三大沙漠在流域内共有沙漠面积2.38万km2,占流域总面积的21.7%,占流域平原面积的48.2%。在灌区内还分布着一些大小不等的流动沙丘,总面积为49.6万亩,也是风沙灾害的沙源之一。

由于沙漠边缘过渡地带的绿色植被遭到破坏,使植被覆盖率降低,天然屏障作用减弱,引起原来固定、半固定的沙丘活化移动,在流动沙丘前缘失去了天然绿色植被的保护,会使流沙对绿洲入侵加快,使大片绿洲在一定时间内变成沙漠。特别是叶尔羌河下游麦盖提至巴楚一线,由于滥砍滥伐及水土资源无计划开发而造成的河水断流、河道两岸地下水位下降,使沿河两岸林带宽度逐年收缩,远离河道的幼林枯死,草场退化,植被覆盖大幅度下降,有些地段甚至造成草场植被完全消失。随着干旱不断加剧,故河道将成为无林地段,胡杨林成为枯林木,林下植被全部消失,在风力作用下就地起沙,最终变成沙漠化。

叶尔羌河流域的生态系统近几十年发生了极大变化,主要表现为“四个增加、四个减少”,即人工渠道、人工水库、人工植被、人工绿洲生态系统增加,自然河流、天然湿地、天然植被、天然绿洲生态系统减少。

环境问题是各种因素的复杂相互作用的产物,不利的自然因素是其发生发展的基础条件,而人为过度的经济活动是诱导因素,可以认为环境恶化是人为活动和脆弱生态环境相互影响、相互作用的产物,是人地关系矛盾的结果。叶尔羌河流域的生态问题,气候与地貌问题是主要自然因素,不合理的开发利用资源是主要人为因素。社会经济用水挤占生态环境用水、水资源利用效率低下、水利工程建设布局不合理、蒸发渗漏水量损失大等一系列影响因素需要重点关注。

4.7 本章小结

本章系统介绍了叶尔羌河流域的地形地貌、气象、河流水系、社会经济等概况,分析评价了叶尔羌河流域降水、蒸发、泥沙等水资源系统,分析评价了地表水、地下水资源的数量与质量及水资源开发利用现状;根据水文及水资源分布进行了干旱等级划分和水资源分区;论述了引发生态环境恶化的各种因素。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈