塔里木河是我国最长的内陆河,沿塔克拉玛干流动沙漠北缘自西向东流入台特玛湖。塔里木河流域历史上形成的天然绿洲,是阻止塔克拉玛干沙漠向北扩展的天然屏障;其下游河段的胡杨林更是塔克拉玛干沙漠与新疆第三大沙漠——库姆塔格沙漠之间唯一的屏障。塔里木河全长1321公里,全流域多年平均径流量312.5亿立方米,干流水量约50亿立方米。流域总人口780万人,占全疆总人口的近一半,流域内有灌溉面积1735万亩,是新疆主要的石油、粮食、棉花、瓜果、畜牧业等生产基地。塔里木河流域全部在新疆境内,被当地称为“母亲河”,可以说塔里木河生态状况的好坏,直接关系到整个塔里木盆地的生存与发展。[1]
1 塔里木河水热平衡的破坏
塔里木河流域深居内陆,气候干旱,降雨稀少,蒸发强烈,水资源相对贫乏,生态环境脆弱。所以,对其水热平衡的干扰造成的环境效应十分显著。历史上塔里木河流域有九大水系汇入塔里木河干流。由于人类活动与气候变化等影响,20世纪40年代以前,车尔臣河、克里雅河、迪那河相继与干流脱离地表水联系。40年代以后,喀什噶尔河、开都河—孔雀河、渭干河水系也逐渐脱离干流。到二十世纪末,与塔里木河干流有地表水联系的只有和田河、叶尔羌河和阿克苏河三条源流。大量平原水库的建设(塔里木河流域共建平原水库76座,年蒸发渗漏耗水量约18亿m3,干流平原水库水利用率仅0.3左右)、水资源的不合理配置和使用(上游、中游用水大量浪费,仅上、中游无控制的引水口就多达130余处,引水渠道防渗率很低,用水浪费极其严重),显著影响塔里木河流域的水热平衡,并造成了严重的生态效应。
1972年,在塔里木河道上建成的大西海子水库拦截了所有河水。1972年以来塔里木河下游大西海子水库以下363公里的河道长期处于断流状态,近年来下游断流还有向上延伸趋势,台特玛湖自1972年后干涸。干流下游地区地下水位下降,阿尔干附近1973年潜水埋深为7.0m,1997年降到12.65m,下降了5.65m,井水矿化度也从1984年的1.3g/L上升到1998年的4.5g/L。各源流流域不同程度的盐碱化面积已经达到511万亩,占耕地面积的38%。
塔里木河两岸繁衍着郁郁葱葱的胡杨林,在沙漠中形成了雄伟壮阔的绿色走廊。这是目前世界上最大的一片天然胡杨林,总面积达35.2万公顷。它主要分布在塔克拉玛干沙漠的周围,犹如一条绿色长城,紧紧锁住流动性的沙丘,控制着沙漠的蔓延。同时,胡杨林也是优良的四季牧场和野生动物的栖息地。胡杨虽然生命力极强,它是新疆一种古老的珍奇树种,具有惊人的抗干旱、御风沙、耐盐碱的能力,素有“沙漠英雄树”的美誉。即使这种“生而不死千年,死而不倒千年,倒而不朽千年”的沙漠英雄树,也逃不过长期无水的灾难。由于塔里木河下游水量减少,长达数百公里的胡杨林在干渴中倒下。塔里木河干流两岸胡杨林一片片枯死,景象触目惊心。上、中游胡杨林面积也由50年代的600万亩减少到目前的360万亩,减少了240万亩;下游由50年代的81万亩减少到20世纪末的11万亩,减少了70万亩。河流中、下游由于水资源短缺,风沙、风暴天气日益增多,河道中原来为数不多的一些生物,业已基本死亡。具有战略意义的下游绿色走廊逐渐衰败,濒临毁灭,沙进人退的现象日趋严重,库姆塔格沙漠和塔克拉玛干沙漠已呈合拢之势。从1959年到1983年的24年间,塔里木河流域土地沙漠化面积从66.2%上升到81.83%,下游阿拉干地区沙漠化面积已占平原总面积的94%。据预测,如果不加治理,到2008年,下游河道两岸将全部沙化。库姆塔格沙漠和塔克拉玛干沙漠两大沙漠一旦合拢,不仅会给生态环境带来灾难性的破坏,而且将使农牧业生产遭受毁灭性打击,严重威胁塔里木河中、下游人民的生存(塔里木河下游两岸已有大批人口搬迁)。
由于人类的干扰和不合理的开发利用,这个曾经孕育了发达的西域文明和养育数以百万计新疆人民的“母亲河”,正在走向生命的终点。楼兰文明的历史命运是否会重演呢?
2 五次应急输水拯救母亲河
塔里木河流域生态系统加剧恶化,严重制约了流域经济社会的可持续发展,并威胁到我国西北地区生态系统。为了遏制塔里木河下游生态环境继续恶化的趋势,新疆自治区政府和水利部共同进行了塔里木河流域水资源和生态环境问题及其对策研究,在广泛征求各方意见的基础上,提出了塔里木河流域综合治理方案。2001年3月,朱镕基总理主持国务院总理办公会议,批准了塔里木河流域综合治理方案。塔里木河的综合治理方案以生态系统建设为根本,以水资源的合理配置为核心,加强流域水资源的统一管理和调度,实行严格的用水监督管理;压缩平原水库(在叶尔羌河流域废弃平原水库16座。对12座平原水库进行节水改造,包括阿克苏河2座,叶尔羌河6座,和田河4座。),减少蒸发;兴建山区控制性水库,提高流域水资源合理配置的调控能力;在源流区以发展节水农业为重点,新增各级防渗渠道,完成田间配套工程;在干流区以河道整治为重点,修筑干流两岸输水堤防,兴建护岸和控导工程,疏浚干流河道;积极稳妥地进行流域经济结构调整,实施退耕还林还草,完成荒漠林封育、草地改良。力争到2005年基本完成塔里木河流域综合治理,初步恢复塔里木河下游生态系统。
从2000年4月开始至2003年10月,水利部及黄河水利委员会、新疆维吾尔自治区人民政府,利用1996年以来开都河天然来水偏丰、博斯腾湖持续高水位的有利时机,由新疆水利厅、塔管局与巴音郭楞蒙古自治州、新疆建设兵团农二师共同组织了五次向塔里木河应急输水。
五次应急输水主要自博斯腾湖调水,进入塔里木河,输入大西海子水库;再经大西海子水库泄洪闸,将水输入其文阔尔河和老塔里木河,最终进入台特玛湖。输水路线自博斯腾湖至台特玛湖共计927.59公里。这样,孔雀河通过扬水站从博斯腾湖抽水经库塔干渠向塔里木河下游灌区输水,与和田河、叶尔羌河和阿克苏河三条源流,共同形成了“四源一干”的格局。“四源一干”流域面积占流域总面积的25.4%,多年平均年径流量占流域年径流总量的64.4%。
第一次应急输水。2000年5月14日至7月12日,从博斯腾湖调水2.04亿m3,从大西海子水库泄洪闸向塔里木河下游河道下泄0.98亿m3,下游水头到达大西海子水库以下106公里处的喀尔达依附近。第二次应急输水。2000年11月3日至2001年2月5日,从博斯腾湖调水4.68亿m3,其中大西海子水库泄洪闸向塔里木河下游河道下泄2.25亿m3,下游水头到达阿拉干以下11公里处。第三次应急输水。分两个阶段进行,历时165天,累计从博斯腾湖调水6.18亿m3,塔里木河中游来水0.5亿m3,从大西海子水库泄洪闸向塔里木河下游河道下泄3.81亿m3,下游水头到达台特玛湖,并形成10余平方公里的湖面。第四次应急输水。2002年7月20日~11月10日,历时114天,从博斯腾湖调水4.38亿m3,塔里木河中游来水1.23亿m3,从大西海子水库泄洪闸向塔里木河下游河道下泄3.31亿m3,下游水头到达台特玛湖,并形成16.7平方公里的湖面。第五次应急输水。分两个阶段进行,第一阶段2003年3月3日至7月11日;第二阶段2003年9月12日开始。第一阶段从博斯腾湖调水4.91亿m3,塔里木河中游来水1.33亿m3,从大西海子水库泄洪闸向塔里木河下游河道下泄3.4亿m3,分别采用其文阔尔河和老塔里木河两条路线,先后向下游输水,两条线路水头均到达台特玛湖,使下游河道实现全线通水。
五次应急输水共下泄生态水13.8亿m3,其中河道耗水总量为13.35亿m3,进入台特玛湖水量共计0.45亿m3。河道耗水中,补给地下水9.02亿m3;河道水面蒸发0.29亿m3。补给地下水的水量中,植被和土壤腾发的水量为3.33亿m3;地下水蓄存量为5.69亿m3。
3 五次应急输水的成效
通过对五次应急输水后的分析和研究,结果表明塔里木河下游绿色走廊已到了濒于消亡的关键时期,应急输水的实施对于缓解和改善塔里木河下游脆弱植被生态系统的退化状况,维持和保护好现有植被,效果显著。
1)、输水前,大西海子水库至台特玛湖沿河两岸的2~4公里范围内的地下水水位埋深大部分地区(从阿克东断面至库尔干断面)大于8m。五次输水后,沿河附近的水位埋深均小于4m,范围从输水前的4.69平方公里增加到20.40平方公里。埋深4~6m,分布范围由128.96平方公里增加到261.17平方公里。埋深6~8m,分布范围由183.08平方公里增加到329.76平方公里。
2)、输水后,塔里木河下游的植被环境有了明显的改善。从胡杨个体生理响应看,胡杨在离河岸距离≤200、地下水埋深<4m区域,恢复效果显著;离河岸距离200~400m、地下水埋深4~6m,恢复效果较显著;离河岸距离400~900m、地下水埋深6~8m,对应急输水有响应;离河岸距离>900m,响应不明显。从植被群落响应看,在离河岸距离50~150m、地下水埋深<4m区域,胡杨群落开始以萌蘖更新形式有所恢复;在离河300m范围,地下水埋深<5m区域,两岸荒漠植被的种类有了明显的增加,且胡杨、柽柳等乔灌木植被重新恢复了开花结实的生殖能力,并存在沿河横向范围的开花时间梯度,表明植被生态系统已重新趋于活跃。但从总体上看,五次输水只是对胡杨个体起到了增加叶量和活枝量的作用,还没有达到植被群落的整体恢复更新,从而增加林木密度,大幅提高覆盖度的效果。
3)、采用双线输水方案,在大西海子年下泄3.5亿水量,预测到2010年地表水补给地下水量和地下水位恢复趋于最优。河道两侧地下水埋深<4m的面积为106.64平方公里;地下水埋深4~6m的面积为302.92平方公里;地下水埋深6~8m的面积为451.40平方公里。通过最优输水方案,按地形高程分析,可使塔里木河下游生态改善面积达到1496平方公里。
虽然塔里木河应急输水取得了一定成效,但是应该看到,这仅仅是缓解塔里木河生态环境严重恶化现状的一项应急措施,不能够从根本上解决问题。整个塔里木河流域生态环境的恢复与保持,有待于综合治理工程的全面实施。实践证明,对流域水资源实行统一管理和统一调度是十分必要的,效果是十分明显的。
[1] 新疆维吾尔自治区水利厅。塔里木河应急输水与生态改善背景材料[EB/OL],http://www.cws.net.cn/zt/tlm/01-2.asp,2005-4-20。