玛纳斯河断流对生态环境的影响及改善措施

作者:王吉伟    文章来源:内蒙古水利    点击数:4025    更新时间:2012/7/13

〔摘要〕文章分析了玛纳斯河断流对湿地,动物、植物等生态环境问题的影响,并针对性地提出了缓解和改善玛纳斯河生态环境问题的措施。

〔关键词〕玛纳斯河;生态环境;最小生态流量

中图分类号: X 522 文章标识码: B 文章编号: 1009 - 0088(2012) 01 - 0097 - 02

0 引言

玛纳斯河发源于天山山脉依连哈比尔尕山,由南向北流入准噶尔盆地,最后汇入尾闾湖玛纳斯湖,全长324 km,多年平均径流量12. 93 × 108m3,源头海拔5 290 m,尾部玛纳斯湖海拔仅为256 m,海拔3 600 m 以上终年积雪覆盖,冰川面积608km2,形成的流域高山固体调节水库是径流主要的补给源。自20 世纪50 年代末以来,玛纳斯河上中游农垦水利事业发展迅速,先后建成红山嘴引水枢纽及西岸大渠、东岸大渠等灌溉渠系和在建的肯斯瓦特枢纽工程,大泉沟水库、蘑菇湖水库、夹河子水库、跃进水库等大、中型蓄水工程。经过五六十年的开发建设,流域内已建成比较完整的引水、蓄水、配水灌溉体系及防洪、发电设施; 灌区面积从1949 年的1. 17 万hm2 扩展到2000年的23. 2 万hm2 ; 流域内承载人口达90 多万; 玛纳斯绿洲已被开垦为新疆最大的绿洲农耕区和国内第四大灌溉农业区,该流域自然环境特点及结构和绿洲社会经济发展在干旱内陆地区均具有典型的代表性。从这方面来讲,水土开发过程对生态环境的改良有着积极的意义,流域生态环境的变化为人类提供了更广阔的生存空间。但是,在当时社会政治、经济、科技水平等条件的限制下,水土资源开发不可避免地出现一些弊端,生态环境破坏问题严重,如水污染、土壤盐碱化、草地退化、河湖干涸、断流等等,最主要也是最明显的就是玛纳斯河的断流。玛纳斯河的断流对中下游地区的生态环境带来了很大的影响。

1 玛纳斯河干涸、断流对生态环境的影响

玛纳斯河是天山北坡中段、准噶尔盆地南缘最大的一条河流,玛纳斯河的断流对生态环境的影响具体表现在以下几个方面。

1. 1 湿地萎缩

玛纳斯湖是玛纳斯河的归宿地,也是新疆北部著名的游移湖,其形状为长条形,呈北东~南西向。自1952 年以来,玛纳斯河流域农垦水利事业迅速发展,由于大量河水被引入灌区,流域中游大量开发地下水,迫使中下游溢出泉水量逐渐减少,造成流入玛纳斯湖的水量减少。1962 年,夹河子水库竣工蓄水后,玛纳斯河地表径流被全部拦蓄,下游河道干涸,大片的芦苇沼泽随之消失,湖面面积约660 km2 的玛纳斯湖逐渐变成干涸的盐湖,湖盆逐步沙化,成为沙尘暴源头地,玛纳斯河下游的生态平衡遭到极大的破坏。

1. 2 盐尘危害

玛纳斯湖干枯湖床由粘土层与沙层组成,主要颗粒为粒径小于63 μm 的粉沙颗粒和粘土颗粒,其中,粒径小于l0 μm 的粘土颗粒占59. 82%。由于,这些细颗粒物质很容易被风携带到盆地边缘甚至盆地外更远的地方,因此,它和草原沙质化及土地弃耕成为浮尘天气的主要产生原因。另一些粗颗粒物质则在湖泊附近形成沙丘,在西风作用下向西扩展与古尔班通古特沙漠相连。古尔班通古特沙漠沙丘粒度组成主要为中砂(粒径500 ~ 250 μm) 与细砂(粒径为250 ~ 125 μm) ,小于粉砂(63μm) 粒级的颗粒很少,在沙丘顶部占0. 285%、沙垄间占7.64%。由此可见,干枯湖区的地表细颗粒物质可能为沙尘暴提供了更多的粉尘物质,对数公里以外的东部地区都可能产生影响。而古尔班通古特沙漠沙则可能更多的为沙尘暴提供粗颗粒物质,对附近区域产生影响更大。

1. 3 对植被的影响

玛纳斯湖未干涸之前,分布于玛纳斯河两岸的胡杨林宽约8 km2,湖周围也有大片的胡杨林或芦苇丛分布。1960 年以来,玛纳斯河水基本被引入灌渠,小拐以下玛纳斯河段断流,玛纳斯湖干涸,靠近河流或湖泊低地的胡杨林与沼生植物(如芦苇等) 因缺水而逐渐干枯乃至死亡,沼泽草甸变为荒漠。大量干死的胡杨林与芦苇残留痕迹分布在玛纳斯河下游与湖周围。同时,强烈的蒸发作用使该区地下水位急剧下降,加上冬季过渡放牧,使固定或半固定沙丘开始活化,风沙严重威胁着绿洲的可持续发展。

1. 4 对动物的影响

玛纳斯河未断流之前,两岸的胡杨林带是野生动物的聚集地,断流后这些野生动物失去了栖息的场所,在湖区活动的水禽和以湖水为饮水源的野生动物或迁徙或绝迹。玛纳斯湖中曾经生活过的鲤、鲫等鱼类以及其他水生生物也随着湖水的干涸消失。

1. 5 河流中游盐碱化加剧

由于河流被引入灌渠或平原水库中,使原来被带入到尾闾湖泊中的大量盐分堆积在灌溉区。长期灌溉,排水不畅,造成潜水溢出带以北的冲积平原地区地下水位上升,使大量耕地面临着盐碱化的威胁,撂荒地面积逐年增加。以石河子垦区为例,22. 4 × 104hm2 耕地中盐碱化土壤占38. 1%,21 × 104hm2荒地中有84. 2%的面积是盐土和盐化土壤; 玛纳斯县盐碱化土壤占耕地面积的47. 2%,沙湾县占66. 8%。

2 改善措施

玛纳斯河最主要的生态环境问题就是河湖的断流、干涸,要改善生态环境质量,就要采取相应的措施,在强调经济效益与社会效益的同时,将生态效益提高到应有的位置,缓解和改善河流断流干涸的状况,主要从以下方面进行。

2. 1 确定合理的生态流量,确保河流生态健康

确定河流生态流量,是保护河流生态系统功能的有效措施。河流生态流量的确定,应根据生物体自身的需水量和生物体赖以生存的环境需水量来确定。根据河流径流的丰枯变化,可将河流生态流量分为最小生态流量、适宜生态流量和汛期生态流量,它们组成了一个完整的年内生态需水过程,可作为河流生态用水管理“调度图”。生态流量大小的选取论证,目前,尚缺乏比较完善、成熟的方法。美国、法国、澳大利亚等国家都先后开展了许多关于鱼类生长繁殖与河流流量关系的研究,提出了河流最小生态流量的概念和计算方法,如7Q10法,湿周法、增加法、Montana 法等。我国水利部在制定相关政策法规时,推荐采用最近10 年最小月平均流量作为基流量,并应用于《全国水资源综合规划》中。玛纳斯河的最小生态径流量,赵琪、刘建江等人采用了多种方法进行计算。最小连续30d 平均流量法计算得出枯水期玛河的最小生态径流为1. 56 亿m3,占年平均径流量的12. 8%; 7Q10法得出枯水期玛河的最小生态径流为1. 26 亿m3,占年平均径流量的10. 3%; 环境功能设定法得出玛河的最小生态径流为9. 68 亿m3,占年平均径流量的80.0%; 水质目标约束法得出玛河的最小生态径流为9. 40 亿m3,占年平均径流量的77. 4%。在考虑生产、生活和生态环境用水的水资源综合评价中,最小生态径流的取值还要受供需平衡等多方面因素的影响,不能简单的按照生态的要求来确定,还要考虑防洪、发电、灌溉等相关对象的利益,因此,最小生态径流的计算以及相应的水资源评价是一项非常复杂的课题。要改善玛河的断流以及由此产生的一系列生态环境问题,使生产生活用水不挤占生态用水,维持河流健康发展,保证流域经济的可持续发展,还需要对其进行进一步的研究。

2. 2 加强湿地保护

湿地是世界上最具生产力的生态系统之一,是生物多样性的发源地,支撑无数的鸟类、哺乳类、爬行类、两栖类和无脊椎动物。玛纳斯湖是典型的干旱区湿地,具有独特的生物多样性,是生物基因库的宝贵资源。为了发挥湿地特有的生态功能,必须加强对湿地的保护。因此,水库的调度应根据湿地的特点,从保护湿地的角度,通过对水库下泄流量和含沙量作季节性调整等措施,将水库对湿地的影响减小。

2. 3 河道生态输水

对河道进行生态输水也是一种有效的保护河流生态健康的措施。如在塔里木河下游于2000 年5 月开始,利用开都河天然来水连续偏丰的有利时机,由博斯腾湖调至大西海子水库,然后,由大西海子水库沿塔里木河下游大支流———齐文阔尔河自然河道下泄。截至2006 年,已先后向塔里木河下游进行了7 次间歇性输水,7 次累计输水量为19. 6 × 108m3,使得塔里木河下游干枯30 多年的河道重新流淌起滔滔河水,河道附近的地下水位在输水过程中均呈明显抬升趋势,对河道附近现存的天然植被的生长和复壮起到了明显效果。

2. 4 防止土壤盐渍化

土壤盐渍化是水土资源开发中一个严重的问题,防止土壤盐化,保持土地生产力,控制荒漠化侵袭,不仅是保护绿洲生态环境的重要途径,也是防止水资源无效损耗,提高水资源利用效率的一个方面。在长期的实践中已经总结出一些比较成功的排盐和防止盐化的措施,灌区内通过竖井排灌与明沟排水结合的方式,可以有效地排盐。同时,田间高效节水措施是防止灌区内盐渍化和提高水资源利用率的有效手段。在解决玛纳斯河流域盐渍化问题时,不仅考虑上述措施,还需要控制平原水库的继续修建,同时,有效实施地表水与地下水的联合调度,防止土壤盐渍化。

3 结语

生态环境问题是制约社会经济发展的因素之一。玛纳斯河流域由于在前期的开发利用水土资源方面的不合理,导致了一系列的生态环境破坏问题,如河流断流,湖泊萎缩,生物生态退化等等,破坏了河流生态环境,影响了流域的经济发展。因此,就必须把资源的合理开发、高效配置、全面节约、有效保护和综合治理综合起来全面考虑,确保经济、社会、生态环境协调、健康发展。

参考文献

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作者简介:王吉伟(1982 - ) ,研究方向:水利管理工程建设与运行管理。

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