敦煌水资源合理利用与生态保护Word下载.docx
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敦煌市位于甘肃省河西走廊最西端,属党河流域,与其毗邻并同在党河流域(水系)的还有肃北蒙古族自治县和阿克塞哈萨克族自治县,均为甘肃省酒泉市所辖。
本规划将敦煌市、肃北蒙古族自治县位于党河流域部分及阿克塞哈萨克族自治县(跨党河流域和苏干湖水系)范围内的区域称为敦煌区域(简称敦煌)。
该区域位于东经92°
~96°
,北纬39°
~42°
之间,东与甘肃瓜州县、玉门市相邻,西、北皆与新疆相连,南与青海相望,总面积6.43万km2。
敦煌区域内地形起伏变化大,山区、平原及丘陵交互出现。
南部分布有土尔根达坂山及喀克吐蒙克山,中南部为阿尔金山、当金山和党河南山,中北部分布着大红山、小红山、崔木土山、三危山等一系列低矮山脉,最北部为丘陵地带。
从南到北,在山脉之间与丘陵间,形成了三个盆地,即土尔根达坂山至阿尔金山、党河南山之间为苏干湖盆地,阿尔金山、党河南山至大小红山、崔木土山、三危山之间为阿克塞盆地,大小红山、三危山以北为敦煌盆地,海拔分别为2800~3200m、1600~2400m和800~1500m,面积分别为2.23、1.08、3.12万km2。
南部的苏干湖盆地是相对封闭的独立盆地,盆地最低处为大苏干湖;
中部的阿克塞盆地是党河南山、当金山与敦煌盆地的过渡地带,通过低矮山脉间的沟隙与敦煌盆地相连;
北部的敦煌盆地地势开阔、地形颇为平坦,冲沟不发育,盆地最低处为敦煌西湖。
敦煌区域深居内陆,降水量少、蒸发量大,冬季寒冷、夏季炎热,四季多风、气候干燥,日照时间长,昼夜温差大,属典型的大陆性气候。
由南向北的三个盆地分别为高寒半干旱区、温凉干旱区和温暖干旱区;
多年平均气温3.9℃~9.3℃,日照时数3033.4~3246.7h,降水量176~39.9mm,年蒸发量1228~2495mm,干旱指数7~42;
无霜期为150d,冰冻期为11月~3月,最大冻土深1.44~1.78m;
常年多东风和西风,春季风速最大,8级左右的风平均每月可达2~4d。
在流域及水系划分上,敦煌区域主要属西北内陆河区甘肃河西走廊二级区疏勒河三级流域的子流域,包括党河水系和苏干湖水系两个水系,面积分别为4.2万km2和2.23万km2。
两水系被党河南山、当金山相隔,南北相邻。
党河水系包括党河干流(一般称党河)、敦煌南湖泉水和一些小沟小河等,因党河而得名。
党河发源于疏勒南山的崩坤大板、宰里木克和党河南山东部的巴音泽尔肯果勒及诺干诺尔,主要依靠冰川冰雪融水、泉水和大气降水补给,冰川融水补给量约占党河全年径流量的39.8%。
党河干流河水经肃北、阿克塞和敦煌使用后,余水经党河河道汇入疏勒河并最终消耗于敦煌西湖。
南湖泉水在崔木土山东北山麓附近出露,经敦煌市使用后,余水重新渗入地下流向西湖。
各小沟小河流程很短,很快渗入地下流向西湖。
苏干湖水系为独立的内陆湖水系,涉及甘肃、青海两省,包括大、小哈尔腾河以及喀尔巴斯陶河、努呼图河等季节性河流和大、小苏干湖,因大、小苏干湖而得名,水系径流主要为大、小哈尔腾河。
大、小哈尔腾河发源于党河南山与土尔根达坂山,是以冰川和积雪融水为主要补给来源的常年性河流,河流流程短,出山口即渗入山前洪积扇,成为地下径流,最后以泉群方式出露汇入大苏干湖。
小苏干湖水流主要来自当金山南麓的小沟小河,丰水时溢流入大苏干湖。
苏干湖水系高寒地广、环境恶劣,交通不便,人烟稀少,几无定居;
党河干流水系地势平坦、光热及土地资源丰富、交通便利,是敦煌、肃北、阿克塞三县市人民群众的主要生产与生活区。
1.1.2社会经济概况
2007年,敦煌市、肃北蒙古族自治县和阿克塞哈萨克族自治县三县市总人口20.15万人,其中城镇人口9.71万人,农业人口10.44万人,城镇化率48.2%;
按县市分,敦煌市人口18.2万人,占90.3%,肃北县和阿克塞县人口分别为1.13和0.82万人,占5.6%和4.1%。
区域内国内生产总值39.19亿元,按县市分,敦煌市为29.09亿元,占74.23%,肃北县和阿克塞县分别为6.86和3.24亿元,占17.5%和8.27%;
产业结构中,第一、二、三产业的比例为20:
35:
45,增加值分别为7.93、13.53、17.73亿元。
敦煌市的增加值主要为种植业和旅游业,肃北县和阿克塞县则主要为牧业和采矿业。
三县市人均GDP1.94万元,城镇居民人均可支配收入11173元,农民人均纯收入5385元,财政总收入3.85亿元。
区域内灌溉总面积为48.52万亩,其中农田灌溉面积36.25万亩、果园8.44万亩、林草3.83万亩;
按县市分,敦煌市灌溉面积44.72万亩、肃北县3万亩、阿克塞县0.8万亩。
1.2历史及生态演变
1.2.1社会发展及水系变迁
(1)社会发展历史
敦煌是中国古代文明高度发达的地区。
早在原始社会末期,中原部落战争失败后迁徙到河西的三苗人就在这里繁衍生息。
战国及秦代,敦煌相继为乌孙、月氏、匈奴所占据,至公元前111年设郡,正式并入西汉版图。
中古时期,敦煌作为东西方交通线上的“咽喉锁钥”而大放异彩。
两汉魏晋时期,敦煌作为中原王朝经略西域的战略支撑点,社会经济得到快速发展。
至唐代,伴随着陆上丝绸之路的全盛,敦煌作为重要的国际都会而翻开最为辉煌的一页,农业、商业的繁荣为敦煌积累了巨额财富,雄厚的经济基础为精神文化生活提供了保障,举世闻名的莫高窟亦于这一时期进入了其黄金时代。
公元8世纪末,敦煌为吐蕃占领,9世纪中期建立了归义军政权,至11世纪初并入西夏。
在西夏及其后的元代,敦煌地区仍保持着一定的人口规模,但其繁荣程度较之盛唐已大为逊色。
16世纪中期以后,明政权放弃嘉峪关以外地区,敦煌遂至荒残。
17世纪初,清王朝渐次收复嘉峪关外的广大地区。
雍正三年(公元1725年),在敦煌建立沙州卫,并开始从甘肃各地移民2400户到敦煌垦荒定居,同时又迁徙吐鲁番、罗布泊的大批兵民于沙州一带。
雍正末,沙州已有耕地10万余亩,引党河水分10渠灌溉,农业得到快速恢复和发展,形成河西走廊西部的戈壁绿洲。
到乾隆二十五年(1760年),改沙州卫为敦煌县,至清咸丰年间人口达致极盛。
清末战乱期间,敦煌社会经济受到很大摧残,民国时期缓慢恢复。
1949年新中国成立后,敦煌历史翻开新的一页,1986年被国务院命名为“中国历史文化名城”,1987年撤县改市。
今天,敦煌已经成为世界闻名的文化旅游胜地。
敦煌所在的疏勒河流域,随着战争和中原戍边政策的变化,其历史时期的人口与耕地面积呈现出波浪型发展的特征,在10万人和30万亩以下范围内变化。
自建国以来,随着政权的稳定,疏勒河流域的人口与耕地面积增长趋势显著增强。
仅敦煌市,人口就由新中国成立初的不到4万人增加到现在的18.20万人,更有每年超过百万人次的接待旅游人数;
农牧业也发展很快,灌溉面积由13.35万亩增加到44.72万亩,河流水资源开发利用程度越来越高,流入下游的水量日渐减少,造成下游生态环境恶化,危及绿洲区生存环境。
(2)水系变迁
党河是疏勒河最大的支流,党河、疏勒河在哈拉湖(今青盐池)一带合流后仍称疏勒河继续西流。
地质年代,疏勒河曾流入新疆境内的罗布泊,后因西部地形隆起,终止于敦煌境内最西端的西湖。
历史上疏勒河水系曾发生过较大变化。
自昌马峡口出山后,主流分为两支。
右支北流至今玉门镇一带复分为二支,一支向东,与石油河、赤金河等一同注入今花海一带的古代湖泊;
另一支向西经三道沟、布隆吉、双塔堡,顺今日疏勒河下游故道西流,径流最西可至榆树泉盆地东部的汉长城七号烽燧,即《魏略》中所谓“都护井”。
古疏勒河之左支在今昌马大坝附近西北流入今瓜州县踏实盆地,受截山子阻挡而潴成湖泽,史称冥泽或大泽,盛极时东西长二百六十里、南北宽六十里,榆林河即注入其中。
所谓“冥泽”或“大泽”并非统一完整水体,而是由诸多小型湖泊与积水草甸组成的湖沼地带,著名的锁阳城遗址即位于这一地带的东部边缘。
明代中期以后,疏勒河左支来水逐渐减少,古代冥泽日益缩小。
康熙五十八年(公元1719年)昌马大坝筑成,疏勒河水全部顺右支河道北流,左支遂告干涸,古冥泽完全消失;
由于右支水量的大增,今玉门市饮马农场与青山农场一带形成面积较大的布鲁湖与青山湖,并通过南石河、北石河与花海子相连。
清雍正年间(公元1723~1736年),当局为运输军粮,曾开凿“皇渠”等数条河道,引布鲁湖之水西入党河,终至哈拉湖。
由于水少沙多,水运计划搁浅。
但所开凿之渠道并未罢废,遂形成今日瓜州县城附近河渠的基本规模,并导致其上游之布鲁湖于19世纪中叶彻底干涸。
党河下游在汉唐时期曾遍布湖沼,至清代中期由于灌溉用水的增加,大部皆缩减或干涸。
据资料调查及论证分析,1958年以前,当疏勒河上游昌马峡站年径流量为6.73~12.60亿m3时,进入瓜州双塔水库断面以下河道的年水量有1.5~2.0亿m3,河水可流至玉门关以西湾窑墩以下。
1958年双塔水库建成后,疏勒河就只能到达玉门关以东的哈拉湖(今青盐池)。
之后,随着灌溉面积进一步扩大,现状平水年份双塔水库已无水可泄,仅在丰水年时有水量下泄。
2002年为疏勒河特丰水年,昌马峡的年径流量达16.48亿m3,双塔水库弃水1.50亿m3,水流到达敦煌北部的青盐池。
1975年以前党河水库未建成,党河可向疏勒河下游泄水,疏勒河河道尚有流水,西湖湿地水域面积还较大。
1975年党河水库修建后,随着敦煌党河灌区灌溉面积的扩大,党河下泄水量日益减少。
目前,多数情况下党河与疏勒河已无明显水力联系,仅在大洪水时有少量洪水汇入疏勒河下游河道。
1.2.2生态环境演化
由于气候变化及人类活动,特别是人类高强度的水资源开发利用,较大地改变了敦煌水资源时空分布,并引发敦煌生态环境演化。
西汉时流域设敦煌郡(公元前111年),从地理分布推测西汉及以前数十年中疏勒河主要沿昌马洪积扇散流于一至十道沟中,经双塔堡、玉门关入敦煌西湖,沿河呈沼泽湖泊相的绿洲长廊与罗布泊相通,为“丝绸之路”之北道。
唐朝时锁阳城(现瓜州县城北截山以南)及其附近曾发展了10万亩以上的灌溉良田,表明疏勒河在这一时期主要沿昌马洪积扇西缘经锁阳城汇榆林河通过北截山黄水沟入安西—敦煌盆地,再向西汇党河水经玉门关入尾闾西湖。
据地方志记载,唐代锁阳城一带千里沃野,饮马农场一带为“草丰水,宜畜牧”的沼泽性草湖,构成良好的生态环境。
后期由于战争及疏勒河向东改道,使唐代农业绿洲很快变为风蚀地。
清初(公元1719年)“靖逆(玉门镇)招屯户于睡佛洞口前,高筑巨坝(昌马大坝,实为昌马渠首)将河水堵向东北,而三四道沟地遂无点滴灌注”。
疏勒河主流沿扇缘北流而使饮马农场—黄花农场一带的布鲁湖水量大增,并经青山农场东流至花海盆地干海子一带,形成“浩渺波光通弱水”的景观,由于经双塔堡入安西—敦煌盆地的水量锐减,“疏勒河向西流至安西一百五十里百齐堡(今百旗城)而止”。
原来沿河岸下游发育的林带及灌丛草场迅速退化消失。
疏勒河的东移使饮马、青山、花海一带均表现为湖泊相环境,而西部由于流量减少,河流萎缩,原来广布的沼泽及水生植被随泉水减少而衰亡,生态环境急剧恶化,下游的库姆塔格沙漠迅速向北扩张至原河道,绿色走廊随之消失。
20世纪50年代起,疏勒河流域进行了大规模的水利化建设。
1958年昌马总干渠、双塔水库、1975年党河水库等一系列水利工程建成后,河水大部分被引入渠系,人工绿洲面积不断扩大,上游生态环境不断改善,而下游河道来水却逐渐减少直至断流,地下水位持续下降,湿地不断萎缩,土地沙漠化和荒漠化程度日趋严重,生态环境逐渐恶化。
根据遥感图片解译,20世纪70年代以来,随着人口稳定增加和社会经济的快速发展,敦煌的生态环境状况又发生了较为显著的变化,主要体现在3个方面:
第一,居民地和耕地面积均呈递增状态,人工绿洲不断扩大。
城乡居民用地从1973年的43.14km2增加到2007年的54.21km2,耕地面积从1973年的256.49km2增加到2007年的313.05km2,增加了22%。
耕地增长在适应人口增加需要的同时,也增加了对水资源的压力。
第二,河流、湖泊、沼泽及高覆盖度草地面积减少,天然绿洲不断缩小。
1973年,敦煌湖泊、沼泽总面积为695km2,其中河道湖泊面积26.75km2,沼泽面积668km2。
由于河道断流、水源减少,到2007年,湖泊、沼泽总面积减少为231km2,其中河道湖泊面积为12.94km2,减少了一半以上,沼泽面积更减少了约2/3。
与沼泽湖泊一样,高盖度草地面积也呈减少趋势,从1973年的189km2减小到2007年的56km2。
湖泊及沼泽因缺水而缩小,影响其周边草地植被覆盖度,高盖度草逐渐退化成中盖度或低盖度草,甚至导致盐碱化、荒漠化和沙漠化。
低覆盖度草地主要是荒漠植被,靠降水及绿洲水汽生长,受当年降水的影响较大,1973年和2007年的面积基本一致。
第三,生态植被的退缩引起土地沙化和荒漠化。
自1973年以来戈壁、盐碱地、沙地都呈递增趋势,从4399km2增加到5074km2,扩大了15.3%,其中沙地增加了33km2,扩大了8%,戈壁增加了613km2,扩大了17.1%。
天然生态植被面积的减少,是气候变化和人类活动综合作用的结果,但主要是人类活动加剧造成的,包括两方面:
一是支撑天然生态的水资源逐年减少,造成植被生长条件的破坏,逐渐萎缩;
二是滥采乱伐,造成天然植被的毁坏和快速消失。
1.3水资源利用及生态环境存在问题
1.3.1水资源
敦煌区域的水资源包括党河干流水系的党河、南湖泉水及小沟小河的地表水资源,苏干湖水系的大、小哈尔腾河及小沟小河的地表水资源,以及苏干湖盆地、阿克塞盆地和敦煌盆地的地下水资源。
(1)水资源数量
地表水:
党河干流上设有党城湾和沙枣园(党河水库)两个水文测站。
据1956~2007年资料统计,党城湾断面多年平均径流量为3.52亿m3,扣除肃北、阿克塞两县引用水量,党河干流在沙枣园断面流入党河水库的径流量为3.02亿m3;
南湖泉水是党河干流水系中第二大水源,由地下水出露形成,多年平均径流量0.62亿m3;
其它小沟小河包括崔木土沟、多坝沟、东水沟、西水沟等合计0.40亿m3。
党河水系包括党河干流、南湖泉水及小沟小河三项多年平均水资源总量为4.54亿m3。
苏干湖水系是封闭式的内陆盆地,地表径流主要为大、小哈尔腾河,阿尔金山南麓以及土尔根达坂山北麓的沟谷季节性洪流。
根据水资源评价成果,大哈尔腾河径流量2.98亿m3,小哈尔腾河径流量0.66亿m3,阿尔金山南麓冲沟总径流量0.53亿m3,土尔根达坂山北麓冲沟总径流量0.09亿m3,地表水资源量总计4.26亿m3。
以上相加,敦煌区域地表水资源总量为8.80亿m3。
地下水:
敦煌区域内地下水主要是来自阿尔金山和党河南山的冰雪融水补给,以及党河、大小哈尔腾河等河流的地表水下渗补给。
天然情况下,区域内地表水和地下水多次重复转换,关系复杂。
经分析,区域内不重复地下水资源为苏干湖盆地0.54亿m3、阿克塞盆地0.06亿m3、敦煌盆地0.03亿m3。
不重复地下水资源量合计为0.63亿m3。
水资源总量:
地表水与不重复地下水资源相加,敦煌区域内水资源总量为9.43亿m3。
其中,地表水资源量为8.80亿m3,与地表水不重复的地下水资源量为0.63亿m3。
按水系分,党河水系水资源总量为4.63亿m3,其中地表水为4.54亿m3,不重复地下水为0.09亿m3;
苏干湖水系水资源总量为4.80亿m3,其中地表水为4.26亿m3,不重复地下水为0.54亿m3。
(2)水资源质量
水化学:
党河干流上游肃北县境内河段矿化度为0.5~1g/L,下游敦煌市境内河段矿化度为0.3~0.5g/L,均为良好的淡水,符合Ⅱ类水质标准;
在党河水库库区内,根据国家《生活饮用水标准》(5749-2006),其水质除浊度高之外,其它指标均符合国家饮用水标准;
在敦煌市区段,由于受生活及工业污水排放影响,河流水体中度污染。
南湖泉水的总体水质良好,符合Ⅱ类水质标准。
大小哈尔腾河水质较好,但大苏干湖水质矿化度较高,在15~25g/L左右,小苏干湖水质矿化度在1g/L左右。
党河水系地下水水质总体良好,但随地下水与地表水频繁转化,其矿化度自上游到下游从小于1g/L增至大于10g/L。
苏干湖水系地下水水质处于天然状态,但受含水层矿物质影响,地下水水质从出山口II类变为苏干湖附近的IV类。
河流泥沙:
党河干流为多泥沙河流,泥沙含量为2.3~3.6kg/m3,汛期尤甚,平均可达6.2kg/m3。
多年平均输沙量党城湾断面为81.6万吨,沙枣园断面为110万吨。
近年来,由于党河上游的采金活动和流域水电开发的加强,流域水土流失加剧,进入河流的泥沙量有不断增大的趋势。
苏干湖水系的哈尔腾河泥沙较小,平均含沙量为1.43kg/m3。
1.3.2水资源开发利用
敦煌区域的水资源开发利用主要集中在党河水系(流域),苏干湖水系水资源尚未开发利用。
供水工程:
党河流域内现有水库5座,其中中型水库1座(党河水库)、小型水库4座。
党河水库位于敦煌市区西南36km处的党河峡口,集水面积16970km2,多年平均径流量3.02亿m3,以防洪、灌溉为主,兼顾发电。
党河水库总库容为4640万m3,有效库容为3100万m3,正常蓄水位1431.10m,汛限水位1409.5m。
流域内有引水工程1处,即引党济红工程,从党河干流党城湾引水400万m3,经管道输送至阿克塞新县城所在地红柳湾镇,输送长度35km,再经40万m3蓄水池调蓄后,为县城的生活、生产、绿化和近郊区蔬菜、果园、饲草料基地供水。
流域内共有机井3095眼,大都集中在党河灌区绿洲内,为城市和农业灌溉供水,肃北和阿克塞两县仅有少量机井,供城镇生活。
党河流域内有党河、南湖、党城湾、红柳湾(含多坝沟)等4个灌区,总灌溉面积48.5万亩,其中党河灌区为41.72万亩,为大型灌区,其它为小型灌区。
各灌区共建成总干渠3条,总长38.41km;
干渠6条,长83.93km;
支渠55条,长270.84km;
斗渠1495条,总长1284.17km。
近几年党河灌区部分实施了大型灌区节水改造,骨干渠系衬砌完好率为48%左右,其它几个小型灌区衬砌率不到40%。
供用水量:
2007年党河流域为特丰水年,来水频率0.3%。
本次规划现状供用水量以现状水平年需水和多年平均来水的口径进行统计分析。
流域现状水平年总供水量4.53亿m3,其中地表水供水量3.53亿m3,地下水供水量约1.00亿m3,分别占总供水量的78%和22%;
经济社会总用水量为4.53亿m3,其中,城镇生活用水395万m3,农村人畜饮水655万m3,工业684万m3,第三产业328万m3,人工生态2579万m3。
农业是用水大户,灌溉用水4.07亿m3,占总用水量89.7%。
在地表水供水量中,党河干流党城湾分水枢纽和党河水库的供水量为3.14亿m3,南湖泉水供0.3亿m3,小沟小河供0.09亿m3,分别占地表供水量的89.0%、8.5%和2.5%;
按县市分,敦煌市供水量3.19亿m3,肃北县供水量0.21亿m3,阿克塞县供水量0.13亿m3,分别占地表水总供水量的90.4%、5.9%和3.7%。
在地下水供水量中,敦煌市供水量0.99亿m3,肃北县供水量60万m3,分别占地下水总供水量的99.4%和0.6%,阿克塞县地下水供水量仅为2万m3。
敦煌市地下水开采量都集中在党河灌区。
水资源开发利用率:
规划区内党河水系水资源总量4.63亿m3,开发利用量4.53亿m3,水资源开发利用率高达97.8%;
苏干湖水系水资源尚未开发利用。
党河水系中,阿克塞县水资源开发利用率为18.1%,敦煌和肃北两县市总的水资源开发利用率为100.2%,且集中在敦煌市。
敦煌市党河灌区绿洲用水量占敦煌市总用水量的85%以上,其不重复水资源量即党河水库入库量为3.02亿m3,而灌区现状用水量已达3.89亿m3,超过水资源总量,水资源开发利用率已高达128.5%,水资源过度开发十分严重。
1.3.3生态环境主要问题
(1)敦煌西湖国家级自然保护区生态系统萎缩
西湖国家级自然保护区,位于敦煌市最西端,总面积66万hm2,由16处湿地共同组成,原有湿地总面积11.35万hm2。
湿地水源疏勒河、党河,由于上游截流开发,导致西湖地表水的补给急剧减少乃至消失,致使湿地面积萎缩,植被退化或者消失,原有的大部分沼泽地已变成了植被稀疏的黑碱滩,许多草地已逐渐演化为沙区,湿地生物多样性减少,造成了严重的生态危机。
保护区生态系统的萎缩加快了敦煌人工绿洲边缘沙漠化的进程,天气越来越干旱,风沙越来越严重,缺少遮拦阻挡的库姆塔格沙漠每年向敦煌逼近2-4m。
西湖国家级自然保护区在控制土壤侵蚀、防止土地沙化、阻隔库姆塔格沙漠东侵、维护生物多样性等方面有着其它系统不可替代的作用,是甘、新、青三省区交界处的珍稀濒危野生动物良好的栖息地,特别是罗布泊的干涸和周边生态环境的不断恶化,这里已成为当地野生动物的避难所和救生圈。
(2)月牙泉危在旦夕
鸣沙山怀抱之中的月牙泉,已有上万年的历史,以“沙泉共处、沙水共生”的独特景观著称于世,是敦煌的典型标志之一。
1975年党河水库建成后,月牙泉上游地下水补给大大减少。
同时,随着敦煌人口增加和种植面积扩大
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