秦勝英，黃領(lǐng)梅，蔣春宇

（ 1. 新疆塔里木河流域管理局， 新疆 和田 848000； 2. 西安理工大學(xué) 旱區(qū)水利工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地， 陜西 西安 710048）

和田河是唯一縱貫新疆塔克拉瑪干沙漠的河流，沿河綠色走廊也是聯(lián)通塔里木盆地南北的戰(zhàn)略通道；和田河還是塔里木河第二大補(bǔ)給源流，多年平均匯入塔里木河水量約占其源流總水量的四分之一。 和田河徑流不僅是和田綠洲生存與發(fā)展的命脈， 還是和田綠色走廊生態(tài)維護(hù)與修復(fù)的水源，更是塔里木河社會(huì)經(jīng)濟(jì)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的依賴。 為此，2003年新疆自治區(qū)政府制定了塔里木河流域“ 四源一干”地表水水量分配方案[1]，揭開了塔里木河水量統(tǒng)一調(diào)度序幕。

對(duì)流域?qū)嵤┧拷y(tǒng)一調(diào)度， 是水資源科學(xué)管理、合理配置的有效手段，這在我國(guó)北方及內(nèi)陸河缺水地區(qū)尤為關(guān)鍵[2]。 2003年制定并頒布的塔里木河流域四源一干水量分配方案標(biāo)志著流域一級(jí)耗用水單元初始水權(quán)的確定，隨之而來的始于2000年的連續(xù)15次生態(tài)輸水，塔里木河下游斷流30年的河道獲得新生，生態(tài)環(huán)境逐漸恢復(fù)，地下水位抬升明顯。 為進(jìn)一步鞏固塔里木河四源一干統(tǒng)一調(diào)度水量成果，四源流中第一大源流（ 阿克蘇河）和第二大源流（ 和田河）對(duì)塔里木河水量補(bǔ)給確保實(shí)現(xiàn)是塔里木河干流生態(tài)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。 阿克蘇河下泄塔里木河水量的目標(biāo)已經(jīng)有了可行的保障措施[3]。 和田河在2007—2009年連續(xù)3年內(nèi)，上游來水屬于平水或偏枯年， 下泄塔河水量均不足3億m3，與水量分配方案中確定的目標(biāo)水量相去甚遠(yuǎn)。 為實(shí)現(xiàn)和田河在不同來水年份下泄塔河的目標(biāo)水量，需要和田河的干支流水量統(tǒng)一調(diào)度，分析和田河各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的目標(biāo)輸水量，并提出保障措施，旨在為和田河流域水資源規(guī)劃及利用提供參考依據(jù)。

1 流域概況

和田河流域位于喀喇昆侖山與昆侖山北部、新疆維吾爾自治區(qū)南部、塔里木盆地東南部，中下游屬于極端干旱地區(qū)。 和田河流域面積為48 870 km2，耕地面積為185.32萬畝， 灌溉面積為380.65萬畝（ 2012年）。 玉龍喀什河（ 簡(jiǎn)稱玉河）和喀拉喀什河（ 簡(jiǎn)稱喀河）是和田河的源流，和田綠洲分布在兩支流出山口至匯合口之間的平原地區(qū)。 兩支流在闊什拉什附近匯合形成和田河干流，干流末端設(shè)立肖塔水文站。 和田河水系及水文站分布如圖1所示。

2 和田河地表徑流特征

本次分析結(jié)果采用的徑流系列年份為出山口兩個(gè)水文站1956（ 建站）—2012年，和田河河口肖塔站1962（ 建站）—2012年，兩支流渠首徑流站與兩支流匯合口站2006（ 建站）—2012年。 根據(jù)和田河支流喀拉喀什河上烏魯瓦提水庫(kù)2001年下閘蓄水、2002年建成運(yùn)行， 將資料系列以2000年為界分為兩段，第一段為建站至2000年， 第二段為2001年至2010年。 出山口兩支流站控制和田河的來水，河口肖塔站控制和田河下泄塔里木河水量。 統(tǒng)計(jì)分析3站的實(shí)測(cè)徑流，揭示和田河徑流的時(shí)序特征，結(jié)果見表1與表2。

圖1 和田河流域水系及引水口分布示意圖Fig. 1 Locations of water diversion on the Hotan River

表1 和田河地表徑流的年際變化特征Tab. 1 The annual runoff variations of the Hotan River

表2 和田河流量年內(nèi)分配特征Tab. 2 Flow distribution of the Hotan River in a year

2.1 年際變化

由表1分析結(jié)果可知，建站至2012年間，和田河多年平均徑流量喀河與玉河分別為21.97和22.71億m3，玉河的徑流量比喀河略多，不明顯。2002年前，喀河與玉河為天然徑流，二者的多年平均徑流量與其長(zhǎng)系列均值接近，且均比長(zhǎng)系列均值略小，表明兩支流的年徑流在2002年前具有很好的同步性。2002年后，喀河徑流受烏魯瓦提水庫(kù)調(diào)蓄，玉河仍為天然徑流，二者這期間的均值相當(dāng)，均大于長(zhǎng)系列的均值，因?yàn)豸斖咛崴畮?kù)為季調(diào)節(jié)水庫(kù)，對(duì)年徑流總量的影響較小，因而在年時(shí)間尺度上，兩支流徑流的同步性仍較好。 兩支流2002年后均值較長(zhǎng)系列大，表明這期間和田河處于豐水期。

由表1可看出，和田河兩支流徑流的年際變化較小，玉河徑流的年際變化較喀河大；和田河干流年際變化極大。2000年前后喀河系列的Cv相當(dāng)，表明喀河出山口的烏魯瓦提水庫(kù)對(duì)喀河年徑流的調(diào)節(jié)能力小，進(jìn)一步證明，喀河的年徑流基本不受水庫(kù)影響， 喀河與玉河年徑流的同步性未發(fā)生明顯變化。

2.2 年內(nèi)變化

和田河的徑流組成中， 冰川融水的比例占首位，其徑流變化必然與氣溫變化具有密切的關(guān)系[4]。利用年內(nèi)連續(xù)最大3個(gè)月與連續(xù)最小3個(gè)月占年徑流量的比例以及徑流集中度來衡量徑流的年內(nèi)分配。

由表2可知， 和田河兩支流出山口徑流與干流肖塔站徑流的年內(nèi)分配特征參數(shù)均表明和田河徑流年內(nèi)分配極不均勻， 尤其是和田河干流的徑流，受人類活動(dòng)干擾，成為了季節(jié)性河流。 另外，玉河2000年后系列的年內(nèi)分配與2000年前相比，集中程度略微減小，屬于自然波動(dòng)。 根據(jù)兩支流年徑流的同步性可知，喀河2000年后徑流年內(nèi)分配變得更加集中，除受烏魯瓦提水庫(kù)運(yùn)行影響外，與徑流的自然波動(dòng)有關(guān)，前者影響程度大于后者。 從肖塔站徑流的年內(nèi)分配特征參數(shù)上可分析出，肖塔站徑流的年內(nèi)分配特點(diǎn)主要取決于人類活動(dòng)，烏魯瓦提水庫(kù)運(yùn)行的影響基本可忽略。

3 關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)下泄水量

和田河水系簡(jiǎn)單，徑流補(bǔ)給源較單一。 根據(jù)水文站點(diǎn)、渠首等，確定出和田河輸水的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)為兩支流渠首、兩支流河口水文站以及干流肖塔水文站，一共5個(gè)節(jié)點(diǎn)或斷面，見圖1。 和田河上游兩支流的同步性及其洪水傳播時(shí)間等特點(diǎn)，一般將兩支流渠首斷面合并、兩支流河口斷面合并，即關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)或斷面由5個(gè)簡(jiǎn)化為3個(gè)[5-7]。

3.1 水權(quán)分配

和田河與阿克蘇河、葉爾羌河、開都-孔雀河共同組成塔里木河的四大源流，共同承擔(dān)著向塔河干流輸水任務(wù)。 由于源流用水不斷增加，塔河干流來水逐年減少，生態(tài)環(huán)境惡化。 2001年開始實(shí)施塔河流域水量統(tǒng)一調(diào)度，2003年出臺(tái)塔河流域四源一干的水量分配方案，確定了規(guī)劃年多年平均情況和不同來水年份流域各地州、 兵團(tuán)師可供水量分配方案，規(guī)定了各源流向塔河干流下泄水量及干流各區(qū)段的國(guó)民經(jīng)濟(jì)與生態(tài)用水量[8-9]，和田河的水權(quán)分配見表3。

表3 和田河不同來水頻率水權(quán)分配Tab. 3 The quantum of water rights under different inflows of the Hotan River

3.2 目標(biāo)水量

根據(jù)塔河流域“ 四源一干”水量統(tǒng)一調(diào)度以“ 總量控制、滾動(dòng)修正、逐步逼近”的技術(shù)路線[2]與和田河的水權(quán)分配方案，結(jié)合預(yù)報(bào)與實(shí)測(cè)來水、耗用水，對(duì)源流及干流的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)下泄水量進(jìn)行調(diào)度控制，計(jì)算出和田河關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的目標(biāo)下泄水量，結(jié)果見圖2。

圖2 和田河關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)目標(biāo)水量與實(shí)際水量對(duì)比Fig. 2 Comparison of the actually recorded flow and the target flow at key notes on the Hotan River

由圖2可以看出，塔河“ 四源一干”水量統(tǒng)一調(diào)度確定的目標(biāo)水量，與年來水總量密切相關(guān)，豐水年大，枯水年小，突出了優(yōu)先確保源流區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)用水安全的出發(fā)點(diǎn)；源流遇豐水年，區(qū)間用水不能增加，基本穩(wěn)定在多年平均區(qū)間用水水平，要求更多下泄塔河干流水量[3]，以保證塔河干流社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的耗水。

3.3 目標(biāo)水量分析

由圖2可知，和田河目前各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的下泄水量均未滿足統(tǒng)一調(diào)度預(yù)設(shè)的目標(biāo)水量。 2006—2012年的7年內(nèi)， 根據(jù)表2中來水頻率分類，2006、2009—2012年共4年屬于豐水年， 均值57.94億m3；2007、2008年屬于平水年，均值43.00億m3；僅有2009年屬于枯水年，來水35.06億m3。 總體來看，差距最大的是肖塔站，年均偏小6.12億m3；最小的是渠首斷面，年均偏小3.31億m3。 渠首斷面豐水年差距小，枯水年差距大，反映了渠首引水不因枯水年少引、也不因豐水年多引的管水理念；肖塔斷面的差距與豐枯水年關(guān)系不密切，進(jìn)一步說明渠首到肖塔之間的河道用水、管理存在一定問題。

根據(jù)各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)實(shí)測(cè)下泄水量與調(diào)度目標(biāo)水量， 經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)， 二者之間存在密切的相關(guān)關(guān)系：

渠首：W實(shí)際＝1.200W目標(biāo)－8.613，R2＝0.994

匯合口：W實(shí)際＝0.872W目標(biāo)－0.410，R2＝0.986

肖塔：W實(shí)際＝0.897W目標(biāo)－2.842，R2＝0.792

對(duì)于渠首與匯合口斷面，可以用預(yù)報(bào)來水預(yù)測(cè)目標(biāo)水量，對(duì)和田河上游水量進(jìn)行調(diào)度；而肖塔，因?yàn)閰R合口與肖塔之間的河道輸水規(guī)律較復(fù)雜，相關(guān)關(guān)系相對(duì)較差，可用作參考。

4 目標(biāo)水量保障措施

塔里木河干流來水的四分之一來自和田河下泄水量。 和田河流域水量的高效充分利用、按照目標(biāo)水量下泄是塔河水量得到保障的主要措施。 和田河徑流的主要影響因素有兩大類：自然因素和人類活動(dòng)。 自然因素的影響，表現(xiàn)在和田河兩支流出山口水量的變化，人類活動(dòng)的影響表現(xiàn)在同等來水情況下，各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)下泄水量的變化。

自然因素方面，和田河徑流的驅(qū)動(dòng)因素、演變特征等分析成果表明， 和田河出山口徑流基本天然，受氣候變化的影響較??；肖塔站徑流受人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的干擾較顯著[10]。 人為因素是和田河徑流下泄塔河水量達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵。 為此，和田河目標(biāo)水量的保障措施應(yīng)從人為因素入手， 主要考慮以下方面：

1） 嚴(yán)格遵循塔河流域水量統(tǒng)一調(diào)度的指令。和田河是塔河的主要源流之一，和田河水量調(diào)度必然與塔河的水量調(diào)度緊密相連，和田河水量調(diào)度目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是塔河干流水安全的前提。

2） 借鑒塔河其他源流的成功調(diào)度經(jīng)驗(yàn)。阿克蘇河是塔河最重要的源流， 塔河70%的水量來自于阿克蘇河。 陳洪[3]提出了“ 塔河流域三層一體的管理體制、三位一體的水權(quán)基本框架、科學(xué)實(shí)效的水量調(diào)度體系和堅(jiān)實(shí)有效的監(jiān)督體制” 作為保障目標(biāo)，和田河也可借鑒這一措施而從中受益。

3） 嚴(yán)控渠首下游綠洲區(qū)內(nèi)引水口的引水量。綠洲區(qū)內(nèi)兩支流上建有41個(gè)無閘引水口，基本上是“ 小水全引、大水多引”，目前引水口尚處于無序狀態(tài)。

4） 整治和田河干流河道，提高輸水效率。 和田河干流長(zhǎng)319 km，穿行在塔克拉瑪干沙漠腹地。 非汛期，風(fēng)沙堵塞河道，地下水位持續(xù)下降；汛期，洪水集中下泄進(jìn)入沙漠河道，行洪不暢，大量洪水漫溢進(jìn)入沙漠，無效蒸發(fā)、滲漏。 分析2006—2010年匯合口與肖塔之間實(shí)測(cè)水量可知，匯合口下泄水量越多，干流損失水量越大。 2007—2009年為平水年或枯水年，干流損失水量年均4.78億m3；而水量最豐的2010年，損失水量高達(dá)11.45億m3。 足可證明，洪水漫溢是豐水年該河段水量損失的主要因素。

5） 合理預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)兩個(gè)出山口斷面的來水過程，指導(dǎo)控制斷面的引水過程。 通過分析，制定和田河來水的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方案，建立來水與不同控制斷面的目標(biāo)下泄水量之間的關(guān)系，是各引水工程斷面引水的重要依據(jù)，也是實(shí)現(xiàn)和田河達(dá)標(biāo)下泄塔河水量的重要技術(shù)手段。

5 結(jié)語

和田河是塔里木河的第二大源流，和田河達(dá)標(biāo)下泄塔河水量是塔河流域水安全的前提之一。 本文首先分析了和田河徑流量的變化特性，通過計(jì)算和田河關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的目標(biāo)下泄水量，將目標(biāo)下泄量與實(shí)際下泄量進(jìn)行對(duì)比分析后提出和田河達(dá)標(biāo)下泄塔河水量的保障措施。

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