水資源開發(fā)利用水文及生態(tài)效應淺析

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了水資源開發(fā)利用水文及生態(tài)效應淺析范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：為了解決伊犁河水資源開發(fā)問題，通過整理生態(tài)效應數(shù)據(jù)和水域水文數(shù)據(jù)，總結伊犁河上游流域和下游流域的水資源開發(fā)特點。數(shù)據(jù)整理結果顯示，下游水資源開發(fā)對流域的整體影響最大。

關鍵詞：水文效應；生態(tài)效應；利用率；水資源開發(fā)利用

伊犁河是一條跨境河流，是新疆的主要水資源。河流水資源上游和下游開發(fā)需要保持一致，否則會對水資源的可持續(xù)發(fā)展造成一定的影響？。境內(nèi)河流位于流域上游，該部分水資源利用率較低，而位于下游的哈薩克斯坦水資源開發(fā)程度較高，兩部分水資源開發(fā)程度相差較多＇為了保證流域水資源合理開發(fā)，需通過分析上游和下游水資源開發(fā)利用狀況，從水文效應和生態(tài)效應兩個角度給出合理判斷［3］。GIS（GeographicInformationSystem，地理信息系統(tǒng)）技術和遙感技術的出現(xiàn)，為該方面研究提供了有利條件。本文嘗試利用這些技術，收集近些年伊犁河流域水資源開發(fā)狀況信息，展開全面分析。

1伊犁河流域水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀分析

1．1流域概況

伊犁河流域總面積為1．512x10skm2，中國境內(nèi)分布占據(jù)比例較小，約為1／3。該流域沿東西方向分布，地勢差較大。其中，東部地勢更高一些，由于該部分地區(qū)屬于山區(qū)，降雨量偏多。伊犁河的主要源頭為特克斯河，發(fā)源于哈薩克斯坦境內(nèi)的汗騰格里主峰北坡，流經(jīng)中國與喀什河、鞏乃斯河等匯集到一起，而后流人哈薩克斯坦。河流的最終匯集地為巴喀什湖，中間經(jīng)過卡普恰蓋水庫，各支流水資源流經(jīng)伊犁河三角洲，收稿日期：2022－01－11作者簡介：張志斌，1987年生，男，甘肅永昌人，2014年畢業(yè)于南昌工程學院水利水電工程專業(yè)，工程師。進人匯集地。據(jù)統(tǒng)計，巴喀什湖的大部分水資源來自伊犁河，伊犁河水資源占比高達79．4％。

1．2水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

按照水資源開發(fā)用途的不同，可將開發(fā)利用的水資源劃分為4種類型，分別是鹽堿地耗水、農(nóng)作物耗水、人工生態(tài)耗水、天然生態(tài)耗水。對2020年伊犁河流域水資源開發(fā)利用耗水數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，結果如表1所示。由表1可知，2020年伊犁河流域境內(nèi)水資源開發(fā)利用耗水總量約為4．510X109m3，而境外水資源開發(fā)總量達到了1．2882xl018m3，2個數(shù)值形成了鮮明對比。由此看來，位于下游的境外水資源開發(fā)利用程度較大。受氣候變化影響，冰川融水量有所增加的同時，降雨量也隨之提升，當前河流水資源較為豐富。近年來流域產(chǎn)水量開始增加，從資源總量上來看，沒有察覺到過大問題。然而，這個現(xiàn)象掩蓋了流域水資源開發(fā)利用的生態(tài)問題，因此下游水資源大量開發(fā)利用所引發(fā)的問題不顯著，但這種行為會使下游水量低于下限值，一旦遇到枯水年或平水年，河流內(nèi)水會大量減少，問題將立刻顯現(xiàn)。

2伊犁河流域水資源開發(fā)利用的水文效應

針對河流上游，以伊犁河控制站為重點分析對象，針對河流下游，以伊犁村水站為重點分析對象，對流域水資源開發(fā)利用的水文效應展開分析。

2．1水文站年流量變化與降水量變化

2．1．1伊犁河控制站徑流變化。伊犁河控制站位于伊犁河上游，是該河流的主要水量控制站，因此分析其徑流變化顯得尤為重要。該站的徑流變化在2002年之前處于先下降后緩慢上升的變化趨勢，波動幅度不是很大。自2002年以來，浮動范圍較大，并且出現(xiàn)了下降變化趨勢，近10年又出現(xiàn)小幅度上升變化趨勢。整體來看，近年來該地區(qū)水域徑流變化呈先下降而后上升的變化趨勢，該變化趨勢與降水量滑動平均比較，兩者變化趨勢基本一致［4］。由此可知，降水量在很大程度上影響著該流域上游水文狀態(tài)，人類在該區(qū)域內(nèi)的活動并不會對水文狀態(tài)造成過大影響。另外，上游水資源利用率的變化，不會對下游水資源造成過大影響。當增加上游引水時，河道水位會因此下降，導致河道兩側的水位逐漸下降，植物蒸騰作用及地下水蒸發(fā)作用引起的水資源使用量也會減少，而這部分減少量可抵償下游水所受影響？2．1．2伊犁村水站徑流變化。該區(qū)域位于流域下游，降水量較大。20世紀30年代末期、20世紀50年代初期，徑流流量呈現(xiàn)出下降變化趨勢，自20世紀50年代末期以來，流量逐漸上升，近15年又開始出現(xiàn)下降變化趨勢。1970年之前，此徑流變化趨勢與降水變化基本保持一致，然而自1970年以后，徑流與降水的變化開始呈現(xiàn)出差異，并且隨著時間的推移，差異性越來越顯著。由于該地區(qū)的冰川面積較大（約3052km2），氣候變暖期間徑流增加，導致河流水量偏大。理論上來講，氣候與徑流存在一致性，但在大自然的變化中并非如此。從當前收集到的資料來看，2010年以前流域水量主要影響因素為氣候，自2010年以后，主要影響因素變?yōu)槿祟惢顒印?/p>

2．2徑流沿程變化

研究通過分析變差系數(shù)匕，判斷徑流穩(wěn)定性。Cv是一種用于反應水文系列年際變化的統(tǒng)計參數(shù)，如果該數(shù)值較小，則認為徑流年際變化更為穩(wěn)定，隨著該數(shù)值的增大，年際變化穩(wěn)定性逐漸減弱。徑流容易受流域生態(tài)系統(tǒng)的影響，調(diào)蓄功能發(fā)生變化。通常情況下，（；數(shù)值變化規(guī)律為下游小于上游，干流小于支流。然而，受人類活動的影響，徑流年際變化規(guī)律發(fā)生改變，穩(wěn)定性減弱。當前統(tǒng)計結果顯示，卡普恰蓋水庫人庫站數(shù)值為0．17，伊犁河控制站數(shù)值為0．13，農(nóng)業(yè)開發(fā)行為對下游徑流影響較大，下游徑流流量呈現(xiàn)出逐漸下降的變化趨勢。另外，研究還對下游三角洲、下游水資源利用情況、上游水資源利用情況三者之間的關系進行分析。通過整理相關數(shù)據(jù)資料，對比不同時段的平均徑流變化情況可知，伊犁河控制站徑流均值出現(xiàn)了顯著下降變化趨勢，近15年的徑流均值為2005年之前徑流均值的14．3％左右。其中，下游徑流下降量比較大，約為18．7％，下游徑流下降量超出了徑流均值。從徑流數(shù)據(jù)統(tǒng)計情況來看，上游水資源的利用對三角洲來水態(tài)勢影響很小，對其造成主要影響的是下游水資源利用。

2．3徑流年內(nèi)分配

將卡普恰蓋水庫上游與下游的流經(jīng)年分配情況作為重點討論內(nèi)容，利用徑流計算方法，統(tǒng)計每個季節(jié)水量占全年水量的比例，同時記錄集中期信息，結果如表2所亦。表2中統(tǒng)計結果顯示，工程調(diào)解對徑流年內(nèi)分配有所影響，趨向于均勻分配。位于上游的卡普恰蓋水庫人庫站降雨集中度（數(shù)值32．1）低于下游降雨集中度（數(shù)值34．3）。另外，伊犁村水站集中期提前，春季和夏季降雨量較多，2015—2020年，集中期出現(xiàn)時間變?yōu)?月18日，較2010—2014年提前了約1個月。從上述統(tǒng)計結果來看，伊犁河水資源的水文特征如下。a）上游水資源開發(fā)程度偏低，人類在該區(qū)域的行為活動對徑流的影響較小。b）下游水資源開發(fā)程度偏高，人類在該區(qū)域的行為活動對徑流影響較大。2010年后徑流量開始出現(xiàn)下降趨勢，徑流年內(nèi)分配逐漸穩(wěn)定，趨于均勻分配。

3伊犁河流域水資源開發(fā)利用的生態(tài)效益

3．1天然綠洲覆蓋面積減小水土流失嚴重

為了探究伊犁河因水資源開發(fā)行為引發(fā)的生態(tài)效益問題，選取遙感影像技術作為特點挖掘工具，采集相關信息，通過觀察信息變化特點，分析河道下游綠洲覆蓋面積變化、農(nóng)作物耕種等多項情況變化特點％從收集到的信息來看，耕地、水域、林地等面積逐漸擴大，植物覆蓋面積減小，荒漠化面積所占比例逐漸增加［7］。因此，初步給出水土流水問題的主要原因是人類開墾耕地行為引發(fā)了綠洲覆蓋面積逐漸減小的問題。不僅如此，居民建設行為也造成了一定影響，隨著居民建設面積的增加，天然綠洲生態(tài)空間逐漸減小，草原面積呈現(xiàn)逐漸減小的變化趨勢。同時，水資源的過度開發(fā)導致河道徑流日漸縮小，出現(xiàn)水位下降變化趨勢，生態(tài)環(huán)境非常脆弱，該變化趨勢容易對生態(tài)穩(wěn)定性造成較大影響。面對該情況，雖然中國采取了一些人工綠洲建設處理措施，但是該類綠洲與天然綠洲相比，結構穩(wěn)定性較差，物種較為單一，對流域生態(tài)的保護作用小一些［8］。因此天然綠洲的保護顯得尤為重要。另外，不可以認為只要擴大人工綠洲的建設面積就可以保護流域生態(tài)，原因是人工綠洲生態(tài)建設有限。綜上分析，面對此類問題，只有適當控制下游水資源開發(fā)行為，保護天然綠洲，才有希望改善生態(tài)問題。

3．2巴爾喀什湖水位先下降而后逐漸上升

變化受多項因素影響，巴爾喀什湖水位先下降而后逐漸上升。伊犁河人湖水量的變化，在很大程度上對巴爾喀什湖水量造成了較大影響，兩者存在正相關關系。1880—2001年，巴爾喀什湖水位變化出現(xiàn)了較為顯著的周期變化特點，水位先上升再下降，而后再次上升再次下降，每個周期的水位變化幅度相差較小。2002年至今，該湖水水位變化表現(xiàn)出的周期特點不是很明顯，變化幅度較大，穩(wěn)定性不高，各個水位峰值差異較大。為了深入探究該現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因，對各個時段內(nèi)的水位下降數(shù)據(jù)及相關因素資料進行了整理，從中發(fā)現(xiàn)當伊犁河水量減少時，該湖水水位下降較為顯著。以往人們的猜想是人類行為對環(huán)境造成干擾，導致湖水水位發(fā)生下降變化。然而整理資料結果顯示，人類活動行為并不是導致湖水水位下降的主要原因％自2010年以來，人類活動較少，但湖水水位仍然呈現(xiàn)下降趨勢。據(jù)了解，卡普恰蓋水庫的修建，增加了水面蒸發(fā)量，同時加大了工業(yè)與農(nóng)業(yè)用水，導致水量下降顯著。在此期間，伊犁河下游水文狀態(tài)變化明顯，7JC量呈現(xiàn)明顯的下降趨勢。20世紀70年代初期，7JC庫蓄水受到多項因素影響，導致蓄水量出現(xiàn)大幅度變化，下游水量在短時間內(nèi)發(fā)生了明顯的下降變化。與該時段之前的三角洲水域面積相比，受此影響后水域面積明顯減小。受到同樣影響的還有半浸沒區(qū)的植被，其面積也出現(xiàn)了縮小變化趨勢。在此環(huán)境下，巴爾喀什湖水位出現(xiàn)了下降變化趨勢。隨著水位下降數(shù)值的增加，7jC域面積逐漸減小，引起了湖水礦化度的增髙。2015年以后，受全球變暖的影響，大量冰川融化，降水量也隨之增加。從資料統(tǒng)計結果來看，中國西北部徑流量、降水量等在高溫影響下，開始呈現(xiàn)上升變化趨勢？。受該環(huán)境影響，巴爾喀什湖水位發(fā)生變化，打破了連續(xù)下降的變化規(guī)律，逐漸進入轉(zhuǎn)型期，水位進人上升階段，三角洲的生態(tài)效益逐漸得以恢復。

4結語

圍繞伊犁河水資源開發(fā)導致的水文問題及生態(tài)問題展開探究，通過分析流域水資源開發(fā)現(xiàn)狀，結合流域水文數(shù)據(jù)及生態(tài)數(shù)據(jù)，以上游水資源和下游水資源作為研究對象，分別提出水資源變化特點分析。從整理的數(shù)據(jù)結果來看，下游水資源的開發(fā)程度對伊犁河生態(tài)效益影響較大，同時容易引起水文問題。因此，建議盡可能減少下游水資源開發(fā)，提高上游與下游水資源分配利用的均衡性。

作者:張志斌 單位:伊犁水文勘測局