塔里木河流域近期综合治理工程施工与管理(塔里木河流域近期综合治理系列丛书)
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1 近期综合治理规划概况

1.1 流域概况

1.1.1 塔里木河流域

塔里木河流域是环塔里木盆地的和田河、叶尔羌河、喀什噶尔河、阿克苏河、开都河—孔雀河、渭干河与库车河、迪那河、车尔臣河和克里雅河等九大水系的144条河流的总称,是我国最大的内陆河流域,流域总面积102万km2(国内面积99.6万km2),其中山地占47%,平原区占20%,沙漠面积占33%。流域内有5个地(州)的42个县(市)和生产建设兵团4个师的55个团场。1998年,流域总人口825.7万人,其中少数民族占流域总人口的85%,是以维吾尔族为主体的少数民族聚居区,流域内现有耕地2044万亩,国内生产总值350亿元,流域多年平均天然径流量398.3亿m3,主要以冰川融雪补给为主,不重复地下水资源量为30.7亿m3,流域水资源总量为429亿m3。塔里木河流域水系见图1.1。

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图1.1 塔里木河流域水系图

流域内土地资源、光热资源和石油天然气资源十分丰富,是我国重要的棉花生产基地、石油化工基地和21世纪能源战略接替区;塔里木河流域历史上形成的天然绿洲,是阻挡塔克拉玛干沙漠的风沙侵袭、保护人类生存环境的天然屏障;塔里木河流域水资源开发利用和生态环境保护,不仅关系流域自身的生存和发展、民族团结、社会安定、国防稳固的大局,也关系到西部大开发战略的顺利实施,战略地位十分重要。

1.1.2 塔里木河

塔里木河是指塔里木河的干流,塔里木河干流全长1321km,自身不产流,历史上塔里木河流域的九大水系均有水汇入塔里木河干流。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、迪那河相继与干流失去地表水联系,40年代以后喀什噶尔河、开都河—孔雀河、渭干河也逐渐脱离干流。目前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,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,形成“四源一干”的格局。塔里木河干流河道见图1.2。

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图1.2 塔里木河干流中下游

1.1.3 “四源一干”水系

“四源一干”区域地跨新疆维吾尔自治区5个地(州)的28个县(市)和生产建设兵团4个师的46个团场,流域面积25.9万km2(国内面积23.63万km2),占塔里木河流域总面积的25.4%,多年平均年径流量264.5亿m3,占塔里木河流域年径流总量的66.4%。“四源一干”水系见图1.3。

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图1.3 “四源一干”水系图

塔里木河干流位于塔里木盆地腹地,从肖夹克至台特玛湖全长1321km,流域面积1.76万km2,属平原型河流。从肖夹克至英巴扎为上游,河道长495km,河道纵坡1/4600~1/6300,河床下切深度2~4m,河道比较顺直,很少汊流,河道水面宽一般在500~1000m,河漫滩发育,阶地不明显。英巴扎至恰拉为中游,河道长398km,河道纵坡1/5700~1/7700,水面宽一般在200~500m,河道弯曲,水流缓慢,土质松散,泥沙沉积严重,河床不断抬升,加之人为扒口,致使中游河段形成众多汊道。恰拉以下至台特玛湖为下游,河道长428km。河道纵坡较中游段大,为1/4500~1/7900,河床下切一般为3~5m,河床宽约100m左右,比较稳定。塔里木河上、中、下游划分见图1.4。

阿克苏河由源自吉尔吉斯斯坦的库玛拉克河和托什干河两大支流组成,河流全长588km,两大支流在喀拉都维汇合后,流经山前平原区,在肖夹克汇入塔里木河干流。流域面积6.23万km2(国外流域面积1.95万km2),其中山区面积4.32万km2,平原区面积1.91万km2

叶尔羌河发源于喀喇昆仑山北坡,由主流克勒青河和支流塔什库尔干河组成,进入平原区后,还有提兹那甫河、柯克亚河和乌鲁克河等支流独立水系。叶尔羌河全长1165km,流域面积7.98万km2(境外面积0.28万km2),其中山区面积5.69万km2,平原区面积2.29万km2。叶尔羌河在出平原灌区后,流经200km的沙漠段到达塔里木河。叶尔羌河河道见图1.5。

和田河上游的玉龙喀什河与喀拉喀什河,分别发源于昆仑山和喀喇昆仑山北坡,在阔什拉什汇合后,由南向北穿越塔克拉玛干大沙漠319km后,汇入塔里木河干流。流域面积4.93万km2,其中山区面积3.80万km2,平原区面积1.13万km2

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图1.4 塔里木河上、中、下游划分示意图

开都河—孔雀河流域面积4.96万km2,其中山区面积3.30万km2,平原区面积1.66万km2。开都河发源于天山中部,全长560km,流经100多km的焉耆盆地后注入博斯腾湖。博斯腾湖是我国最大的内陆淡水湖,湖面面积为1000km2,容积为81.5亿m3,从博斯腾湖流出后为孔雀河。开都河上游河道见图1.6。

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图1.5 叶尔羌河

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图1.6 流经巴音布鲁克草原的开都河

20世纪20年代,孔雀河水曾注入罗布泊,河道全长942km,进入20世纪70年代后,流程缩短为520余km,1972年罗布泊完全干枯。随着入湖水量的减少,博斯腾湖水位下降,湖水出流难以满足孔雀河灌区农业生产需要。同时,为加强博斯腾湖水循环,改善博斯腾湖水质,1982年修建了博斯腾湖抽水泵站及输水干渠,每年向孔雀河供水约10亿m3,其中约2.5亿m3水量通过库塔干渠输入恰拉水库灌区。博斯腾湖见图1.7。

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图1.7 博斯腾湖

1.1.4 流域地貌特征

塔里木河流域背倚天山,西临帕米尔高原,南凭昆仑山、阿尔金山,三面高山耸立,地势西高东低。来自昆仑山、天山的河流搬运大量泥沙,堆积在山麓和平原区,形成广阔的冲、洪积平原及三角洲平原,以塔里木河干流最大。根据成因、物质组成,山区分为下列地貌带。

山麓砾漠带:为河流出山口形成的冲洪积扇,主要为卵砾质沉积物,在昆仑山北麓分布高度2000~1000m,宽度30~40km;天山南麓高度1300~1000m,宽度10~15km。地下水位较深,地面干燥,植被稀疏山麓砾漠带(见图1.8)。

冲洪积平原绿洲带:位于山麓砾漠带与沙漠之间,由冲洪积扇下部及扇缘溢出带、河流中、下游及三角洲组成。因受水源的制约,绿洲呈不连续分布。昆仑山北麓分布在海拔1500.00~2000.00m,宽度5~120km不等;天山南麓分布海拔在1200.00~920.00m,宽度较大;坡降平缓,水源充足,引水便利,是流域的农牧业分布区。冲洪积平原绿洲带见图1.9。

塔克拉玛干沙漠区:以流动沙丘为主,沙丘高大,形态复杂,主要有沙垄、新月型沙丘链、金字塔沙山等。沙漠区见图1.10。

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图1.8 阿克苏河支流托什干河冲洪积扇

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图1.9 冲洪积平原绿洲

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图1.10 流经沙漠的塔里木河

1.1.5 流域气候特征

塔里木河流域远离海洋,地处中纬度欧亚大陆腹地,四周高山环绕,东部是塔克拉玛干大沙漠,形成了干旱环境中典型的大陆性气候。其特点是:降水稀少、蒸发强烈,四季气候悬殊,温差大,多风沙、浮尘天气,日照时间长,光热资源丰富等。气温年较差和日较差都很大,年平均日较差14~16℃,年最大日较差一般在25℃以上。年平均气温除高寒山区外多在3.3~12℃之间。夏热冬寒是大陆性气候的显著特征,夏季7月平均气温为20~30℃,冬季1月平均气温为-10~-20℃。塔里木盆地沙尘天气见图1.11。

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图1.11 塔里木盆地沙尘天气

冲洪积平原及塔里木盆地不小于10℃积温,多在4000℃以上,持续180~200天,在山区,不小于10℃积温少于2000℃;一般纬度北移一度,不小于10℃积温约减少100℃,持续天数缩短4天。按热量划分,塔里木河流域属于干旱暖温带。年日照时数在2550~3500h,平均年太阳总辐射量为1740kW·h/(m2·a),无霜期190~220d。

在远离海洋和高山环列的综合影响下,全流域降水稀少,降水量地区分布差异很大。广大平原一般无降水径流发生,盆地中部存在大面积荒漠无流区。降水量的地区分布,总的趋势是北部多于南部,西部多于东部;山地多于平原;山地一般为200~500mm,盆地边缘50~80mm,东南缘20~30mm,盆地中心约10mm。全流域多年平均年降水量为116.8mm,受水汽条件和地理位置的影响,“四源一干”多年平均年降水量为236.7mm,是降水量较多的区域。而蒸发能力很强,一般山区为800~1200mm,平原盆地1600~2200mm(以折算E-601型蒸发器的蒸发量计算)。干旱指数的分布具有明显的地带性规律,一般高寒山区小,干旱指数在2~5之间,戈壁平原大,达20以上,绿洲平原次之,干旱指数在5~20之间。自北向南、自西向东有增大的趋势。

1.1.6 水利工程现状

“四源一干”水利工程设施主要有,平原水库、引水枢纽、灌排渠系和机电井。20世纪60年代以来,进行了较大规模的水利工程建设,为流域的社会经济发展发挥了重要作用,到1998年底已建成的各类水利工程情况如下。

(1)平原水库工程。“四源一干”已修建各类平原水库76座,总库容25.5亿m3,兴利库容20.91亿m3,其中大型水库6座,总库容12.9亿m3,兴利库容10.98亿m3,76座平原水库设计灌溉面积为767.36万亩,有效灌溉面积为548.06万亩,占总灌溉面积的29.1%,设计供水量38.86亿m3

(2)引水枢纽工程。“四源一干”已建成各类引水渠首286处,总设计引水能力882m3/s,现状供水能力765m3/s。渠首工程实际控制有效灌溉面积为1844万亩(部分与水库供水范围重复),干流引水口138处,绝大部分为无工程控制的临时引水口。

(3)渠系工程。“四源一干”干渠、支渠、斗渠三级渠道总长度4.85万km,已防渗1.82万km,防渗长度占渠道总长度的37.4%,其中干渠的防渗率为41.6%,支渠防渗率为42.9%,斗渠防渗率为33.2%,开都河—孔雀河流域的渠系防渗率比较高,渠道的防渗长度已占渠道总长度的75.4%,而阿克苏河流域和叶尔羌河流域仅分别有28.9%和23.4%。

(4)机电井工程。“四源一干”现机电井有相当一部分用于城乡居民生活和工业供水,农业灌溉的机电井主要用于临时性的抗旱,可控制灌溉面积126万亩,由于缺电或管理不善,目前实际的灌溉面积为70万亩,占总灌溉面积的4.7%,现状供水能力仅为8.89亿m3