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1水文及氣候特征

研究區(qū)因遠(yuǎn)離海洋而氣候干燥，若以烏魯木齊為中心，則東至太平洋為3500km，西到大西洋為6900km，北至北冰洋為3400km，南到印度洋為2500km。由海洋輸送的水汽，因長途跋涉及高山阻擋，到達(dá)研究區(qū)上空時已呈強(qiáng)駑之末，水汽來源主要為大西洋及北冰洋水汽，經(jīng)研究區(qū)西部的幾個缺口，諸如阿拉山口、塔城盆地缺口和哈巴河谷口等處進(jìn)入研究區(qū)，成為研究區(qū)降水的主要水汽來源。據(jù)新疆年降水量分布圖，研究區(qū)年降水總量為1150×108m3，折合年降水深約100－200mm，降水分布總體情勢為：北部多于南部，西部多于東部，自西北向東南減少，塔城盆地年降水量可達(dá)250－350mm，盆地邊緣年降水量為150－200mm，盆地中央部分為100－150mm。西北部降水量約占研究區(qū)降水總量的80%，平均降水深度約240mm；東南部降水僅占20%，平均降水深度僅60mm。研究區(qū)年水面蒸發(fā)量綠洲區(qū)在1000－1400mm之間，只有克拉瑪依市超過1400mm；沙漠區(qū)在1600mm以上，其分布規(guī)律總體為西部小，東部大，邊緣小，腹地大，與年降水分布趨勢相反。研究區(qū)年平均氣溫在6℃－8℃之間，年最高氣溫出現(xiàn)在7月，月平均氣溫可達(dá)20℃以上；年最低氣溫出現(xiàn)在1月，月平均氣溫可低至-15℃左右，腹地氣溫較邊緣氣溫略高。無霜期日數(shù)各地差異也相對較大：塔城盆地約145d，天山北麓平原可達(dá)160d左右，其中烏蘇、克拉瑪依一帶高達(dá)180d，是研究區(qū)無霜期最長的地區(qū)。

2地表水資源

研究區(qū)的地表水資源組成主要為山區(qū)的河、泉，多發(fā)源于阿爾泰山及天山山脈，由于兩山脈的高大山體攔截了大量的西來水汽，經(jīng)山坡的抬升凝結(jié)作用，在山區(qū)形成遠(yuǎn)較平原為大的降水量，寬廣的山區(qū)匯集大量山區(qū)降水形成眾多河流，為山前盆地提供水源。河川徑流來源為大汽降水，其補(bǔ)給成分一般包括冰川融水、季節(jié)性融雪、暴雨洪水及地下水。冰川主要分布在天山的中部和西部山區(qū)，天山東部和阿爾泰山區(qū)冰川面積較小。冰川為山區(qū)河流的源頭，處在高海拔，低氣溫的高山地區(qū)，在夏季高溫時節(jié)融冰成水補(bǔ)給河流；冰川以下環(huán)布山腰的森林草原帶，處山區(qū)降水量高值帶，此地帶土質(zhì)疏松，土層較厚，植被良好，因此是河流流域的主要蓄水帶，也是冬春季河流枯水期水量的主要補(bǔ)給源；森林草原及其以下低山地區(qū)，是季節(jié)性融雪和暴雨洪水頻發(fā)地帶，也是河流水源的重要補(bǔ)給來源，冬季氣溫最低時季，融冰融雪及降雨停止，此時河流水源僅靠地下水補(bǔ)給。

研究區(qū)兩大山系河流徑流各補(bǔ)給成分占總水量比重表見表1．結(jié)合表1進(jìn)行分析，阿爾泰山區(qū)（包括準(zhǔn)噶爾西部山區(qū)）河流是以季節(jié)性融雪水和雨水補(bǔ)給為主的河流，其補(bǔ)給量占到年徑流量的72%，由于冬春積雪在春季融化并且春季雨水比重大，所以春季（3－5月）水量相對較豐，最大流量常出現(xiàn)在5或6月，是新疆最早發(fā)生洪水的地區(qū)。該區(qū)河流一般情況下到每年8月就已進(jìn)入枯水退水期，因當(dāng)年降水形成的徑流比重大，徑流缺少冰川或地下水庫的多年調(diào)節(jié)，所以該地區(qū)徑流年際變化比天山山區(qū)河流大，特別是烏倫古河，年徑流變差系數(shù)Cv值高達(dá)0.52，在新疆各主要河流中位居首位。天山山區(qū)河流的冰川融水補(bǔ)給量比阿爾泰山區(qū)河流大得多，接近25%，而地下水補(bǔ)給量與季節(jié)性融雪水和雨水補(bǔ)給量相當(dāng)，都在38%左右，屬混合補(bǔ)給型河流。其主要水文特征是春季（3－5月）有小春洪出現(xiàn)（冬季積雪融化而成），但水量占年徑流的比重并不大，在15%以下；全年水量主要集中于5－8月，占60%－80%左右，洪水一般由冰雪融化洪水迭加暴雨洪水而成，由于高山區(qū)冰雪融水與中低山季節(jié)性雨雪水補(bǔ)給之間有一定的相互補(bǔ)償作用，即在冷空氣頻繁入侵的冷濕多雨年份，高山冰雪融水少而中低山降水徑流多；反之在干暖年份，高山冰雪融水多而中低山降水徑流少，所以各河年徑流的年際變化比較平穩(wěn)，一般情況下，各河流的年徑流變差系數(shù)多在0.1－0.2之間。

另外，有少數(shù)以地下水補(bǔ)給為主的河流，如天山北坡東段的木壘河，其上游無現(xiàn)代冰川補(bǔ)給，徑流大小受季節(jié)性融雪洪水和雨洪控制，春季水量高于秋季，占年徑流的比重接近30%，最大月徑流量占到年徑流量的20%，出現(xiàn)在5月，年徑流變差系數(shù)Cv值高達(dá)0.44?，F(xiàn)以出山口位置統(tǒng)計河流條數(shù)，對研究區(qū)進(jìn)行流域及行政分區(qū)，以此計算各分區(qū)地表水資源量，分區(qū)統(tǒng)計表見表2。研究區(qū)內(nèi)陸河流徑流特點(diǎn)為：（1）徑流形成于山區(qū)在雪線以上的高山區(qū)，固態(tài)降水轉(zhuǎn)化為冰川和永久積雪，暖季其融水補(bǔ)給河川徑流；在雪線以下的山區(qū)，各種形態(tài)的降水以季節(jié)性積雪融水、雨水及地下水等形式補(bǔ)給河流，河流水量在山區(qū)沿程增加。（2）徑流散失于平原、盆地河流出山口后進(jìn)入平原，在平原、盆地，因降水少、蒸發(fā)強(qiáng)，基本不產(chǎn)流，加之農(nóng)業(yè)灌溉引水、河道滲漏、蒸發(fā)等損失，河流水量隨流程增加而減少，研究區(qū)內(nèi)多數(shù)中小河流最終消失于灌區(qū)或荒漠，僅有少數(shù)較大河流在盆地低洼處積水，形成尾閭湖，如艾比湖位于研究區(qū)西南隅的精河縣境內(nèi)，是博爾塔拉蒙古自治州境內(nèi)的精河和博爾塔拉河形成的尾閭湖。兩河年徑流量均在1－5×108m3之間，屬中小河流。

3地下水資源

研究區(qū)內(nèi)的地表水與地下水二者轉(zhuǎn)換關(guān)系密切，地下水資源是與大氣降水和地表水體有直接聯(lián)系的淺層地下水，主要分布于平原區(qū)。其補(bǔ)給來源包括天然補(bǔ)給量（降水入滲、山前側(cè)滲和河床潛流量及山前暴雨洪流入滲量）和轉(zhuǎn)化補(bǔ)給量（河流和渠系入滲、田間和平原水庫入滲量），井灌回歸量不計在內(nèi)。而平原區(qū)地下水主要指第四系含水層中，礦化度低于2g/l可利用的有補(bǔ)給保證的地下水資源。其分布特點(diǎn)為：由山前至盆地中心，山前沖洪積扇地下水補(bǔ)給區(qū)的地下水埋藏較深，含水層顆粒粗大，不宜成井，而且遠(yuǎn)離居民區(qū)，輸水困難；沖洪積平原地下水徑流區(qū)的地下水最為豐富而又便于開采利用；沖積平原地下水排泄區(qū)的地下水埋藏淺，潛水蒸發(fā)大，水質(zhì)礦化度高，含水層薄，透水性差，致使單井出水量小，造成打井經(jīng)濟(jì)效益差。綜上所述，開發(fā)利用地下水資源的理想地點(diǎn)是在地下水徑流區(qū)。準(zhǔn)噶爾盆地水資源總量為地表水資源量加地下水資源量減去二者重復(fù)量。各行政分區(qū)地下水資源量、地表水與地下水重復(fù)量，水資源總量統(tǒng)計結(jié)果見表3。從表3可以看出，研究區(qū)地表水資源量為94.77×108m3，地下水資源量為56.49×108m3，水資源總量為112.3×108m3。地表水與地下水的重復(fù)量達(dá)38.94×108m3，也就是說，在研究區(qū)56.49×108m3的地下水總補(bǔ)給量中，有68.9%的成份為轉(zhuǎn)化補(bǔ)給量，由地表徑流入滲補(bǔ)給地表水；而轉(zhuǎn)化補(bǔ)給量占到地表徑流的40.1%，說明準(zhǔn)噶爾盆地由于地形控制，使得河流出山口后從洪積扇到傾斜平原再到?jīng)_積平原之間存在較長距離，便于地表水與地下水之間相互轉(zhuǎn)化，地表徑流通過各種途徑，有超過1/3的水量補(bǔ)給地下水，由此可見研究區(qū)二水轉(zhuǎn)化關(guān)系密切。

4區(qū)域水資源與土地矛盾

研究區(qū)屬內(nèi)陸平原地貌，主型產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為農(nóng)業(yè)，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展必然導(dǎo)致農(nóng)耕面積的不斷擴(kuò)大。由于降水少、蒸發(fā)大、氣候干旱等原因，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)（農(nóng)用耕地）完全依靠人工灌溉，形成研究區(qū)特有的“荒漠綠洲、灌溉農(nóng)業(yè)”格局。水資源總量受地表水可利用量、地下水可開采量限制，開源有限；綠洲受沙漠侵襲，亦不能無限延伸。山前沖洪積扇區(qū)耕地，緊鄰山區(qū)地表水源，因而以地表水灌溉為主；沖洪積平原區(qū)耕地，因地下水埋藏較淺便于開采，因而以地下水灌溉為主；沖積湖積平原區(qū)耕地，遠(yuǎn)離地表水源，地下水亦不富含，潛水雖埋藏淺但水質(zhì)較差，只能靠深層承壓水灌溉。有限的水資源是綠洲存在的命脈，是綠洲生態(tài)、綠洲經(jīng)濟(jì)最緊缺的資源。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中農(nóng)業(yè)的過大份額，使綠洲耕地增幅很大，傳統(tǒng)的灌溉模式又使水資源農(nóng)用過多，一方面擴(kuò)增耕地侵占草場及荒漠生態(tài)面積，一方面農(nóng)業(yè)用水強(qiáng)行擠占生態(tài)用水，雙重人遏制的結(jié)果，使研究區(qū)生態(tài)環(huán)境愈顯脆弱，這就是研究區(qū)水地矛盾現(xiàn)狀焦點(diǎn)。泥石流、沙塵暴等自然災(zāi)害近年來頻次增多，此一例證。

5突出矛盾解析

研究區(qū)內(nèi)南部地區(qū)的天山北麓平原，土質(zhì)疏松，土層深厚，是研究區(qū)的主要農(nóng)業(yè)灌區(qū)，北部剝蝕高平原土質(zhì)較粗，土層較薄，土地利用率較低；中部沙丘遍布，只可作為天然牧場；東部為一片石漠，山勢低矮，水源缺乏，墾植條件差；西南部低地極為干旱，風(fēng)蝕強(qiáng)烈，積鹽很重，土地開發(fā)尚有一定難度?？傮w而言，天山北麓平原為宜農(nóng)宜牧地區(qū)；盆地北、中、東部及西南部地區(qū)當(dāng)前只宜牧、不宜農(nóng)。隨著人類進(jìn)入21世紀(jì)，西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施推動了研究區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的載體――土地，其位置及戰(zhàn)略意義尤為突顯。特別是土地中直接關(guān)系人們衣、食、住、行的耕地空間，已不能滿足以農(nóng)為主的經(jīng)濟(jì)需求，人地矛盾日趨嚴(yán)峻，嚴(yán)重制約了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。國家制定的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方向?yàn)樯a(chǎn)、生活、生態(tài)同步協(xié)調(diào)發(fā)展，而研究區(qū)特殊的地理位置及自然環(huán)境決定了生態(tài)環(huán)境的復(fù)雜性、失衡性及脆弱性。有限的耕地資源與脆弱的生態(tài)環(huán)境相鄰相伴，息息相關(guān)；落后的灌溉模式，較單一的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步加劇了水資源與生產(chǎn)、生態(tài)的供求矛盾。使研究區(qū)病癥突顯如下：1)耕地問題由于研究區(qū)土地利用難度較大，耕地僅占土地面積不足10%，且80%以上的耕地土壤屬低肥水平，因土壤貧脊、鹽堿重及缺水缺肥等原因，造成耕地中的中低產(chǎn)田占到80%左右。僅靠開發(fā)土地實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長，不是現(xiàn)階段乃至今后農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展模式。2)生態(tài)環(huán)境問題(1)研究區(qū)人口密集帶多在山前沖洪積扇下部、沖洪積平原及沖積平原中上部，擴(kuò)增耕地已南至低山地帶，破壞了坡地的原始土壤結(jié)構(gòu)，是造成山區(qū)水土流失的人為因素。(2)農(nóng)、林、牧等種植業(yè)的萬元產(chǎn)值耗水量遠(yuǎn)高于工業(yè)及其他行業(yè)，研究區(qū)以農(nóng)為主且耕地中，中、低產(chǎn)田居多，有限的水資源絕大部分被攔截于綠洲區(qū)，致使準(zhǔn)噶爾腹地沙漠屏障帶因水源缺乏而生態(tài)脆弱，人為加劇了土地資源的荒漠化程度。(3)研究區(qū)原本森林覆蓋率就低，尤其是綠洲與沙漠屏障帶的防護(hù)林。由于農(nóng)村能源緊缺加之疏于管理，破壞森林現(xiàn)象屢禁不止，進(jìn)一步惡化了本已脆弱的生態(tài)環(huán)境。(4)研究區(qū)農(nóng)業(yè)新增耕地大都是通過開墾荒漠草場和原始胡楊林、灌木林來獲得，但由于水資源的不合理開發(fā)利用致使遠(yuǎn)離水源的已墾耕地繼而撂荒，人為減少草地面積，增加沙化、堿化和荒地面積。

6對策研究

研究區(qū)暴露出的土地問題和生態(tài)環(huán)境問題，已嚴(yán)重阻礙了本地經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。只有重組和協(xié)調(diào)好水地關(guān)系，才能保證經(jīng)濟(jì)的永久性可持續(xù)發(fā)展。水資源是綠洲經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)及建設(shè)的第一資源，也是決定性資源；綠洲經(jīng)濟(jì)的主要構(gòu)成是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)，而水資源又是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的支撐點(diǎn)。故以水資源、耕地、生態(tài)環(huán)境為主要研究方向，提出以下對策：1）根據(jù)水資源、耕地及生態(tài)區(qū)的分布和需求，對水資源進(jìn)行合理規(guī)劃及配置。2）本著“以水定地、生態(tài)從重”原則，在研究區(qū)內(nèi)合理調(diào)整各產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及布局。3）走農(nóng)業(yè)節(jié)水道路。主要在改良和推廣農(nóng)業(yè)節(jié)水措施上下功夫，徹底消除大水漫灌用水方式。4）改良土壤，依靠科學(xué)技術(shù)提高作物單產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)模式。

作者：丁學(xué)偉單位：新疆昌吉水文水資源勘測局