李鸿安
(新疆维吾尔自治区水文局水文实验站，新疆 乌鲁木齐 830000)
随着中国整体经济的发展，西部大开发计划已开始实施，在新疆地区以内陆河流域为主，是资源开发利用促进经济发展的重点区域。该研究区位于新疆和静县，隶属于新疆巴音郭楞蒙古自治州。其位于新疆中部心脏地带，巴音郭楞蒙古自治州西北部，区域内风光秀丽，孤峰突起，地缘优势突出，是人口大县；
交通便利，周边与15个县市相邻，其中包括乌鲁木齐、伊犁、阿克苏、昌吉和吐鲁番等，是南北疆的交通枢纽。研究区气候类型属于中温带大陆干燥气候，四季分明，平均气温低，约为8.8 ℃，年降雨量约为68 mm，然而每年的水资源蒸发量为2 100 mm[1]。新疆和静县有很大的发展潜力，充分了解该研究区的水文水资源问题，为当地水资源的开发及利用，地区生态化发展，以及环境优化和经济可持续发展提供有利依据，且该研究区区域水文水资源问题的环境分析对当地未来的农业发展也有重要意义。
1.1 水文地质概况
如图1显示研究区区域新疆和静县地形呈东西长435 km、南北宽150 km、西北高、东南低，包括山间盆地、山地峡谷和山前平原三大块[2]，总面积39 685 km2，92.6%的为山地和高原约36 769 km2，剩余的均为绿洲和平原，面积约为2 916 km2。在和静县区域不但多山而且多河，研究区内有大小不同的河流26 条，水资源丰富，地表水年径流量57.78×108m3，包括内流38.45×108m3和外流20.83×108m3，其中开都河、黄水沟、清水河、奎克乌苏河、巩乃斯河、玛纳斯河、呼图壁河7条河流年径流量在1亿 m3以上。开都河又是全国最大内陆淡水湖博斯腾湖的源流，全长560 km，其上游流经和静县境456 km，平均径年流量33.4亿 m3，天然落差1 843 m。和静县气候属于中温带大陆性干燥气候，四季分明，春季冷暖空气交替频繁，主要以降雨为主，降雨量约占年降水量的15%，夏季气温相对稳定，月平均气温一般在23 ℃左右，夏季为一年中的主要降水期，平均降水量为42.6 mm，约占全年降水量的63.3%。然而秋季气温变化较大，降温快，降水也只占全年的16.2%，冬季又是一个天气少变的季节，温度低寒冷且降雪少。然而，据统计研究区的地下水储量为42.09×108m3。
1.2 水资源概况
和静县境内地形复杂，多山区，河流分布较大，水资源较丰富，研究区内拥有巴音布鲁克草原，是全国最大的湿地草原，是境内诸多主要河流的发源地，如开都河、黄水沟、玛纳斯河和巩乃斯河等，其主要含水层为上更新统到全新统的冲洪积层，地表水年径量约为57.78×108m3。地下水资源主要贮存在冲洪积扇、洪积层、湖积层和平原层冲积中。和静县北部为典型的莫呼查汗冲积扇、哈合仁沟冲积扇,黄水沟冲积扇,黄水沟-夏资合提沟之间洪积扇。而西部及中部以开都河冲积扇及冲积平原为主。区域内基本上为单一结构卵砾石，砂砾石。所以地下水资源量为42.09×108m3，在研究区内地下水埋藏深度最深约为24.8 m，持续向南地下水位埋深依次降为15.2 m、6.5 m。如表1可看出研究区径流量主要为三部分组成，即开都河、黄水沟和清水河合计约11.527亿 m3。同时，由于和静县的地形复杂多样，导致在研究区形成变化多端的气候类型，使得降水在时间和空间上分布不均。表2显示春秋季多干旱、夏季多洪水。夏季的水量超过一年中的一半，而冬季水量在一年中最少，甚至十分之一都不到，仅为0.3%，而春季和秋季水量则在十分之一左右。据多年平均统计数据结果显示，最大月平均流量与最小月平均流量之比约为180，差距非常大，且研究发现仅有5、6、7、8这四个月的月平均流量大于整年的平均流量，其余月份均小于年平均流量。
1.3 区域水文水资源研究领域的特点
随着世界经济的迅速发展和人口的逐渐增多，人们生活水平逐步上升，从而水资源的利用问题日渐突出，所以水文水资源的研究不仅是我国西北干旱地区的研究重点，也是世界性的热门话题。水资源是发展国民经济不可缺少的重要自然资源，是人类赖以生存的物质基础，随着科技的快速进步，使得水资源受人类活动的影响越来越大，导致水资源问题成为世界性重点问题，是水资源研究的新方向新要求。现如今，在科技发达的社会，水资源研究领域的特点主要表现在整体性、复杂性、关联性、系统性以及科技性。当今社会经济发展与生态环境形成统一整体，体现了水资源研究领域的整体性和系统性，而从内部分析，水资源研究领域的关联性主要表现为人类生产生活用水和水资源短缺之间的矛盾关系，为了可持续发展，对水资源的合理利用越来越重视，逐渐形成信息化科学技术高效节水模式，然而这个过程随着科技的发展，人类活动的复杂化以及水资源研究领域的不断拓展，使得研究问题不断复杂化、却也在一定条件下变得科技化。这些科学技术的发展和支持，增加了水文水资源的研究进度，提高了水文水资源研究的效率，推动了水文水资源科学研究的进展。
表1 新疆和静县控制站径流量统计表 108 m3
表2 和静县水资源年内分配表
水文水资源的研究方向主要有基础研究、综合研究和应用研究。
(1)基础研究是指对该研究区水文水资源的勘察与了解，是对当前存在的水文水资源问题的研究与探讨。具体包括水文系统、水文计算以及试验性水文水资源研究等，以上问题均为当前和静县水文水资源研究的重点问题，同时为和静县水文水资源的后续研究提供理论数据基础。和静县是以灌溉农、林业为基础的地区，在整个水文系统中地表水资源的保护及利用占主导地位。通过以往的水文计算及试验分析可知和静县产生的地表水径流量较大，但是由于和静县片区占有量少，水资源分布较分散，需补给地下水。所以和静县存在的水文水资源问题为自身生态需求量大，但是研究区水资源分散，有些地区水资源含量无法达到生态需求。
(2)综合研究即为水资源的合理开发利用、水环境安全与生态环境保护的关联性、节约水资源、经济发展模式和水资源控制体系等整体进行统一研究的形式，综合研究可以提高水资源的利用率，拒绝浪费水资源，从而可以促进经济的发展。该研究区和静县因两个主要因素，分别为经济社会发展和生态环境保护，从而构成两个竞争性用水形态，使得水资源需求强烈，供需矛盾突出。根据对和静县地表水资源可利用量的研究结果分析，和静县地表水资源量为57.78×108m3，按照人均或者地理面积平均来算，水资源平均量均较大，该研究区是均数较大、水资源相对较多的地区。但是为了实现和静县经济社会的可持续发展以及生态环境的优化循环，必须确定可行性较高且适宜和静县地区的经济发展模式和水资源控制体系，将节水作为这一切规划和设计的基础理念。
(3)应用研究，应用主要包括两大部分，即水循环和水平衡，水循环是指降雨、地表水、地下水和土壤水等之间的转换过程，而水平衡以水盐平衡为主，是该研究区农业发展的核心条件，具体是指水资源的循环利用与水中盐含量的总体动态平衡。需要对水环境中盐分的运移和累积过程进行仔细深入的研究，通过水资源的科学合理循环对盐分含量进行控制、且控制水环境的污染，利用科学技术来保护水资源，解决现如今的水域安全等问题。和静县境内河流分布较广，水资源储备较丰富，地表水以及地下水资源均在该地区发挥重要作用，从而水域安全也应该深入研究，以提高该研究区水资源利用率。首先需要对水质进行评价，和静县各河流天然水质较优，由于河流补给源不同，使得和静县河流表现出地域特征，如黄水沟、开都河和玛纳斯河为矿化度较高的硬水。然而，和静县又是新疆重要的矿产资源、水资源、能源、农林牧业资源含量较多的重要区域。所以，研究和静县的无害化水循环和优质化水平衡，形成科学合理的循环模式，是该研究区的重要发展方向。
3.1 气候变化对水文水资源的影响
据IPCC报告可知，全球二氧化碳浓度在持续增加，导致全球气候变暖，温度上升，同时新疆和静县研究区近年来气温也呈上升趋势。在研究区气候变暖温度上升对各类环境都造成了影响，尤其是对水文水资源的影响较大，使得该研究区降水量出现逐年增加的趋势，由表2可知，和静县水量高度集中在夏季，生活用水增加，农田灌溉用水增加，出现大量弃水，水资源浪费严重，同时由于降水量的增大自然灾害的出现频率也在显著增加。而且气候变化使得降水强度和降水频度相对往年均呈现增加趋势。但是由于研究区河流众多，蒸发量大、水资源浪费严重、水资源渗透现象普遍存在等多因素的影响导致该区域水资源利用效率并未得到提升[3]。通过对研究区气温、降水量以及径流量、地下水流量等因素的长期勘察观测可以深入了解研究区的气候变化，当地相关政府部门应该参照今年气候变化数据研究制定方案应对气候变化对水文水资源带来的不利影响。因此，为了使水资源能满足和静县经济发展的需要，在未来规划中，应该注重外界环境的影响，以修建水库、水电站、以及灌溉工程等来缓解和静县用水矛盾，减少灾害，促进和静县可持续发展。
3.2 水资源可利用量及其利用率的评价及展望
水资源可利用量是从资源的角度分析可能被利用的水资源量，是统筹分析河道水资源与生态环境的共生关系，在满足大自然生态系统的动态平衡不被破坏时的最小需水量的前提下，可以选择供给人类生产生活的用水量达到最大值。这就是人类在可持续发展的道路上可用水资源的理论最大选择量，假如人类肆意用水使得人们综合用水量超过最大限制，则会破坏生态系统可持续发展的状态，且造成的影响是无法挽回的。在研究区的水资源可利用量是经过实地考察且利用科学的计算方法而得出来的理论数据，这与人类的日常生活息息相关，据和静县水文站实测统计可得和静县总产水量达到59.3%，其水资源补给主要有三种形式，第一为融雪、降雨补给，且为主要形式；
第二为山区的地下水补给，补给量较少；
第三则为最普遍的地表径流，然而和静县的河流丰富地形复杂，导致径流方式也较复杂。由于和静县的发展还不到位，水资源监测的山区战网不足，且分布不均匀；
水资源的存在形式以及循环方式流程绘制方面技术欠缺，测量有困难且需要验证；
水面蒸发量实测资料有限，水质监测工作面对地下水仍存在问题；
水利建设科学技术较落后，经济实力支持不到位，缺少水源工程；
水资源保护和利用制度不够优化不够完善，水域安全不能完全解决，供水安全保障还需改善。所以应该倡导大家在日常生活中要节约水资源，合理配置水资源，从而维护生态系统的动态平衡[4]。然而水资源利用率对该地区的经济发展以及生态环境的保护均具有重要的实际意义。所以，在现在这个经济社会，需要引入水资源可利用量及水资源利用率的评价标准，为该地区水资源的科学利用提供可行的限制条件。
3.3 地下水资源可持续利用分析
地下水是指研究区贮藏在地表耕层以下各种形式的重力水，是水资源的重要组成部分，由于水量稳定，水质较好，是农业灌溉、工业矿产用水和城市水源的主要选择之一。和静县是以灌溉为主的农林业地区，但是随着社会经济的不断发展，为了满足人类生活用水需要，人类活动已经严重威胁到地下水水资源安全，如生活污水、工业废水的无标准排放以及农业生产中化肥和农药的滥用等都会形成地下水的污染。且在一定条件下，地下水也会引起盐渍化、沼泽化、地面沉降、滑坡等不利自然现象。同时，在和静县地下水的水质监测仍然是一个需要改善的环节，为进一步了解和静县内各河流水盐平衡问题以及分布规律，监测水域安全，解决水资源污染问题，必须在生产生活中采取一定的措施防止地下水资源的进一步污染，从而达到保护地下水资源的目的，同时应该加强对地下水资源的水源参数和水质条件以及地下水水位变化情况的研究，还要重点研究地表水、土壤水和地下水之间的转化关系，提高地下水资源的利用率，加强对地下水资源的合理分配及利用，保护地下水资源促进地下水资源的可持续利用。
目前，我国许多地区存在水资源短缺的问题，然而研究区和静县水源分布不均，地区性水资源缺乏严重，导致很多问题发生，如干旱农业区农作物减产、有些山区人类生活受到影响、有些地区生态环境无法维持，所以就现状分析来看，加强对地区水文水资源的研究，且结合周边环境因素充分分析，使环境保护、经济发展与水文水资源的开发利用和保护问题综合形成一个整体性，从而促进该研究区的经济快速发展以及优化生态环境保护模式。
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