周吉軍

（新疆兵團(tuán)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830002）

1 河流生態(tài)特點(diǎn)

瑪納斯河發(fā)源于天山北坡，由南向北流入準(zhǔn)噶爾盆地腹地，是盆地南緣最大的一條河流，在天山北坡綠洲帶具有典型代表性。

河流源頭是海拔5 000 m以上的冰川，肯斯瓦特水文站以上河段穿行于高山峽谷，兩岸陡峻，河谷深切，河床基巖出露，鮮有河谷林，兩岸支溝及階地分布稀疏喬木和灌木，河中生長(zhǎng)珍貴的高山冷水保護(hù)魚種——新疆裸重唇魚；肯斯瓦特至紅山嘴河段穿越第四紀(jì)沉積的向斜洼地，河谷兩岸分布依靠降水生存的灌木，河床為裸露的砂礫石，沒有植被；在紅山嘴以上5 km左右河段，受瑪納斯背斜泥巖頂托，河床泉水長(zhǎng)年出溢，且有高位泉分布，河谷林發(fā)育；紅山嘴至夾河子河段，兩岸高階地廣布耕地，河床砂卵石滲漏強(qiáng)烈，沒有植被；夾河子水庫以下直至小拐河段河床質(zhì)顆粒逐漸變細(xì)，河岸低緩，河曲發(fā)育，蘆葦?shù)戎脖幻?，主要依靠地下水生存；小拐以下直至瑪納斯湖兩岸為沙漠景觀，主要生長(zhǎng)梭梭檉柳等沙生植物，河床萎縮且經(jīng)常斷流；尾閭瑪納斯湖已經(jīng)干涸，現(xiàn)為鹽礦。

瑪納斯河生態(tài)保護(hù)敏感目標(biāo)為新疆裸重唇魚，其產(chǎn)卵區(qū)為紅山嘴以上泉水溢出河段。

2 河流水文特征

瑪納斯河從高山流向盆地，構(gòu)成徑流形成、運(yùn)移轉(zhuǎn)化、蒸發(fā)散失的水循環(huán)過程。按照河流生態(tài)健康一般原則來看，河道斷流是河流不健康的表現(xiàn)，但西部?jī)?nèi)陸干旱區(qū)的瑪納斯河有其特殊性。

從水文條件看，天山北坡河流的徑流量年際變化不大，但年內(nèi)分配豐枯懸殊，瑪納斯河肯斯瓦特站曾實(shí)測(cè)到夏季洪峰流量1 095 m3/s，冬季最小流量?jī)H為5.98 m3/s，這個(gè)流量不可能流到尾閭，冬季斷流幾乎年年發(fā)生。

從河流沿線地質(zhì)情況看，肯斯瓦特至紅山嘴河段穿越東西展布的巨型向斜構(gòu)造帶，帶內(nèi)沉積巨厚的第四紀(jì)礫巖，具強(qiáng)透水性，小流量進(jìn)入此河段不久即大部滲失于砂礫石河床形成潛流，常見河床斷流現(xiàn)象；紅山嘴斷面有背斜泥巖頂托，河床潛流溢出，還有左右兩側(cè)山間洼地回歸水以高位泉方式溢出，此河段則常年有水；紅山嘴之后河流進(jìn)入沖洪積扇，因存在山前斷裂，基巖面急劇下降，河床砂卵石巨厚，河水再次大量入滲。在下游扇緣地帶河床質(zhì)變細(xì)，滲透能力降低，再次以平原泉水方式出溢，這個(gè)特點(diǎn)與天山北坡其他山溪性河流類似。

從人工干預(yù)過程看，隨著屯墾事業(yè)發(fā)展，特別是大泉溝和夾河子等平原水庫建成后，夾河子水庫以下河道每遇枯水年即全年斷流。

從流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和沿岸生態(tài)狀況看，自然生態(tài)有退化但并沒有產(chǎn)生嚴(yán)重生態(tài)問題，也沒有恢復(fù)原貌的可能性和必要性。故本河流的生態(tài)基流控制，不能忽視其自然本底特點(diǎn)，必須分河段區(qū)別對(duì)待。

3 尾閭湖泊生態(tài)特點(diǎn)

按照內(nèi)陸河生態(tài)完整性角度看，尾閭湖干涸是河流不健康的表現(xiàn)，但瑪納斯河也有其特殊性。自20世紀(jì)90年代至今，有很多專家學(xué)者對(duì)瑪納斯湖的演變歷史、干涸的原因、生態(tài)特征開展了持續(xù)深入的研究，研究空間范圍擴(kuò)展到整個(gè)盆地四周，研究時(shí)間跨度上溯到300年前，這些研究成果對(duì)流域治理面臨的生態(tài)問題思考具有啟發(fā)作用，簡(jiǎn)要?dú)w納為以下幾個(gè)方面：（1）瑪納斯河不是此湖唯一的源流。歷史上除瑪納斯河入湖之外，盆地南部的三屯河和呼圖壁河、西北部的達(dá)爾布迪克河、北部的烏倫古河甚至額爾齊斯河都曾經(jīng)是古瑪納斯湖（阿雅爾淖爾）的源流，受地殼運(yùn)動(dòng)、氣候變化和人類活動(dòng)影響，直到十九世紀(jì)末二十世紀(jì)初，才只剩下了瑪納斯河一條入湖河流[1]。所以說，瑪納斯湖區(qū)是準(zhǔn)噶爾盆地最低洼的地方，也是諸多河流的歸宿地，恢復(fù)瑪納斯湖的任務(wù)一旦提出，涉及范圍幾乎涵蓋盆地周邊所有綠洲經(jīng)濟(jì)區(qū)，不可不慎重。（2）瑪納斯湖隨氣候變化曾經(jīng)歷過多次的充盈至干涸變化過程。這是通過研究湖底沉積和湖岸生物殘留得出的結(jié)論，也就是說即使在農(nóng)耕規(guī)模不大的時(shí)期，只要?dú)夂蜃兓瘜?dǎo)致入湖水量變化，湖泊就相應(yīng)隨之變化，天然來水過程主導(dǎo)了湖泊水面大小。1999年是最新一次充水，當(dāng)年瑪納斯河出現(xiàn)五十年一遇洪水，年徑流量達(dá)到18.8億m3，是均值的1.5倍，上游用水沒有減少，但湖水面依然恢復(fù)到60 km2以上。所以僅靠人工干預(yù)維持某個(gè)規(guī)模穩(wěn)定水面的想法，不符合自然規(guī)律。（3）瑪納斯湖是一個(gè)游移湖。受地殼運(yùn)動(dòng)和河流沖淤變化影響，湖區(qū)的核心位置多次變遷，最近一次是1915年瑪河改道向東進(jìn)入現(xiàn)在的湖區(qū)位置。1999年洪水入湖，形成的水面重心也主要在小拐以下河段，到達(dá)老湖區(qū)的水量有限。所以，如果作為保護(hù)目標(biāo)，確定湖區(qū)位置和邊界范圍都將很困難。（4）研究證明，水土開發(fā)直接影響湖泊狀態(tài)，但流域生態(tài)環(huán)境總體向好。研究人員查到了1863年清代北疆昌吉至瑪納斯縣一帶耕地面積達(dá)到6.33 萬hm2時(shí)的湖面范圍，發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時(shí)湖面已大幅度萎縮，瑪納斯河水利志記載建國(guó)初期湖面尚有500多km2。此后流域屯墾快速發(fā)展，上游陸續(xù)新建了大量水利工程特別是平原水庫，逐漸形成石河子等人口聚集區(qū)和諸多工礦企業(yè)，以人工綠洲為主的新生態(tài)環(huán)境格局逐漸形成。1962年灌溉面積達(dá)到17.67萬hm2時(shí)，瑪納斯湖再次完全干涸。本次干涸得到了人們持續(xù)的關(guān)注，綠洲生態(tài)與自然生態(tài)合理邊界的爭(zhēng)論與研究一直在持續(xù)，特別是近年來借助衛(wèi)星遙感影像資料的對(duì)比分析成果表明，人工綠洲成長(zhǎng)與天然植被退化都存在，但流域植被覆蓋度總體增加，是人與自然和諧共生狀態(tài)[2]。（5）瑪納斯湖區(qū)生態(tài)需要繼續(xù)深入研究。通過對(duì)湖區(qū)周圍生態(tài)環(huán)境的實(shí)地考察發(fā)現(xiàn)，湖盆內(nèi)部廣布鹽礦，根據(jù)有跡可見的湖岸高程看，湖水最深僅0.8 m，礦化度很高，沒有發(fā)現(xiàn)魚類生長(zhǎng)跡象，水生植物甚至枯死的殘留根系都少有發(fā)現(xiàn)。在離開湖區(qū)一定距離，鹽生及沙生植物如梭梭等至今生長(zhǎng)良好，這些植被顯然是依靠稀少的天然降水生存的，與湖水關(guān)系不大。可見，降水量100～150 mm的瑪納斯湖區(qū)生態(tài)保護(hù)有其特殊性。

綜上所述，雖然湖泊作為濕地的生態(tài)學(xué)意義不容置疑，但因?qū)α饔虼蟮臅r(shí)間尺度下氣候變化規(guī)律的認(rèn)識(shí)有限，面對(duì)目前已形成的流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展局面，人們對(duì)恢復(fù)瑪納斯湖均持審慎的態(tài)度。

4 流域生態(tài)保護(hù)原則

通過對(duì)流域生態(tài)演變回顧和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展分析，在目前條件下，河流生態(tài)保護(hù)應(yīng)在尊重自然規(guī)律基礎(chǔ)上，建立明確的管控指標(biāo)，規(guī)范人的行為?；灸繕?biāo)是流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水總量不再增加，保證自然生態(tài)維持現(xiàn)狀不再退化。近期應(yīng)該遵循的生態(tài)保護(hù)原則是：第一要保證新疆裸重唇魚這一珍稀水生生物物種延續(xù)；第二要維持河谷林及近岸植被不退化，保證汛期河流連續(xù)性、枯水期關(guān)鍵河段不斷流；第三要保證下游河道多年平均輸水量不減少，盡量延長(zhǎng)1999年充盈的湖泊壽命。必須采取的強(qiáng)制性措施有：（1）肯斯瓦特水利樞紐工程建設(shè)必須在壩后同步新建魚類人工增殖站，在工程運(yùn)行壽命周期內(nèi)，持續(xù)實(shí)施人工繁育工作，對(duì)土著珍稀魚類進(jìn)行種群保護(hù)，每年放流數(shù)量不少于50萬尾。（2）肯斯瓦特水庫電站運(yùn)營(yíng)期間1臺(tái)10 MW的小機(jī)組24小時(shí)不間斷運(yùn)行，下泄生態(tài)基流不小于3.87 m3/s，并安裝生態(tài)流量在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證生態(tài)基流泄放。（3）流域灌溉面積21.09萬hm2不增加、地表水不增引。灌區(qū)通過推廣高新節(jié)水技術(shù)滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，保證夾河子水庫斷面多年平均下泄河道水量不低于6 556萬m3，維持1970—2006年期間的水平，并在庫后設(shè)置生態(tài)水量監(jiān)測(cè)斷面，由流域管理機(jī)構(gòu)監(jiān)督落實(shí)，保證下游河道和尾閭湖泊生態(tài)不退化。

5 下游生態(tài)水量控制合理性分析

根據(jù)1970—2006年夾河子水庫管理資料，發(fā)現(xiàn)37年是一個(gè)不連續(xù)的泄水過程，有許多年份沒有泄水記錄，而1999年當(dāng)年的下泄水量就達(dá)到6.39億m3，使瑪納斯湖再現(xiàn)于沙漠邊緣。經(jīng)不連續(xù)系列統(tǒng)計(jì)分析，多年均值為6 556萬m3，雖然僅占地表水量的5%，仍然具有極大的生態(tài)價(jià)值。

為滿足瑪納斯河流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定，解決防洪安全和水資源優(yōu)化配置問題，需要修建山區(qū)水庫，但建成后人類對(duì)瑪納斯河的水資源控制能力會(huì)更強(qiáng)，如果不采取有效管理，天然洪峰到達(dá)下游尾閭湖泊的概率會(huì)繼續(xù)下降。為此，水利和環(huán)保專家從現(xiàn)實(shí)可能性和遏制自然生態(tài)惡化必要性考慮，提出流域水資源管理及工程調(diào)度運(yùn)行應(yīng)以此數(shù)據(jù)為剛性約束，并由流域機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)監(jiān)管。最近十年，此項(xiàng)指標(biāo)的約束效果很好，湖區(qū)至今仍然維持一定的水面面積。