市區(qū)水資源與水環(huán)境問題研究

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水資源既是基礎(chǔ)性的自然資源，又是戰(zhàn)略性經(jīng)濟(jì)資源，是生態(tài)環(huán)境中的控制要素，在經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中具有重要的戰(zhàn)略地位。近年來，烏魯木齊市水資源總量衰減、水污染加劇、用水大肆浪費(fèi)等現(xiàn)象，已經(jīng)嚴(yán)重的制約了烏魯木齊市社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。而在西部大開發(fā)的背景下，烏魯木齊市又不能停下發(fā)展的步伐，其城市建設(shè)規(guī)模還在逐步擴(kuò)大、工業(yè)化進(jìn)程也在不斷加快，這勢必又會給水資源本來就十分緊缺的烏魯木齊市帶來更為尖銳的用水矛盾。因此，重新認(rèn)識了解烏魯木齊市水資源與水環(huán)境存在的問題，是合理分配、利用水資源，走可持續(xù)發(fā)展道路的重中之重。

1烏魯木齊市水資源與水環(huán)境概況

1．1烏魯木齊市水資源概況

水資源是地處內(nèi)陸干旱區(qū)的烏魯木齊市最寶貴的資源。烏魯木齊市多年平均降水量256mm，蒸發(fā)量2800mm，地表水資源總量約為10．290×108m3，地下水資源量為4．883×108m3，地表水、地下水重復(fù)計算量約為4．491×108m3。烏魯木齊生產(chǎn)生活用水，以冰川融水、地表徑流和地下徑流等三種來源為主，其補(bǔ)給來源以降水為主，降水的變化直接影響水資源總量的變化。烏魯木齊市河流均系內(nèi)陸河，共有河流46條，分別屬于烏魯木齊河、頭屯河、白楊河、阿拉溝、柴窩堡湖5個水系。區(qū)內(nèi)河流特點(diǎn)明顯，河道短而分散，源于山區(qū)，以冰雪融水補(bǔ)給為主，水量季節(jié)變化大，散失于綠洲或平原水庫中;區(qū)內(nèi)冰川資源十分可觀，主要分布在烏魯木齊河、頭屯河上游的天格爾山以及東部的博格達(dá)山，永久性積雪面積164km2，冰川儲量73．9×108m3，年均消融量1．23×108m;地下水資源比較豐富，按水文地質(zhì)單元可劃分為達(dá)坂城—柴窩堡洼地、烏魯木齊河谷和北部傾斜平原3個區(qū)，形成地下水儲存的良好環(huán)境。

1．2烏魯木齊市水環(huán)境概況

根據(jù)水域的不同使用功能，烏魯木齊市劃分出了不同的水環(huán)境功能區(qū):特殊保護(hù)區(qū)、飲用水源保護(hù)區(qū)、準(zhǔn)水源保護(hù)區(qū)、工業(yè)用水區(qū)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)和漁業(yè)養(yǎng)殖水域，其地面水環(huán)境質(zhì)量考核指標(biāo)執(zhí)行相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。烏魯木齊水環(huán)境總體情況良好，只是作為飲用水水源的水磨河源頭區(qū)，漁業(yè)養(yǎng)殖用水的柴窩堡湖，以及水磨河下游農(nóng)業(yè)用水區(qū)域部分指標(biāo)達(dá)不到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，造成局部功能區(qū)水質(zhì)尚不能完全達(dá)標(biāo)。

2烏魯木齊市水資源存在的問題

2．1水資源量短缺

烏魯木齊市水資源存在“先天匱乏，后天超采”現(xiàn)象。烏魯木齊市的水源主要有冰川融水、地表徑流和地下徑流等不同形態(tài)。2013年全市水資源總量為10．682×108m3，其中地表水資源量約為10．290×108m3、地下水資源量約為4．883×108m3，地下水重復(fù)計算量約為4．491×108m3。按烏魯木齊市335×104常住人口計算(據(jù)第六次人口普查和2012年公安人口年報資料測算)，烏魯木齊市人均水資源量約為319m3，不足全國人均水資源量的七分之一，遠(yuǎn)低于全國人均水平，更低于國際公認(rèn)的人均1000m3的水平，屬于極度缺水地區(qū)，是典型的資源性缺水城市。隨著城市社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口數(shù)量增加、氣候等因素的影響，水資源缺乏的情況還在日益加重。1958年以來，烏魯木齊河源頭一號冰川消融速度加快，面積大幅縮減，雪線每年以4～8m的速度退縮。烏魯木齊河來水整體呈現(xiàn)減少趨勢，2012年和2001年相比，來水量由2．398×108m3，減少至1．880×108m3，10年間來水量減少21．6%。

2．2河流縮短、湖泊干涸、水質(zhì)鹽化

多年以來，為保障各行各業(yè)需水要求，在加大對地表水開發(fā)利用的同時，大量超采利用地下水，已引發(fā)了河道斷流、湖面萎縮、地下水位下降、水質(zhì)劣變等問題，導(dǎo)致水生態(tài)環(huán)境惡化，局部地區(qū)生態(tài)平衡已開始遭到破壞。昔日流經(jīng)烏魯木齊市區(qū)的河道已干涸，河床已建成河灘公路;東道海子現(xiàn)已干涸;柴窩堡湖水位下降，含鹽量也逐年遞增，礦化度、硬度呈上升趨勢，照此下去，柴窩堡湖將會變成小鹽湖。

2．3水資源開發(fā)利用程度高，利用率趨于極值

據(jù)統(tǒng)計，2013年烏魯木齊可利用水資源總量為10．682×108m3，當(dāng)年實(shí)際用水總量已達(dá)12．08×108m3，其中，工業(yè)用水2．55×108m3，城市用水2．19×108m3，農(nóng)業(yè)用水7．34×108m3。據(jù)測算，該市水資源開發(fā)利用率(區(qū)域用水量占水資源可利用總量的比率)為113%。國際上一般認(rèn)為，對一條河流的開發(fā)利用不能超過其水資源量的40%，該市的水資源開發(fā)利用率已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國際公認(rèn)的40%的合理限度。

2．4水資源利用率低

水資源利用率低的問題廣泛存在于烏魯木齊市的各行各業(yè)。烏魯木齊市的農(nóng)業(yè)灌溉量占全年用水的60%有余，而農(nóng)業(yè)用水的利用系數(shù)就全國而言也只有0．4左右，發(fā)達(dá)國家的利用系數(shù)一般在0．7左右。烏魯木齊市工業(yè)用水水平較低，該市用水量較大的行業(yè)主要有:火電、鋼鐵、化工、建材、紡織、食品等。根據(jù)調(diào)查，規(guī)模較大的工業(yè)企業(yè)，工業(yè)設(shè)備較先進(jìn)，對節(jié)水工作比較重視，但是一些中小企業(yè)和老企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模較小，生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)工藝落后，用水管理不完善，造成水資源浪費(fèi)。2013年全市工業(yè)用水為2．55×108m3，工業(yè)用水重復(fù)率約為40%，而發(fā)達(dá)國家為75%～80%，萬元工業(yè)產(chǎn)值用水約為31．7m3，是發(fā)達(dá)國家的5倍左右。居民生活用水總量增加，節(jié)水意識缺乏。隨著城市的發(fā)展、人口的增長，該市生活用水量也逐年增加，國際上平均一個家庭一年綜合用水在150～180m3之間。依據(jù)烏魯木齊市2012年用水情況分析，該市每個家庭每年平均用水170m3，此項(xiàng)指標(biāo)與該市資源性缺水城市情況極不相符，造成水資源浪費(fèi)。

2．5地下水超采嚴(yán)重

烏魯木齊市地下水超采嚴(yán)重。根據(jù)2012年對烏魯木齊市1800km2地下水位監(jiān)測區(qū)實(shí)測，地下水總體呈負(fù)均衡狀態(tài)，柴窩堡盆地廣大地區(qū)及北部礫質(zhì)平原米泉大部分地區(qū)約1302．48km2范圍內(nèi)，地下水位較2011年平均下降1．18m和1．68m。2012年年末地下水位與1980年年末相比，監(jiān)測區(qū)地下水水位以下降為主，柴窩堡盆地柴北水源地、柴西水源地周圍40km2范圍內(nèi)、北部礫質(zhì)平原米泉地區(qū)累計降幅分別為9．10m、6．63m、8．72m。至2010年，柴窩堡水源地已經(jīng)形成87．68km2的漏斗區(qū)，柴窩堡湖面面積減少了近10km2。烏拉泊水源地五道溝泉水輸入烏拉泊水庫的總水量2012年減少到3600×104m3。2012年該市城市用水中，近45%來源于地下水，引用地下水量較2002年增加了4339×104m3，增幅達(dá)45%。目前烏魯木齊市超采地下水資源量為1．2×108m3左右。由于對地下水的超量開采，形成了區(qū)域性的水位降落漏斗，改變了地下水的水動力條件，加大了水力坡度，從而誘導(dǎo)區(qū)域嚴(yán)重污染的地下水補(bǔ)給至開采區(qū)，使開采區(qū)地下水硬度、NO－3－N、SO42－、Cl－升高，地下水水質(zhì)惡化。

2．6水資源調(diào)節(jié)能力不足，缺乏山區(qū)水量調(diào)蓄工程

烏拉泊水庫和紅雁池水庫是烏魯木齊的主要水庫工程，這兩個水庫均位于烏魯木齊河中上游出山口以下，其防洪、調(diào)蓄能力有限，汛期須控制在防洪限制水位以下運(yùn)行，造成汛期不能蓄水，汛后又無水可蓄局面，使原本就緊缺的水資源供需矛盾變得更加尖銳。

2．7用水結(jié)構(gòu)不合理，農(nóng)業(yè)用水效率和效益不高

大農(nóng)業(yè)用水在國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)中所占比例過高，但是產(chǎn)出回報效益低，且大部分灌溉水利用系數(shù)不高，水資源利用效率較低。烏魯木齊市部分地區(qū)農(nóng)田建設(shè)不配套，渠系老化破損利用率低，使得農(nóng)業(yè)田間灌溉技術(shù)推廣難度大。烏魯木齊市農(nóng)業(yè)主要集中在青年渠灌區(qū)與和平渠灌區(qū)，灌溉方式以大水漫灌為主，水資源利用系數(shù)僅為45%。該市2013年農(nóng)業(yè)用水為7．34×108m3，達(dá)全市用水60%以上，現(xiàn)在大部分農(nóng)田灌溉仍然采用大水漫灌的方式，這種方式導(dǎo)致水資源大量浪費(fèi)，據(jù)統(tǒng)計2013年農(nóng)田灌溉耗水量為4．46×108m3，耗水率為77．9%。烏魯木齊流域水資源缺乏統(tǒng)一管理機(jī)構(gòu)，呈現(xiàn)“多龍管水”的局面。地表水、地下水、自來水、廢污水等都有各自的管理部門與機(jī)構(gòu)，既有水利部門負(fù)責(zé)，又有城市建設(shè)部門管理，還有環(huán)保監(jiān)測等部門。各部門各自為政、管理混亂，不僅無法適應(yīng)現(xiàn)代化科學(xué)管理的要求，而且還加劇了水資源供需平衡之間的矛盾以及區(qū)域、流域上下游之間的矛盾。

3烏魯木齊市水環(huán)境存在的問題

3．1水體污染嚴(yán)重

水體污染是烏魯木齊市水環(huán)境中最嚴(yán)重的問題，這也是可利用水資源量的減少和水生態(tài)環(huán)境惡化的原因。烏魯木齊市水環(huán)境的主要污染源是生活污水和農(nóng)業(yè)面源污染，其次是工業(yè)廢水。污染物主要是糞大腸菌群、總氮、化學(xué)需氧量、石油類、總磷和硫酸鹽等。污染特點(diǎn)是:農(nóng)業(yè)施用化肥、農(nóng)藥的殘留量超標(biāo);污水直接灌排，城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村雨水、污水合流，污染循環(huán)累積加劇，從而削弱河網(wǎng)、水體自凈和納污能力;污水處理能力有限，污水直接排放，對周圍環(huán)境造成污染。2013年烏魯木齊市污水排放總量1．896×108t，約40%未經(jīng)任何處理直接排入地下或湖庫。烏魯木齊河、水磨河、烏拉泊水庫、紅雁池水庫及柴窩堡湖等主要的河湖水質(zhì)均受不同程度的污染。監(jiān)測的30座湖庫中，Ⅳ類水質(zhì)以上的湖庫占到了56．7%;地下水監(jiān)測區(qū)水質(zhì)多數(shù)屬Ⅳ類以上水質(zhì)。

3．2污水處理能力低，再生水未得到充分有效的利用

污水處理是為了使污水達(dá)到排水某一水體或再次使用的水質(zhì)要求而對污水進(jìn)行凈化的過程。污水處理能力，很大程度上影響著一個城市的水資源利用效率，而烏魯木齊市由于污水處理工藝技術(shù)較落后和經(jīng)濟(jì)等方面的原因，一些污水處理廠處理后的污水還不能保證持續(xù)達(dá)標(biāo)排放，還有一些企業(yè)只顧眼前利益對污水處理和排放工作不夠重視，使得該市目前污水處理工作效果并不理想。此外，再生水利用效率低，也是當(dāng)前急需解決的問題，資料顯示2012年烏魯木齊市再生水資源為1．7×108m3，而全市再生水利用量為7000×104m3，僅占再生水資源的41．2%。

3．3烏魯木齊河發(fā)源地一號冰川存在的問題

天山一號冰川距離烏魯木齊市區(qū)西南約120km，海拔3800～4000m，屬于天格爾山北烏魯木齊河的河源區(qū)，是烏魯木齊河的源頭。其周圍分布著大小76條現(xiàn)代冰川。近年來，受地球氣候變暖影響，一號冰川一直處于退縮狀態(tài)，據(jù)觀測資料顯示，在1962－2014年的53年間，其面積從1．95km2減少至1．62km2，減少了16．9%。冰川末端退縮加劇，自1960年觀測數(shù)據(jù)以來，平均每年退縮4．5m;1993年，天山一號冰川分裂為兩條各自獨(dú)立的冰川，這之前其末端共退縮近137m，平均每年退縮近4．5m;分裂后的10年內(nèi)，西支又退縮近60m，東支退縮約35m，西支退縮速度達(dá)到歷史最高紀(jì)錄，損失總量約為1838×104m3。從1959～2010年，冰川厚度減薄，共計減薄約15m。冰川融水在地勢平緩地段形成濕地，且有升高趨勢。20世紀(jì)80年代以來的快速升溫，使一號冰川退縮加劇。升溫引起冰川消融對水資源的影響具有不可持續(xù)性。在冰川加速消融的前期，河川徑流量增加，而在冰川儲量下降到一定規(guī)模后，河川徑流反而減少。除了全球氣候變暖，人為因素也冰川融化加劇的主要因素。近30年來，一號冰川附近的區(qū)域人為活動日趨頻繁。工礦企業(yè)和運(yùn)輸車輛排放的溫室氣體和污染物氣溶膠與該區(qū)頻繁發(fā)生的沙塵結(jié)合在一起，在冰川表面大量沉降，降低了冰面的反照率，提高了冰川對輻射能量的吸收率，從而加劇了冰川的消融。

4烏魯木齊市水資源與水環(huán)境問題的對策

(1)完善流域管理與行政區(qū)域管理相結(jié)合的水資源管理體制，明確規(guī)定流域管理機(jī)構(gòu)和區(qū)域水行政主管部門之間在流域用水總量控制、水資源調(diào)度、地下水管理與保護(hù)等方面的責(zé)權(quán)劃分。

(2)全面貫徹落實(shí)《烏魯木齊水資源管理?xiàng)l例》，建立健全水資源管理法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系，做到依法管水、治水，同時加強(qiáng)執(zhí)法力度，做到執(zhí)法必嚴(yán)，違法必究。

(3)重視中水資源的利用，鼓勵優(yōu)先使用中水資源。中水利用是再生利用水的主要形式，是緩解城市水資源緊缺的有效途徑，是開源節(jié)流的重要措施。中水利用在城市水資源規(guī)劃中占有非常重要的地位，并且具有非?？捎^的經(jīng)濟(jì)價值。在對健康無影響的情況下，中水利用可以為我們提供新的水源，于此同時，中水利用減少了新鮮自來水用量，節(jié)約了凈水資源，并且減少污水排放量，對水環(huán)境保護(hù)十分有利。

(4)全面推進(jìn)節(jié)水型社會建設(shè)。加大宣傳力度，提高全民節(jié)水意識。在生活上，通過節(jié)水宣傳教育，改變以往的生活用水習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)生活節(jié)水;在工業(yè)上，通過改善生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)工藝，提高用水管理水平以及工業(yè)用水的重復(fù)利用率，實(shí)現(xiàn)城市工業(yè)節(jié)水;在農(nóng)業(yè)上，大力推行先進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)，以減少在灌溉過程中水的流失以及田間滲漏，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水。同時建立以經(jīng)濟(jì)手段為主的節(jié)水機(jī)制，不斷提高水資源的利用效率。

(5)建立和完善水價及水費(fèi)制度。研究表明，水價提高10%，將使家庭用水降低3%～7%。通過推進(jìn)水價改革，建立烏魯木齊市水資源狀況聯(lián)系更加緊密的水價體制，按經(jīng)濟(jì)規(guī)律核定供水價格，實(shí)行新水新價，超用水加價，水費(fèi)保值等辦法，逐步提高城市各類用水價格，發(fā)揮水價對水資源優(yōu)化配置和可持續(xù)利用的經(jīng)濟(jì)杠桿作用，來促進(jìn)水資源的節(jié)約利用，高效利用，用經(jīng)濟(jì)手段促進(jìn)節(jié)水。

(6)建立水權(quán)制度。積極開展水權(quán)及其分配、轉(zhuǎn)讓、出售等水權(quán)問題及配套制度的研究，按照水源地優(yōu)先、用水效率和用水效益優(yōu)先、投資能力優(yōu)先、用水現(xiàn)狀優(yōu)先的原則，合理分配各類用水的水權(quán)、流域內(nèi)與區(qū)域內(nèi)的水權(quán)。

(7)壓縮農(nóng)業(yè)用水，建設(shè)節(jié)水農(nóng)業(yè)。首先，在水資源總量稀缺的情況下，合理發(fā)展灌溉農(nóng)業(yè)，在提高和穩(wěn)定產(chǎn)量的前提下，必須控制開墾農(nóng)田面積，逐步適度地壓縮灌溉農(nóng)田面積。其次改善農(nóng)業(yè)灌溉方式，采取節(jié)水灌溉模式如滴灌、噴灌等，提高灌溉水利用系數(shù);最后，加快灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程的建設(shè)，提高渠道的防滲率。同時調(diào)整農(nóng)業(yè)用水水價，促進(jìn)建設(shè)節(jié)水灌溉模式的形成。

(8)合理開發(fā)利用區(qū)域內(nèi)地下水資源，調(diào)整地下水開采布局，可持續(xù)利用地下水。采取限采、禁采措施，盡快使地下水采補(bǔ)平衡。對地下水超采嚴(yán)重的地區(qū)要禁采或者逐步對區(qū)域內(nèi)地下水嚴(yán)重超采的地區(qū)以及柴窩堡水源地實(shí)行限采和停采等措施，并調(diào)整工業(yè)自備井、農(nóng)業(yè)自備井的開采。完善地下水監(jiān)測站網(wǎng)，及時準(zhǔn)確掌握地下水水質(zhì)、水位動態(tài)變化，以及地下水開發(fā)引起的環(huán)境地質(zhì)問題。

(9)實(shí)施排污審查制度，加強(qiáng)入河排污口的監(jiān)督管理。建立保護(hù)水資源和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境補(bǔ)償機(jī)制，按照“誰污染、誰付費(fèi)”，“誰破壞、誰補(bǔ)償”的原則，對造成嚴(yán)重污染的企業(yè)不僅要負(fù)責(zé)治理，承擔(dān)治理費(fèi)用，還應(yīng)交納保護(hù)水資源和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境的補(bǔ)償費(fèi)。

(10)嚴(yán)格按照新疆自治區(qū)環(huán)境保護(hù)廳劃分的天山一號冰川保護(hù)區(qū)的范圍對一號冰川進(jìn)行保護(hù)，并完善相關(guān)管理制度，避免人為因素對其造成進(jìn)一步破壞。

作者：欒風(fēng)嬌 周金龍 賈瑞亮 李巧 單位：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院 中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所