辜天军
摘 要：该文利用乌鲁木齐柴窝堡湖2019年水质监测数据和近年来水资源数据，采用地表水环境质量评价办法，系统分析了柴窝堡湖水资源、水环境和水生态状况和存在問题。结果表明：城市生活和农业生产用水增加造成柴窝堡湖面积萎缩、水位下降和水资源减少;2019年柴窝堡湖水质为重度污染，湖泊营养状态属于轻度富营养级;柴窝堡湖水生生态结构脆弱，生态服务功能差。基于此，该文解决水生态环境问题提出了建议和对策。
关键词：柴窝堡湖 水资源 水环境 水生态
中图分类号：X52 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）06（c）-0167-03
The Water Eco-environmental Problems and Management Countermeasures of Chaiwopu Lake in Urumqi
GU Tianjun
（Office of the Third Ecological Environment Inspector of Xinjiang Ecological Environment Department， Urumqi， Xinjiang Uygur Autonomous Region， 830063 China）
Abstract： based on the water quality monitoring data of Chaiwopu Lake in Urumqi in 2019 and water resources data in recent years， and using the surface water environment quality evaluation method， this paper systematically analyzes the water resources， water environment and water ecology status and existing problems of Chaiwopu lake. The results show that the increase of water for urban life and agricultural production leads to the shrinkage of Chaiwopu Lake area， the decline of water level and the reduction of water resources. In 2019， the water quality of Chaiwopu lake is seriously polluted， and the nutritional status of the lake belongs to mild eutrophication level. The aquatic ecological structure of Chaiwopu lake is fragile and the ecological service function is poor. Finally， some suggestions and countermeasures are put forward to solve the problems of water ecological environment.
Key Words： Chaiwopu Lake; Water resources; Water environment; Water ecology
柴窝堡湖位于欧亚大陆腹地新疆乌鲁木齐达坂城区，流域为典型温带大陆性干旱气候，年均气温5.0 ℃，年降水量64 mm，年蒸发量2 716 mm，蒸发量明显大于降水量[1]。柴窝堡湖南北两侧均为强烈上升的褶皱断块山地，北侧博格达山最高处达5 445 m，为流域最高点，南侧伊连哈比尔尕山，最高处海拔4 483 m[2]。由于流域降水减少，地下水开发利用过度，湖泊水位出现快速下降，湖泊不断萎缩。裸露的干涸湖床含有大量的细颗粒物质，在大风的作用下，容易形成沙尘天气，流域生态环境脆弱[3-5]。
在区域经济发展，水资源需求不断增加和气候变暖背景下，作为乌鲁木齐生态屏障，柴窝堡湖面临着水量减少、水质下降和水环境生态系统退化的风险。该研究利用近年来柴窝堡湖水资源、水环境质量和水生态等方面的数据资料，分析了柴窝堡水资源、水环境和水生态现状及存在问题和成因，提出了相关管控措施建议，以期为柴窝堡湖生态环境保护提供科学技术参考。
1 数据资料与评价方法
为了解柴窝堡湖水质状况，收集整理了2019年湖东北、湖东南两个监测点位水质监测数据，来源于乌鲁木齐市生态环境局，监测项目包括水温、pH、溶解氧、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷、总氮、氟化物、铜、锌、石油类、阴离子表面活性剂和硫化物等。柴窝堡湖水资源数据来源于乌鲁木齐柴窝堡湖国家湿地公园管理处和相关文献。水质评价和综合营养指数计算根据《地表水环境质量评价办法（试行）》中的评价方法，各水质类别划分采用《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）。
2 结果与分析
2.1 柴窝堡湖水资源现状与主要问题
柴窝堡湖为封闭型的山间集水洼地湖泊。由于湖区年蒸发量远大于年降水量，湖泊水量主要来自山区地表径流和地下水渗流补给。地表径流主要来自天山博格达山南坡的白杨沟、三个山沟、柳树沟和苏拉夏沟等4条季节性河流以及天山喀拉乌成山北坡的乌什城沟、张家沟和小东沟等地表水体。受季节性冰雪融水影响，河流入湖水量少并且呈季节性变化，其入湖水量占柴窝堡湖补给水源的比例低。由大气降水和冰雪融水形成的地下径流从四周汇入柴窝堡湖，是柴窝堡水量的最重要来源，占入湖水量补给的90%以上[6]。流域南北两侧的山区降雨较为充沛，是区域地下水的补给区[7]。
湖泊水资源及水量的收支变化可以通过水位、水面面积的变化反映。柴窝堡湖面积在20世纪70年代中期至本世纪前10年基本稳定在29.5 km2左右[6]，2010年开始湖面面积出现萎缩，2013年急劇缩小，相比于历史平均面积缩小了52.3%。2014 年枯水期首次完全干涸，湖面面积缩小至6.97 km2，湖面水位下降了2～3 m。城市生活和农业生产用水消费量的增加，导致生态用水被挤占和自然补给水量减少，是造成柴窝堡湖水面面积萎缩、水位下降和水资源减少的重要原因。
位于柴窝堡湖区域的柴西和柴北两个水厂，为保障城市居民饮水，持续高强度开采湖区地下水，地下水资源开发利用过度。同时湖区域周边分布农业用机井，用于农田耕地、人工林地的浇灌，农灌水利用系数较低，水利用率较低。随着农田耕地和人工林地浇灌用水需求增加，都明显减少了柴窝堡湖入湖补给量，造成生态水位严重不足。自2017年以来，随着湖区周边农用机井关停、休耕农田补湖、种植生态防风林以及乌鲁木齐河分洪补湖等水资源恢复工程实施，柴窝堡湖水量补给持续增加，湖面面积持续扩大，至2020年达到20 km2左右。但与柴窝堡湖全年平均生态水位为1 093 m，对应湖面面积为29.5 km2，生态环境需水量（耗水量）为4 804.61×104 m3的目标相比，柴窝堡湖生态水量满足程度虽逐年增加，但尚未完全保障生态需水要求。
2.2 柴窝堡湖水环境质量状况与主要问题
柴窝堡湖是洼地型湖泊，受水位下降和水资源减少的重要影响，柴窝堡水体流动性减弱，交换能力不强，湖泊自净能力低，水环境容量小，易发生湖泊水质污染。2019年柴窝堡湖水质为重度污染，湖泊营养状态属于轻度富营养级。柴窝堡湖主要污染物指标为化学需氧量（COD）、五日生化需氧量（BOD5）和总磷（TP）（如表1所示），其中反映有机物污染的化学需氧量和五日生化需氧量超标达到4.3～5.2倍。湖水矿化度在升高，属强咸水。从空间分布看，湖东北、湖东南这两个监测点位的水质均为重度污染，水质状况差异不显着。柴窝堡湖水质污染的主要原因是自然补给水量锐减，导致湖水水位明显下降，蓄水量显着减少，湖泊自净能力变差，湖水中污染物逐渐浓缩富集所致，并不是入湖污染物的持续排入。
2.3 柴窝堡湖水生态状况与主要问题
柴窝堡湖水位和面积明显下降之前，柴窝堡湖浮游植物种类丰富，具有藻类植物92种，群落结构属于硅藻-绿藻-蓝藻型，夏秋季节进水区和岸边区浮游植物生长优势较为明显[8]。柴窝堡湖湖东区及湖北岸沿岸沼泽区的进水区及流水水坑中分布有新疆高原鳅和小体高原鳅等土著鱼类，存活状态差。主要原因是柴窝堡湖面积萎缩、水位明显下降，生态结构脆弱，湖泊水源涵养功能、生态服务功能差。目前，柴窝堡湖水位和面积都没有达不到最小生态水位和相应面积的要求，近年来柴窝堡湖的生态需水量满足程度为零。生态水位不足的主要原因是水资源配置不合理。由于地下水超采严重，柴窝堡湖补给量锐减，生态水位不足，湖水矿化度极高，造成水域生态环境恶化，水生生物栖息生境丧失，原有的水生生物种类消亡并出现向咸水种类演替的趋势，水生生态功能大幅度降低，湖区已不适宜水生生物栖息繁衍。
2.4 柴窝堡湖水生态环境问题的管控对策
随着湖泊水位下降，湖面面积减小，湖泊水质污染和周边地区土壤碱化、沙化、植被退化等水生态环境问题愈发突出，动植物资源锐减，水生生物多样性破坏，对区域社会经济发展产生了重要影响[9-12]。
2.4.1 水资源恢复与保障措施
继续实施柴窝堡湖周边农用机井关停、休耕农田补湖和乌鲁木齐河分洪补湖工程，持续增加柴窝堡湖水量补给，保障湖面面积持续增加，湖泊生态系统不断好转，生态水量得到保障。推进调水工程，为保护地下水资源，保障生态基流，推进头屯河和白杨河调水工程。逐年减少柴西和柴北水源地地下水开采量，依据经济发展规划，结合区域水资源开发利用现状和社会需求，进一步完善功能区划，满足水资源合理开发利用和对水域保护功能的要求，实现水域生态环境系统良性循环。
2.4.2 水环境质量保障与控制措施
持续增加柴窝堡湖水量，提高湖泊自净能力，有效降低污染物浓度。柴窝堡补给水源水质良好，柴窝堡湖水质恶化的主要原因是自然补给水量锐减，湖水水位明显下降，蓄水量显着减少，湖泊自净能力变差，污染物逐渐浓缩富集所致。要继续采取关停机井、休耕补湖和调水补湖等措施，持续增加柴窝堡湖水量补给，改善湖泊生态系统，提升湖泊自净能力。开展水环境监测工作，对柴窝堡湖水环境质量、水生态系统进行采样监测，及时掌握湖泊水环境质量变化，积极采取有效的水污染防治措施。
2.4.3 水生态保护与修复措施
针对柴窝堡湖水生生态系统完整性被破坏，生态结构脆弱，湖泊水源涵养功能、生态服务功能差的问题，须通过关停机井、休耕补湖和调水补湖等项目持续增加柴窝堡湖水量补给，保障湖面面积持续增加，水位上升，湖泊生态系统不断好转，生态水量得到保障。在柴窝堡湖流域干流、重要支流和附属水体，调查鱼类、底栖动物、水生植物、浮游生物等物种的组成、分布和种群数量，对水生生物受威胁状况进行全面评估，明确亟需保护的生态系统、物种和重要区域。建立水生生物多样性观测网络，掌握重要水生生物动态变化情况。加强湖岸带生态保护及修复，科学指导休耕农田土地修复，探索建立生态补偿机制，实现水资源、水环境和水生态问题逐步解决，生态环境质量逐步改善。
参考文献
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