第三次新疆科考:如何開展塔里木河流域水資源調(diào)查研究?
中新網(wǎng)新疆阿拉爾8月17日電 (記者 孫自法) 作為“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”建設(shè)核心區(qū),新疆塔里木河流域水資源本底及利用情況、存在問(wèn)題與未來(lái)趨勢(shì)等一直備受關(guān)注。正在推進(jìn)的第三次新疆綜合科學(xué)考察(新疆科考)任務(wù)中,就專門設(shè)置“塔里木河流域產(chǎn)/需水要素變化與水安全格局調(diào)查”項(xiàng)目及相關(guān)水資源課題,開展針對(duì)性調(diào)查和科學(xué)研究。
第三次新疆科考為何設(shè)置塔里木河流域水資源專項(xiàng)?其科考調(diào)研工作如何開展?最新取得哪些進(jìn)展和成果?后續(xù)有何規(guī)劃安排?中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所研究員、第三次新疆科考塔里木河流域水資源項(xiàng)目負(fù)責(zé)人段偉利近日在塔里木河干流源頭——新疆阿拉爾市肖夾克接受記者采訪,對(duì)這些話題進(jìn)行深度剖析和全面解讀。
為何設(shè)置塔里木河流域水資源科考專項(xiàng)?
段偉利研究員介紹說(shuō),塔里木河流域水資源包含阿克蘇河、喀什噶爾河、葉爾羌河、和田河、開都-孔雀河、迪那河、渭干-庫(kù)車河、克里雅河、車爾臣河等九大水系144條河流,干流(從肖夾克三源匯流處到臺(tái)特瑪湖)長(zhǎng)1321千米,是全球典型和中國(guó)最大的內(nèi)陸河流域(流域面積102萬(wàn)平方千米)、最長(zhǎng)的內(nèi)陸河,也是南疆五地州市1200余萬(wàn)人口的“母親河”。
作為山地-綠洲-荒漠復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),塔里木河流域降水稀少且蒸發(fā)強(qiáng)烈,2020年,塔里木河流域南疆區(qū)域水資源總量420.69億方,水源主要由高山區(qū)冰川積雪融水、中山帶森林降水和低山帶基巖裂隙水組成,冰川融水是和田河、葉爾羌河、阿克蘇河等源流河川徑流的重要水源。
段偉利指出,水資源是塔里木河流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的命脈與主導(dǎo)制約因素,塔里木河流域面臨的水安全問(wèn)題主要是氣候變化和人類活動(dòng)加劇了水資源不確定性與供需矛盾,成為塔里木河流域可持續(xù)發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展的“瓶頸”。
同時(shí),塔里木河流域當(dāng)前水資源監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)也存在一些問(wèn)題,包括監(jiān)測(cè)站點(diǎn)較少,尤其是高海拔地區(qū);水文站點(diǎn)分布在九大支流和塔河干流,其他支流較少;高寒區(qū)冰川積雪凍土評(píng)估不確定性大等。塔里木河流域現(xiàn)有數(shù)據(jù)資料與成果難以滿足新時(shí)期經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)家重大戰(zhàn)略布局的水資源安全需求。因此,第三次新疆科考專門設(shè)置塔里木河流域水資調(diào)查專項(xiàng),以建立該流域近30年水資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、闡明流域水資源變化及未來(lái)預(yù)估的變化格局,為“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”核心區(qū)建設(shè)和水資源優(yōu)化、高效利用,以及服務(wù)當(dāng)?shù)鼐G色高質(zhì)量發(fā)展提供決策支持。
塔里木河流域水資源科考聚焦哪些內(nèi)容?
段偉利認(rèn)為,基于塔里木河流域水資源科考的迫切性和特殊性,其科考內(nèi)容主要聚焦解決產(chǎn)水、耗水和需水評(píng)估等核心問(wèn)題:一是產(chǎn)水,山區(qū)來(lái)水不確定性;二是耗水,農(nóng)業(yè)用水超90%;三是需水,生態(tài)用水合理評(píng)估;四是流域可持續(xù)發(fā)展,水資源未來(lái)利用戰(zhàn)略。
他說(shuō),根據(jù)上述核心問(wèn)題,塔里木河流域水資源科考主要分解成以下幾項(xiàng)任務(wù):科考查明山區(qū)冰川、凍土等水文水資源要素變化,解析評(píng)估對(duì)區(qū)域水系統(tǒng)安全的影響;科考查明流域河流變遷以及湖泊濕地變化,解析評(píng)估對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響;科考查明變化環(huán)境下流域地表和地下水資源演變,解析區(qū)域水資源安全狀況;科考查明水利工程現(xiàn)狀和運(yùn)行效率,解析評(píng)估水利工程戰(zhàn)略性布局方案;科考查明“三生”(生產(chǎn)、生活、生態(tài))用水與水資源承載力,解析評(píng)估水資源優(yōu)化與高效利用,并解析評(píng)估塔里木河流域未來(lái)水資源利用戰(zhàn)略及其路線圖等。
依據(jù)任務(wù),塔里木河流域水資源科考共設(shè)置以下主要課題:通過(guò)點(diǎn)-線-面監(jiān)測(cè)和空-天-地一體化調(diào)查,在水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水循環(huán)方面,包括“流域山區(qū)關(guān)鍵水文水資源要素調(diào)查及影響評(píng)估”“流域水系、湖泊濕地、洪旱災(zāi)害調(diào)查及生態(tài)環(huán)境影響”“流域水文水資源調(diào)查及水資源安全評(píng)估”等課題;通過(guò)人水關(guān)系調(diào)查與評(píng)估、關(guān)鍵區(qū)域調(diào)查與評(píng)估,在水利用、水影響、水潛力、水配置方面,包括“流域水利工程調(diào)查及供水安全評(píng)估”“流域水資源承載能力與生態(tài)需水調(diào)查評(píng)估”等課題;根據(jù)戰(zhàn)略需求與發(fā)展、未來(lái)發(fā)展路線圖,在水未來(lái)、水戰(zhàn)略、水路徑方面設(shè)置“變化環(huán)境下流域水資源可持續(xù)利用調(diào)查評(píng)估與水安全戰(zhàn)略路徑”課題。
段偉利表示,全球變暖加劇水資源不確定性,加大經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展(生產(chǎn)生活用水)和生態(tài)用水的矛盾。他希望通過(guò)第三次新疆科考塔里木河流域水資源專項(xiàng)實(shí)施,摸清流域水資源本底情況及其利用“基線”,探明流域水資源高效利用“上線”,評(píng)估預(yù)測(cè)流域未來(lái)水資源發(fā)展變化趨勢(shì),繪制服務(wù)當(dāng)?shù)乜沙掷m(xù)發(fā)展、高質(zhì)量發(fā)展“路線圖”。同時(shí),通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目,期待培養(yǎng)一批長(zhǎng)期扎根邊疆的青年科技人才隊(duì)伍。
慕士塔格峰冰川野外科考有何進(jìn)展?
段偉利說(shuō),慕士塔格峰是第三次新疆科考塔里木河流域水資源專項(xiàng)課題——“流域山區(qū)關(guān)鍵水文水資源要素調(diào)查及影響評(píng)估”當(dāng)中的重點(diǎn)調(diào)查區(qū)域,2023年6月,對(duì)其開展的“帕米爾高原慕士塔格峰冰川野外科學(xué)考察”,由中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院、中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所和中國(guó)氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所組建綜合科考隊(duì)正式啟動(dòng)實(shí)施,科考隊(duì)還聯(lián)合新疆維吾爾自治區(qū)自然資源廳測(cè)繪科學(xué)研究院、慕士塔格峰所在地喀什地區(qū)塔什庫(kù)爾干塔吉克自治縣氣象局共同開展野外工作,科考內(nèi)容覆蓋冰川、測(cè)繪、氣象及水資源等多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域。
他指出,過(guò)去幾十年來(lái),全球山地冰川總體處于持續(xù)退縮狀態(tài),但由于區(qū)域氣候與地形的差異,冰川退縮幅度具有區(qū)域差異性,其中,國(guó)外科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)近40年來(lái)慕士塔格峰冰川面積、物質(zhì)等變化微小,基本處于準(zhǔn)平衡狀態(tài),被學(xué)界稱為“帕米爾高原(冰川)異常”現(xiàn)象。
不過(guò),不同衛(wèi)星遙感研究結(jié)果存在差異,當(dāng)前帕米爾高原冰川研究多基于遙感數(shù)據(jù),且不同數(shù)據(jù)源、不同研究者得出的結(jié)論并不一致,關(guān)鍵性的地面考察此前長(zhǎng)期匱乏。因此,“帕米爾高原(冰川)異?!笔欠翊_有其事是當(dāng)前冰川學(xué)研究亟待解決的熱點(diǎn)問(wèn)題,也是第三次新疆科考中塔里木河水資源專項(xiàng)需要明確的關(guān)鍵問(wèn)題。
段偉利介紹說(shuō),海拔7509米的慕士塔格峰及其聯(lián)袂而立的姊妹峰公格爾峰、公格爾九別峰是中國(guó)境內(nèi)帕米爾高原的三座標(biāo)志性高峰,也是葉爾羌河重要支流塔什庫(kù)爾干河的關(guān)鍵水源。本次慕士塔格峰冰川科考選擇該區(qū)域代表性冰川——慕士塔格峰16號(hào)冰川作為研究對(duì)象,其冰川面積5.8平方千米、冰川長(zhǎng)度7720米、最高海拔6992米、最低海拔4650米??瓶缄?duì)在距離慕士塔格峰16號(hào)冰川約2千米多的舊游客中心建立考察營(yíng)地,開展為期一個(gè)月的實(shí)地考察,考察任務(wù)主要包括冰川物質(zhì)平衡觀測(cè)、冰川厚度/儲(chǔ)量觀測(cè)、冰川表面地形掃描、冰川末端變化觀測(cè)、冰川表面無(wú)人機(jī)航測(cè)、冰川區(qū)氣象觀測(cè)。
目前,慕士塔格峰冰川科考已收獲多項(xiàng)初步進(jìn)展:一是探地雷達(dá)厚度觀測(cè)首次獲取到帕米爾高原慕士塔格峰16號(hào)冰川的厚度及冰下地形信息,慕士塔格冰川主流線最深處約106米,橫剖面最深處約110米,為評(píng)估冰川變化引發(fā)的水文水資源效應(yīng)奠定基礎(chǔ);二是地基三維激光掃描獲取冰川表面高精度地形信息,為開展大地測(cè)量法冰川物質(zhì)平衡評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù);三是冰川末端變化方面積累冰川末端到標(biāo)志點(diǎn)距離,結(jié)合后續(xù)觀測(cè),可從實(shí)地給出慕士塔格冰川末端退縮信息。同時(shí),也對(duì)冰川邊界進(jìn)行實(shí)地GPS打點(diǎn)定位,可用于衛(wèi)星遙感解譯的驗(yàn)證。
段偉利表示,慕士塔格峰冰川科考因野外考察剛剛完成不久,很多調(diào)查觀測(cè)數(shù)據(jù)尚待后續(xù)處理,相關(guān)分析研究工作也將陸續(xù)展開。慕士塔格峰冰川科考的下一步計(jì)劃,是在慕士塔格峰冰川建立野外觀測(cè)研究基地,通過(guò)地面定期、持續(xù)的長(zhǎng)時(shí)間實(shí)地觀測(cè),查明新疆帕米爾高原冰川物質(zhì)平衡變化過(guò)程及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制,并為塔里木河源頭研究和印證“帕米爾高原(冰川)異?!爆F(xiàn)象提供高分辨率地面觀測(cè)資料。(完)