乌拉泊水库五道沟水源地状况变化及其对策

张润杰，张 瀚

(1.新疆天山源水管理经营有限公司，新疆 乌鲁木齐 830049;2.天津农学院，天津 300384)

乌拉泊水库五道沟水源地状况变化及其对策

张润杰1，张 瀚2

(1.新疆天山源水管理经营有限公司，新疆 乌鲁木齐 830049;2.天津农学院，天津 300384)

乌拉泊水库五道沟水源地是乌拉泊水库的主要水源地，但随着社会经济的发展，水源地的环境状况、污染状况和来水状况都或多或少地发生了变化，针对其状况，进行调查、分析，探讨了该水源地的规划和对策。

乌拉泊水库;五道沟;水源地;变化;状况;对策;乌鲁木齐

1 前言

乌拉泊水库是乌鲁木齐市上游的一座中型水库，设计库容为7 000万 m3，随着经济的发展，该水库越来越成为一座城市供水水库。现在的确是乌鲁木齐市唯一的饮用地表水水源地［1］，年供应市区生活用水约1亿 m3，占全年生活用水的50% ～80%左右，水库水体如果发生变化，或被污染，或来水量减少，或失去饮用水源的功能，或浊度增加，都将会使全市发生极其严重的供水危机。

乌拉泊水库水的来源主要有三个方面［2］:其一，乌鲁木齐河在出山口处部分河水纳入青年渠，最终输入乌拉泊水库;其二，汛期时乌鲁木齐河的河道洪水直接流入乌拉泊水库;其三，五道沟泉水，乌拉泊水库以南1～2 km处，由于地质构造隆起，地下水受阻呈泉水溢出，东自某空军油库南的铁路西侧，西到乌鲁木齐市动物园繁育中心附近约7 km的间距内有267个泉眼，形成五道泉水沟。多年平均流量为1.53 m3/s，径流量为4 821.86万 m3/a，水量较稳定，是乌拉泊水库的最重要的水源之一(见表1)［3］。

表1 五道沟泉水历年径流量统计表

2 水源地变化状况

2.1 水源地地质、水文地质概况

2.1.1 地质概况

水源地位于北天山山前冲洪积倾斜平原。在大地构造上属北天山地向斜褶皱带的次一级构造单元柴窝堡中新生代凹陷。在中新世末至更新世末发生大幅度沉降，堆积了巨厚的松散沉积物，据物探推断，在沉降中心第四系厚度达800 m(见图1)，自南向北第四系厚度依次均匀递减，到乌拉泊水库附近基岩隆起，甚至出露地面，三葛庄隆起成为柴窝堡凹地与乌拉泊凹地地下水分水岭。根据新疆地矿局第一水文地质大队1983年在乌拉泊水库120°17 km处的凹陷内施工的深度502.34 m的W13勘探孔，第四系厚度为478.76 m，大部为较松散的粗颗粒砂砾石层。

图1 乌鲁木齐河流域地下水主要蓄水构造及地下水补、径、排示意图

2.1.2 水文地质概况

地下水的补给，径流和排泄条件。水源地的地下水主要接受来自南山的大西沟、沙沟、水西沟、庙尔沟、羊圈沟、大东沟、小东沟、半截沟等地表的渗入补给，为地下水最重要的补给源，来自山区基岩裂隙潜水和大气降水也占一定比例，总补给量为16 506万 m3/a(见表2)［4］

表2 水源地地下水补给量统计表

地下水受构造和地形控制，由南山山前向北径流，因含水层主要为透水性良好的砂砾石层，径流条件极好。地下水的排泄主要为地下侧向排泄，泉水溢出，潜水浅埋带的蒸发和人工开采等。

地下水类型及含水岩层的富水性。水源地位于柴窝堡中新生代凹陷西部的乌拉泊凹陷，大部分地区为单一的冲洪积砂砾石潜水含水层。在凹陷北部乌拉泊水库至柴窝堡湖有一宽3.5～8.0 km长约40 km的多层结构承压水和小面积自流水的含水层，水源地就位于该承压(自流)含水层的西端，面积约1 500 hm2，为地下水富集溢出带，由近300个泉水点溢出，汇集成五道泉水沟，总径流量达4 821.86万 m3/a，流量较稳定，年际变化很小(见表1)。

根据新疆地矿局第一水文地质大队1983年在乌拉泊水库SW2.5 km处施工的W17号孔，经主副孔抽水试验，单井单位涌水量1 983～2 142 m3/d·m。

乌鲁木齐河管理处1998年在位于乌拉泊水库SW约3 km处的甘河子调蓄水源地10口生产井进行的长达31天地大型群孔开采性抽水试验，单井涌水量为3 427～5 107 m3/d，推算单井涌水量为4 483～8 252 m3/d，渗透系数为28～118 m/d，影响半径为271～546 m，均证明为地下水强富水带。

2.1.3 地下水水化学特征

水源地地下水因补给，径流条件好，故水质普遍良好。地下水，泉水及水库水化学类型均为 HCO3－SO4－Ca或HCO3－SO4－Ca－Na型。总硬度及溶解性总固体皆很低，单从常量指标看为优良或良好生活饮用水(见表3)

表3 水源地总硬度和溶解性总固体表

根据水质分析结果，按照《地下水质量标准》(GB14848－93)［5］

进行评价，得出各单项组分评价值后，按公式(1)(2)计算出综合评价值F。

由所得F值，划定出地下水质量级别表，计算结果可以看出地下水，五道沟泉水和水库水水质按水化学成分常量指标均为优良和良好(见表4、表5、表6)。

表4 水质单项组分评价分值

表5 水质综合评价分级表

表6 水质综合评价结果表

2.2 水源地环境状况

乌拉泊水库周围边境，特别是五道沟水源地范围之内有较发达的人类经济活动，并且还有持续发展的趋势。

2.2.1 水库岸边村庄及奶牛场

水库西南岸距水库岸边不足1 km就有奶牛场，乌拉泊一队，二队和乌拉泊村学校，其中乌拉泊村一队和学校紧邻沟岸，还有水库西南岸1km左右的乌拉泊村三队，四队，常住居民69户，人口251人，耕地面积80.27 hm2，无任何供排水设备，产生大量未经任何处理的人畜粪便，生活垃圾，生活污水及农田中残余的农药、化肥等，都会对此处埋深很浅的(＜5 m)地下潜流产生污染，有的甚至直接排入泉水沟内，直接污染泉水，地下水和水库水。如不立即搬迁将会对水源造成严重污染。

2.2.2 某空军油库

某空军油库位于水库东南岸，第五道沟下游入水库处，有官兵负责管理，占地面积66.67 hm2，部队营房建在乌鲁木齐～艾维尔沟公路东侧，油库建在公路西侧，西边围墙距水库仅50 m。八十年代曾发生漏油事故，对水库水体已产生过污染，此后虽作了简单防护，但仍存在着漏油隐患，如输油管老化及恐怖袭击等人为因素，一旦发生油料泄漏，水库水体将遭受污染，对全市的生活供水将产生非常严重的影响。

另外，油库官兵生活污水，未经任何处理直接排入围墙外未加防渗措施的渗坑中，对地下水，泉水和水库水都会产生污染。

2.2.3 砖厂、鱼塘和砂场

水库以南五道沟水源地内及附近周边大量兴建砖厂，已建大小砖厂8座，其中4座在乌拉泊村一、二队，距水库岸边仅1km左右，大量开挖土层形成深槽和沟堑，产生新的水土流失，破坏生态环境，使原始生植被大面积遭毁、死亡。

当地居民及外来人员在泉水沟内，直接筑坝截流蓄水，修建鱼塘。饵料多为屠宰场废弃的下水，使泉水直接遭受到不同程度的污染。

还有，水源地及上游至南山山前为冲洪积倾斜平原，沉积有巨厚的砂砾石层，这种得天独厚得建材资源，招来大批人员兴建砂场，由于疏于管理，无规划无节制的大量采砂，形成许多深数十米的采砂坑和由废弃物堆成的高数十米的小山丘，破坏了原始地貌形态和生态环境，大片植被遭到毁灭。不少采砂坑已挖到地下水位以下，产生的生活垃圾，生活污水等直接污染地下水。

2.2.4 开发商

这些年随着招商引资的兴起，开发商也纷至沓来，乌拉泊村违反国家土地管理法有关规定先后与仓龙、怡园林和德昌等公司签订荒山承包合同，开发商以荒山绿化的名义取得土地使用权后，并未完全进行植树造林，而是将原本植被覆盖达70%的湿地、草场进行开荒，种植各种农作物。其中仅仓龙一家公司就随意开荒近333.33 hm2，由于大量的开荒垦植致使大面积生长良好的原始生植被被毁，土地裸露，扬沙扬尘，水土流失，生活垃圾，污水，及残余的农药、化肥等，严重污染地下水源，因灌溉大量非法开采地下水，使部分泉水流量减少，甚至干涸，使原本生态环境良好的草地逐渐荒漠化。

2.2.5 水库淹没及浸润

乌拉泊水库经先后四次除险加固后，蓄水能力将由原5 600万 m3增至6 400万 m3，最高蓄水将由海拔高程1 079 m上升到1 087.23 m，届时水库周边特别是南岸和东岸将有大片土地被库水淹没。随着水库水位的升高，因毛细作用也将形成大片的浸润区，水库南岸村庄，学校等如不及早搬迁将对居民的人身安全造成严重威胁。

2.2.6 水源地以南的人类经济活动

水源地以南2 km之外，建有多处人类经济活动区，有属新疆化肥厂的奶牛场，聚氰氨分厂，农付处的二连、五连;属乌鲁木齐县的乌拉泊农场托里乡养殖场，托里乡乌拉泊村，石油管理局农场，板房沟乡白杨沟村，新建的牧民定居点，乌拉泊变电所，县草原站，劳教农场，乌鲁木齐动物园繁育中心。这些大大小小的农场、村落所产生的大量生活垃圾，生活污水，人畜粪便均未消毒，灭菌处理直接排放。不同程度的成为地下水的污染源。其中严重的有劳教农场，该农场位于二道沟上游不足1 km处，有管教和劳教人员近千人，占地近266.67 hm2，其中有占地3.33 hm2的养殖基地内的养猪场、养牛场和鸡鸭场。农场内无供排水设备，生活污水、生活垃圾随意排放，已成为水源地地下水主要污染源之一。还有第五道沟上游南3 km处有一新疆化肥厂排放工业废水的污水池，如达不到废水排放标准，水库上游的地下水将被污染，对泉水和水库水的水质会造成严重影响。

2.3 水源地污染状况

水源地由于日趋发展的人类经济活动，对地下水、泉水和水库水体均已造成了不同程度的污染，且有逐年严重之势。

上述的劳教农场，已致使该处地下水中最主要的两个污染指标微生物和亚硝酸盐严重超标;还有乌鲁木齐动物园繁育中心和乌拉泊村的污染物的排放，均已成为地下水、泉水和水库水的污染源。

据2004年8月12日在劳教农场，一道沟，二道沟分别采集水样，经具有甲级资质的新疆地矿局第一水文地质大队试验测试中心水质检测报告，劳教农场地下水细菌总数高达17 600 cfu/ml，高出Ⅰ类水质标准近200倍，高出Ⅴ类水质近20倍。一道沟、二道沟泉水细菌总数也分别超出Ⅰ～Ⅲ类水质1.5～5倍，亚硝酸盐含量劳教农场地下水超出Ⅴ类水质标准6倍，一道沟、二道沟已接近Ⅴ类水质标准.

据乌拉泊水库2001～2003年水质监测水体中微生物和亚硝酸盐含量严重超标，大肠菌群含量为Ⅰ～Ⅲ类水质标准70～200倍，含量为Ⅴ类水质标准的2～3倍，亚硝酸盐含量也已接近或超出Ⅲ类水质标准，且大肠菌群和亚硝酸盐均由逐年增加之势。总氮、总磷及硫化物含量也很高，已接近和达到Ⅳ类、Ⅴ类水质标准。

而甘河子调蓄水源地位于五道沟水源地的上游偏西方向，离开劳教农场等地的污染源，地下水未受到污染，经取样检测，细菌总数和大肠菌群均为0，这已充分说明水源地内的地下水、泉水及水库水体的污染与劳教农场，乌鲁木齐动物园繁育中心及乌拉泊村中的各类污染源有直接的关系。

鉴于水源地地下水，泉水和水库水体已遭到污染，且有日趋严重之势，因此，对水源地内污染源的彻底治理已近在眉睫，刻不容缓。通过近几年的整治，乌拉泊水库五道沟水源地的水质有所好转。

2.4 水源地的水量状况

水源地的水量主要以五道沟泉水的水量为例进行比较，即用1991年到2000年的水量与2001年到2010年的水量作统计平均比较(见表7)

表7 五道沟水源地泉水20世纪后十年与21世纪前十年平均水量比较表

从表7可以看出，五道沟水源地的泉水21世纪前十年的平均水量为4 722.18万 m3/a(1.5 m3/s)，而20世纪后十年的平均水量为5 120.76万 m3/a(1.62 m3/s)，后十年比前十年减少了 398，58万 m3/a，即衰减了 7.78%，其原因为2005年以来甘河子调蓄水源地新打井十几眼。还有开发商在五道沟开荒打井，不合理取水，都严重超采了地下水，使其水位持续下降，另外气候干旱，降雨量减少［6］，五道沟水源地上游山区，形成暴雨的几率比较低，也是造成五道沟水源地水量减少的主要原因之一。

3 对策

1)依据《城市供水水质管理条例》、《饮用水源保护区污染防治管理规定》、《中华人民共和国环境保护法》、《新疆维吾尔自治区环境保护条例》和《乌鲁木齐市保护区管理条例》等法律法规，根据上述各状态等因素，将乌拉泊水库五道沟水源地划分为一级和二级保护区。

一级保护区是自水库南岸边至五道沟泉水源头，西起怡园林开发公司西界，东部和北部以铁路为界主要包括乌拉泊村一、二、三、四队，学校，荷斯坦奶牛场，某空军油库，乌鲁木齐动物园繁育中心，劳教农场和三家开发商及乌拉泊水库以东也为水库补给源的芨芨草子，南北宽5 km，东西长10 km的范围内。包括燕尔窝水源保护区，南北宽为15 km。

一级保护区以外，水源地范围以南至南山山前皆划为二级保护区。该保护区位于水源地上游，除部分地表覆有薄层亚砂土外，其下全为粗颗粒砂砾石层，透水性好，无隔水层，地下水极易受到污染，因地表水比较缺乏，生态环境极为脆弱，因此在该保护区内防治地下水污染，保护好生态环境至关重要。

2)对水源地污染严重且水库扩容后淹没或浸润带威胁的乌拉泊村未搬迁的三、四队及1999年搬迁后遗留的一、二队九户人家，学校，奶牛场及水源地范围内的砖厂必须搬迁，现有耕地必须退耕还林，实行草场封禁(现正在实施)。

3)对某空军油库，水库污染的威胁远大于其他污染源，水库扩容后库区将被淹没，故建议由自治区人民政府出面，协调搬迁为好。如确实短期内搬迁有困难，需将油库移至淹没区以上的高地，并作好两级保护措施，即双保险:其一是全面更换老化的输油管线，确保油料不泄漏;其二是在油库内四周围墙连接地面修建防渗层，一旦发生油料泄漏被防渗所阻，不致污染水库水体和地下水。

4)乌鲁木齐动物园繁育中心，虽距水库稍远，约3 km，但因位于一道沟源头附近，生活污水垃圾及人畜粪便等对水源地泉水及水库水体，势必会造成污染，因此也应划入搬迁之列。

5)仓龙，怡园林和德昌三家开发商，一道沟和二道沟之间，北界距水库不足1 km。三家开发商非法大规模的开荒，种植农作物，必须终止并恢复被严重遭破坏的原始生植被。此处在水源一级保护区内，应由所辖政府在保护区外择地置换。

6)对劳教农场的污染问题，2006年建成了第一个污水处理中心，大大地改善了此处环境。

7)2008年乌鲁木齐市人民政府办公厅下发了落实国家环境保护十一五规划的意见的通知指出:加大饮用水源地保护工作力度。加强对饮用水水源地的保护，尽快搬迁和关闭水源地范围内的单位、居民和农牧民，实施生态环境的修复与建设。加强水源地环境监管能力建设，建立和完善水源地污染源监控网络和水质动态监测网络，提高水源地环境监管水平。重点对乌拉泊水源地范围内的空军油库、陆军仓库、三元公司、劳教农场、水利工程一处、养殖场和砂石料厂等单位进行搬迁［7］。

8)2009年开工的乌拉泊水源地保护项目是由市政府投资建设的，是一项保障城市饮用水源地安全、水资源安全而建设的具有较大社会效益与生态效益的利民工程，工程总投资5.76亿元。时间为2009年～2012年，整个乌拉泊水源地保护项目工程共分三期实施，第一期(2009～2010年)完成乌拉泊村一、二、三、四队村民、乌拉泊牧场牧民、水利厅工程一处整体搬迁，搬迁范围实施围栏工程，投资3.125 56亿元;第二期(2011～2012年)完成乌拉泊牧场奶牛场搬迁，清理新化绿园分公司等单位的旅游项目，投资0.78亿元，完成某空军油库、自治区劳教农场搬迁项目，投资按照设计方案确定;第三期(2011～2012年)完成乌拉泊水源地保护范围内生态恢复工程及自动化、水质监测项目，投资1.862 44亿元。水源质量得到恢复与提高，并促进水库区景观环境建设。建设工程项目位于一级保护区乌拉泊水库水源地范围，通过采取综合措施进行保护与清理搬迁及生态恢复建设，至2010年实现五道沟入库口水质达标到《地表水环境质量标准》Ⅱ类及以上标准水质;水土流失治理面积达74.527%以上，新增治理面积1 601.49 hm2，治理程度达到75%，新增水土保持林450 hm2，乌拉泊水库五道沟水源地内水土流失得到基本治理;通过本次项目建设，充分发挥生态系统的自我恢复功能，保护好一级保护区天然植被和湿地，使项目陆地森林面积达到645 hm2，陆地植被综合覆盖率达到65%，使乌拉泊水库生态环境得到明显改善［8］。

9)2009年2月由市国土局宣布乌拉泊地区砂场在年底全部关闭，由国家投资进行环境治理，恢复原地形和生态环境［9］。

10)对水源地的水量经常进行环评，地下水的补给要大于开采量，要保证地下水的充足量，达到植被丰满，环境优美，以水养水。

［1］～［2］新疆地质工程勘察院.乌拉泊水库五道沟水源保护区划定报告［R］.乌鲁木齐市.新疆地质工程勘察院.2004.

［3］张润杰.乌拉泊水库的供水功能［J］.水资源保护.2007，23(增1):73.

［4］乌鲁木齐河流域志编撰委员会.乌鲁木齐河流域志［M］.乌鲁木齐市.新疆人民出版社.2000:53－54.

［5］国家技术监督局.GB/T14848－93.地下水质量标准［S］.北京:中国标准出版社.1993.

［6］王小娜，王金生等.北京市泉水变化状况及原因分析［J］.水文地质工程地质.2010(4):30－31.

［7］乌鲁木齐市人民政府.乌鲁木齐市人民政府办公厅印发关于落实国家环境保护十一五规划的意见的通知［EB/OL］.http://www.fsou.com/html/text/lar/170103/17010361.html，2008 －06－06/2011－11－13.

［8］王旭.乌拉泊水源地保护项目开工.三年后水质一流［N］.新疆都市报.2009－04－22.

［9］朱泓源.2009年底乌拉泊地区砂场全部关闭［EB/OL］http://www.iyaxin.com/content/2009 －02/03content_670167.htm，2009－02－03/2011－11－13.

TV211.1

B

1004－1184(2012)03－0136－04

2012－03－12

张润杰(1961－)，男，新疆乌鲁木齐人，高级工程师，主要从事水利自动化，大坝监测自动化，水资源管理及调度工作。