塔克拉玛干沙漠,也在抗洪?

本文来自微信公众号:瞭望智库(ID:zhczyj),作者:崔赫翾,编辑:戴丽丽,头图来自:视觉中国

7月29日,中国石化集团公司在官方社交账号上发布视频。视频显示,中石化在新疆塔克拉玛干沙漠的一处勘探区被淹。油区道路多处冲堤溃坝,电线杆倾斜;中石化30000套设备、近50辆勘探车辆被淹,涉水面积300多平方公里。

众所周知,塔克拉玛干沙漠是世界第二大流动沙漠。为何世界“旱极”如今也在抗洪?

“旱极”

1900年,斯文·赫定在中亚进行第三次探险考察。期间,他曾在塔克拉玛干核心区——罗布泊勘测,并在寻找铁铲时发现了风沙下吹出的精美木雕。

这个偶然的发现,使得沉睡千年的楼兰古城重返人间。

西汉时的楼兰国,有时为匈奴耳目,有时归附于汉朝,巧妙地维持其生命。公元前60年,西域都护府设立后,西域地区开始被纳入中央政权管辖。西汉在天山南北实行驻兵屯田,以减轻当地经济负担、解决驻军和来往使者商旅的食宿问题;同时修筑城堡、建立烽燧,进一步拓展丝绸之路。

凭借独特的地理位置,楼兰成为丝绸之路南北两线的分岔点。东方的丝绸制品、陶器、漆器、铁器,中亚的棉布、毛布制品、铜镜、海贝,甚至波斯、希腊、罗马的艺术品都会在这里出现。楼兰成为名副其实的东西方文化交流地。英国考古学家斯坦因就曾在楼兰发现一块东汉晚期的彩色缂毛残片,它由羊毛织成,上面明显留有希腊罗马式图案的赫尔墨斯头部(赫尔墨斯是古希腊神话中掌管贸易、旅行和竞技的神,他手持双蛇杖为神祇们传递信息)和双蛇杖图案。

但是,楼兰的繁荣在公元4世纪时戛然而止。

关于楼兰消逝之谜,人们进行过不少猜测。有人认为,当时西域人口急剧增加、大规模开垦土地、砍伐树木、引水灌溉农田,这一地区对环境资源的开发利用超出生态承载力,最终引起下游水资源匮乏、绿洲退化和沙漠化。

根据楼兰出土的文书记载,中央政府曾下令限制在此地砍伐树木。连根砍树者,不管谁都罚马一匹;若砍伐树木大枝,则罚牝牛一头。可惜政令为时已晚,人为因素对自然环境的破坏已十分严重。外加气候干旱、水资源匮乏,绿洲大面积减少。

从地理区位上解释,在新疆南部,巨大的塔里木盆地被天山山脉、帕米尔高原、昆仑山脉围住。无论是从北面吹来的北冰洋水汽,还是西南方向的印度洋暖湿气流都无法到达盆地,这就是塔克拉玛干沙漠形成的原因。

据《水经注》记载,东汉后塔里木河中游改道,导致楼兰严重缺水。敦煌数千官兵前去援助、挖渠引水,也未能救回楼兰。最终,楼兰被塔克拉玛干肆虐的黄沙吞噬。

到了7世纪,玄奘法师从天竺取经归来路过楼兰城时,此地早已经荒废。他在《大唐西域记》中描述道:“国久空旷,城皆荒芜。”

除了楼兰,茫茫沙海中安迪尔、精绝、喀拉屯等汉唐时代城市废墟,古丝绸之路沿线被沙丘掩埋的古代烽隧等,都是该地区曾经历土地沙漠化的证据。

如今,塔克拉玛干沙漠年平均降水量不足100mm,最低不到5mm,平均蒸发量却高达2500~3400mm。这种极端的水汽条件甚至不足以维持植被生长,为何忽然出现洪涝了呢?

又干又涝

此次受灾地区位于新疆轮台玉奇片区,它地处塔克拉玛干沙漠北部边缘,北侧为天山山脉迪娜尔山段。这里为什么会发生水灾?

主要原因有三个:

一是暴雨来袭,雨水增多。

天山地区虽远离太平洋与印度洋,但其西部、北部地势相对偏低、地形平坦,来自大西洋与北冰洋的水汽可长驱直入。受到天山山脉阻挡后,便会形成丰富的山地降水。

近年来,新疆南疆地区降水量逐年上升。有学者利用塔克拉玛干沙漠周边12个气象台站1961~2007年的历史气候资料,分析了近47年的年平均气温、降水量、潜在蒸散量和地表干燥度等气候要素的基本变化特征,并发现:该地区年平均气温呈升高趋势,降水量呈增多趋势,年潜在蒸散量和地表干燥度总体呈减小趋势。

今年以来,我国西北地区尤其是新疆南疆地区的降水明显偏多。1月4日至5日上午,沙漠中心迎来这个冬天首场降雪;3月底,该地也出现了大面积降水,塔里木河流域的部分地区甚至出现暴雨。

6月15日傍晚9时许,向来少雨的新疆和田、喀什地区发出暴雨红色预警。和田洛浦县在3小时内雨量达52.9毫米,超过当地一年的平均降水量。这是有正式气象记载以来南疆地区范围最大、强度最强的一场雨,超过历史最高值的2倍。

7月19日起,新疆轮台县天山山脉迪娜尔山段普降暴雨,给沙漠带来了充沛的水源。中石化西北油田玉奇片区这一带流域下游地势比较低洼,洪水汇集,沙漠就变成了“水乡”。

二是融雪性洪水的暴发。

新疆虽为干旱半干旱地区,但有大小河流570多条,高山冰川和积雪带来的大量冰雪融水,是新疆河流重要的水源补给。可一旦冰雪快速融化超过河流的承载量,就会产生融雪(冰)洪水。在暴雨频发的中低山带,常形成暴雨洪水和泥石流。

塔克拉玛干沙漠位于塔里木盆地,三面环山,山顶常年积雪。夏天高温导致积雪融化,也会给塔克拉玛干沙漠带来更多的水。

2001年9月,叶尔羌河出现冰川溃坝型洪水,洪峰流量高达6070方/秒,创下当地历史洪峰流量之最。沿途水利工程尽皆损毁,损失巨大。2010年8月,在塔里木河和渭干河洪水的夹击下,中国石化西北油田分公司塔河油田的28座油井被迫关停。2018年8月,位于喀喇昆仑山区高海拔无人区的克亚吉尔冰川堰塞湖发生溃决,形成溃坝型洪水,导致叶尔羌河上游河道水位快速上涨。

三是沙漠地区土壤的排水能力差,固水能力也差。

在沙漠里,风和雨水会逐渐清除沙子、灰尘和其他细粒颗粒,留下较大的颗粒碎片,最终形成一层像混凝土一样坚硬的沙漠地面。这种地面的排水、固水差,不需要太多的水就足以淹没一个地区。

沙漠变绿洲?

那么,降水量增多,是否意味着塔克拉玛干有变成绿洲的趋势?

早在去年,这个话题就被讨论过。NASA卫星Terra上的中分辨率成像光谱仪采集了2020年2月23日和4月29日我国和田附近一部分沙漠的图像,发现:相较2月,4月底的和田附近沙漠局部出现绿色。因此,有媒体称“塔克拉玛干沙漠在变绿”。

对此,中国科学院大气物理研究所回应道,卫星监测的区域本来就是塔克拉玛干沙漠最主要的河谷绿洲之一,“变绿”的最主要原因其实是季节变化。春夏时节,高山融雪、河水丰盈,河谷绿洲的大片农田繁茂生长,自然就“变绿”了。

这不禁让人想到即将“消失”的毛乌素沙地。它位于内蒙古、宁夏、陕西三省区交界处,沙地总面积达4.22万平方公里,如今大半已变绿。不过沙地与沙漠还是有很大区别——沙地形成的原因不仅与当地降水少有关,而且更多取决于人类的社会活动;沙漠的形成则主要与自然环境相关。

毛乌素沙地北靠鄂尔多斯高原,南邻黄土高原。这里冬季受蒙古冷气团控制,盛行大陆吹向海洋的冬季风,冷空气活动频繁。每年秋季冬季风刮来之际,与东南季风在此拉锯,形成切变降水,区域性暴雨频繁,故有“世界沙漠暴雨中心”之称。

再看塔克拉玛干沙漠。虽然其周边地区的年降水量增加趋势超过6%(每10年),但该地区的年平均降水量只有40毫米左右,即使增加10%仍为干旱气候,缺水问题依然严重。而且,增暖还会导致潜在蒸发量增加。因此,近些年表现出的降水量增加并不会从根本上改变这一区域的干旱状况。

其实,罕见暴雨带来的不会是绿洲,而是灾难。

塔克拉玛干沙漠地区地质以沙土和石块为主,河道并不固定,一旦发生大量洪水,河流就会改道,淹没耕地。由于喀拉喀什河频繁改道,墨玉城在过去300年里改址4次、重建17次。历史上,该河主河道两岸10公里内从没形成过大规模居民区,大都分布在远离主河道的支流两岸。可见,即使是西域最繁华的时候,洪水都会造成严重的损失。

水利工程,无处不在

面对洪水,我们应该怎么办?

以塔里木河的四大源流之一——叶尔羌河流域的水患为例。

叶尔羌河滋养了塔克拉玛干沙漠西缘的240万人民,灌溉区域面积达600多万亩,是新疆最大、全国第四大灌区,其洪灾频发程度及洪灾损失程度也居新疆各河流之首。但在很长一段时间内,叶尔羌河山区没有控制性水利工程,巨大的洪峰未经调控削减就直接进入平原河段,导致平原灌区频繁受灾。

从空中俯瞰叶尔羌河阿尔塔什水利枢纽工程水库大坝。图|新华社

新疆莎车县阿斯兰巴格乡位于叶尔羌河水患威胁的中心地带,当地村民长期为夏季叶尔羌河发大水,淹没庄稼、冲毁农田而提心吊胆。提及洪水来袭时的场景,不少人心有余悸:“真的很可怕!洪水来了,好似天崩地裂一般。有人家的房子被冲走了,玉米和棉花地被冲毁了。大水就是这样,今天冲走一片田地,明天弄毁一个草场。真太可怕了,慢慢我们的耕地就毁完了。”多年来,每年村里都在抗洪,但是大多数时候都是无济于事。

不仅是阿斯兰巴格乡,叶尔羌河的洪水也是两岸240万百姓面临的共同挑战。

为了让叶尔羌河流域的百姓彻底告别水患、保护流域内660万亩耕地,2014年7月,叶尔羌河综合治理全面启动。工程治理河长500公里,总投资29.2亿元,涉及莎车县、泽普县、麦盖提县、巴楚县及新疆生产建设兵团第三师,共建设防洪工程77处。

而早在2011年,叶尔羌河干流山区下游河段的重要控制性工程——阿尔塔什水利枢纽工程就已开工建设。它可大大调节叶尔羌河径流在年内的分配,使流域一般防洪标准由不足“2.5年一遇”提高到“20年一遇”、重点防洪对象防护标准提高到“50年一遇”,从根本上解决防洪问题。

2015年11月,阿尔塔什水利枢纽工程成功进行大江截流,标志着该工程建设进入到一个全新阶段;2019年11月,下闸蓄水;2020年5月,大坝主体完成,达到抵御200年一遇特大洪水的条件,标志着叶尔羌河彻底告别千年水患,同时也为电站投产发电目标奠定了坚实基础。

2021年7月18日,工程首台机组并网发电,该工程防洪、灌溉、改善生态、发电等综合效益得以全面体现。一方面彻底解决叶尔羌河千年水患,减少每年的防洪投入;另一方面极大改善叶尔羌河流域灌区灌溉条件,灌区灌溉保证率大幅提高。与此同时,工程还利用河段落差和下泄塔里木河干流生态水、灌溉下泄水、冬闲水发电,缓解南疆三地州电力短缺的状况。

该工程具有高坝、高边坡、高地震烈度和深厚覆盖层“三高一深”的世界性技术难题,施工建设极具挑战性,也因此被称为“新疆三峡”。

除此之外,尼雅河上的控制性工程尼雅水利枢纽工程、喀拉喀什河流域的控制性骨干工程鲁瓦提水利枢纽、和田玉龙喀什水利枢纽工程、车尔臣河大石门水利枢纽、塔里木河流域奴尔水利枢纽、阿克肖水库等一批水利项目正在加紧推进中。

新疆水利工程建设是自治区河流体系的综合利用和管理,对于降低自然灾害发生几率、切实保障群众的生命财产安全具有重要意义。虽然新疆水利建设起步较晚,还存在许多短板和弱项,但未来可期。

参考资料:

1. 中国科学院大气物理研究所:塔克拉玛干沙漠“变绿”的真相丨中科院之声,2020-6-2.

2. 塔克拉玛干沙漠地区沙漠化过程及其发展趋势丨中国沙漠,1987年第3期.

3. 丝绸之路——历史上的楼兰丨新疆若羌县人民政府网站.

4. 南疆近60年来洪灾时空变化特征分析丨地理科学,2012年03月.

5. 释新闻|塔克拉玛干沙漠变绿?专家:区域干旱状况未根本改变丨澎湃新闻, 2020-06-09.

6.  “愚公”夫妇40载坚守毛乌素沙地 染绿万亩沙漠丨中国新闻网,2021-07-21.

7. 新疆叶尔羌河防洪工程惠及240万南疆百姓丨环球网,2015-09-09.

8. 莎车县的阿尔塔什水利枢纽工程:根治叶尔羌河千年水患的“新疆三峡”丨新民晚报,2020-07-29.

本文来自微信公众号:瞭望智库(ID:zhczyj),作者:崔赫翾,编辑:戴丽丽

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