2023年7月26日—8月17日，在第三次新疆综合科学考察项目“塔里木河流域产/需水要素变化与水安全格局调查”资助下，曲阜师范大学地理与旅游学院李宝富教授带领“塔河流域水资源开发利用潜力调查”科考队赴新疆塔里木河流域开展科学考察。旨在调查诊断水资源约束条件下的兵团用水效率，从产业结构优化、农业现代化、政策引导、工程设施等方面调查评估节水潜力，调查评估面向兵团可持续发展和生态保护的水资源开发潜力，服务新疆社会经济与生态环境的可持续发展。
科考队考察了塔河流域上游山区源流产水区、中游绿洲耗水区（绿洲农业系统和生态系统）、下游荒漠水资源散失区等所面临的主要水资源问题与挑战。
图2.考察源流山区产水状况
图3.考察荒漠区生态耗水状况
新疆干旱少雨，非灌不植，农田水利设施建设对当地灌溉农业生产及社会经济稳定发展具有重要意义。科考队考察了兵团农田水利工程设施，包括水库（山区水库与平原水库）、沉砂池、水闸枢纽、泵房、地表输水渠系工程、地下暗渠输水工程、农田排水排盐工程、地下水抽采机井及田间高效节水灌溉技术与设施等，并收集了相关数据。
图4.米兰河水库蓄水状况调查
图5.沉砂池建设及运行状况调查
图6.水闸枢纽工程调查
图7.农业灌溉一体化闸门控制系统
科考队考察了兵团农业灌溉方式。兵团普遍采用水肥一体化滴灌灌溉，总结出的“干播湿出”先进灌溉与种植技术经验有助于实现水资源节约利用、通过调控膜下土壤湿温环境提高作物出苗率、调控降低地下水水位并缓解土壤盐碱化风险以及节约农业成本投入，已在全疆进行推广，对新疆旱区稀缺水资源高效节约利用和当地社会经济稳定发展起到重要支撑作用。
图8.考察绿洲农业灌溉方式（依次为：玉米地滴灌、水肥一体化滴灌、枣树林地滴灌、防护林（梭梭+肉苁蓉）滴灌、打瓜地滴灌、青贮玉米地采用膜下滴灌）
图9.输水渠系老化与天然河道的水资源损耗调查
图10.地下暗渠设计及运行现状调查
图11.沙子地蓄水能力差且因风沙大造成作物死亡
科考队考察了地下水资源开发利用现状、问题及开发潜力。部分区域因地下水盐分浓度高无法用于灌溉，部分兵团采用“农田暗管排水+开挖排碱渠”的农田排水排盐系统，进行农田土地排水、排盐。结合所调查的兵团地下水资源开发利用现状，科考队分析了进一步优化地表水与地下水联合利用的潜在管理策略。
图12.灌区农田排水排盐系统
台特玛湖是塔里木河尾闾湖。历史上，由于塔河流域中上游灌溉农业面积扩张、农业用水增加，曾造成塔河下游大西海子水库以下363公里的河道断流以及台特玛湖干涸，造成生态退化与土壤沙化等生态恶化问题。通过大西海子水库向塔河下游及台特玛湖实施生态输水，可以有效确保塔河干流的水流到台特玛湖，阻隔塔克拉玛干沙漠和库木塔格沙漠的合拢并维持台特玛湖生态环境保护，有效地增加了台特玛湖湖泊面积、抬升了地下水水位、改善了塔河下游及台特玛湖生态环境，具有重要的生态意义。
然而，气候变暖加剧水文波动和水资源不确定性，加剧灌溉农业生产、社会经济发展与生态环境保护之间的水资源供需矛盾，如何协调塔里木河流域灌溉农业用水与生态用水之间的水资源供需和配置冲突、如何确定最优的台特玛湖湖泊面积是塔河流域水资源供需矛盾加剧背景下所面临的关键科学问题。针对此问题，科考队通过实地考察，明晰了潜在的解决方案，为下一步深入的开展科学论证指明了方向。
图13.考察大西海子水库生态输水工程及台特玛湖
科考队考察了兵团林下经济发展的典型案例，例如，34团枣树林地下套种板蓝根等中草药，34团棉花、玉米、大豆地套种小茴香，38团枣树林地下套种大豆，37团梭梭防护林下人工嫁接肉苁蓉，实现“一地双收”，均产生较好的经济效益与生态效益。此外，科考队考察了工业及畜牧业用水现状，如，34团塔河马鹿畜牧养殖用水、36团羌都米兰猪业养殖用水、36团国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司工业用水等，并收集了相关用水资料。
图14.林下经济与畜牧业用水调查
科考队考察了塔里木灌区季节性水短缺问题与潜在解决路径。塔里木河干流自身不产流，是靠源流补给的耗散性河流，为季节性河流。塔里木灌区普遍存在季节性水短缺问题。位于塔里木河干流的恰拉水库，由塔里木河与孔雀河供水蓄水，是塔里木灌区农业灌溉用水主要水源，但是为平原灌注式水库，存在蒸发损失大、水资源利用效率低的缺点。但是，恰拉水库设计库容1.6亿方，供水能力有限，难以满足塔里木灌区（特别是下游34团）冬灌和春灌用水需求。夏季恰拉水库低水位运行，塔里木灌区夏季用水主要来自塔里木河夏季丰水期径流或夏季季节性洪水。从季节性来看，当春季恰拉水库蓄水耗尽、而塔里木河夏季径流供水到来之前，塔里木灌区（特别是下游34团）将出现严重的季节性水短缺问题。针对塔里木灌区季节性缺水问题，科考队通过实地考察提出了潜在解决方案，以缓解塔里木灌区农业用水季节性短缺。
科考队考察了兵团水土资源协调现状。随着人口增长、社会经济发展和作物种植结构变化，兵团与地方之间水土资源协调需要进一步优化，缓解原本紧张的水土资源约束，促进水资源与土地资源的协调可持续，有效服务国家粮食安全战略，促进兵地融合发展。
图15.科考队到第二师各兵团调研
本次科考综合调查了兵团供水、农林牧畜业用水及生态耗水等方面的水资源供需关系，考察了兵团可持续发展的水资源节水潜力，探究了增加水资源开发潜力与水资源高效可持续利用的潜在路径。考察成果可为评估塔里木河流域水资源开发程度和生态保护现状、分析塔河流域的水资源承载力、评估面向塔河可持续发展和生态保护的水资源开发潜力的科学目标提供重要支撑，对促进新疆水-生态-经济可持续发展以及服务新时代西部大开发和“一带一路”国家战略具有重要科学意义。
