新疆庫車河流域水資源配置及工業(yè)園區(qū)供水保障措施初步研究

張學(xué)榮

（阿克蘇地區(qū)水利局 新疆阿克蘇 843000）

1 流域水資源基本概況

1.1 流域概況

庫車河流域包括庫車河、波斯塘托克拉克溝、克孜勒溝、二八臺河、鹽水溝等五條主要河流與大小洪溝。整個流域覆蓋了庫車縣境內(nèi)烏—喀公路干線以北地區(qū)及公路干線以南部分農(nóng)區(qū)和戈壁荒漠，規(guī)劃范圍總面積9412km2，其中山區(qū)5185km2，平原區(qū)4227km2，庫車河干流流域面積5070km2。流域南北長133.7km，東西寬104.5km。

1.2 水資源量

庫車河流域地表水資源量5.0228×108m3，地下水資源量2.3637×108m3，其中與地表水不重復(fù)量為0.1106×108m3，流域水資源總量為5.1334×108m3。流域多年平均分區(qū)水資源量見表1?，F(xiàn)狀年地表水可利用量4.3143×108m3。規(guī)劃水平年水庫建成后地表水可利用量4.5751×108m3。

表1 水資源分區(qū)多年平均水資源量表

1.3 地下水資源可利用評價

庫車河流域有較好的地下水資源，現(xiàn)狀地下水總補(bǔ)給量為2.8753×108m3，其中由地表水轉(zhuǎn)化補(bǔ)給量為2.8167×108m3，天然補(bǔ)給量0.1106×108m3?，F(xiàn)狀年地下水開采量為5689×104m3／a。經(jīng)重新復(fù)核，規(guī)劃2015年庫車河銅場水庫建成，工業(yè)需水量增長到6653×104m3，庫車河流域地下水資源補(bǔ)給量為25781×104m3／a，地下水資源量為24564×104m3／a，地下水可開采量為8106×104m3／a。

經(jīng)重新復(fù)核，規(guī)劃2030年，從渭干河流域向庫車河流域調(diào)入水量8000×104m3，庫車河工業(yè)需水量大幅增長到18355×104m3，庫車河流域地下水資源補(bǔ)給量為26506×104m3／a，地下水資源量為25452×104m3／a，地下水可開采量為7403×104m3／a。

2 水資源開發(fā)利用存在的主要問題

2.1 用水結(jié)構(gòu)不合理，制約了流域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展

庫車河多年平均徑流量3.7963×108m3，根據(jù)庫車河流域規(guī)劃，2015年和2030年工業(yè)需水量分別達(dá)到0.67×108m3和1.84×108m3。隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，近些年農(nóng)業(yè)灌溉供需矛盾十分突出，工程性缺水、管理性缺水、資源性缺水、結(jié)構(gòu)性缺水的現(xiàn)象不同程度地并存交錯性發(fā)生，庫車河流域用水結(jié)構(gòu)不合理?，F(xiàn)狀農(nóng)業(yè)用水占總用水量的87%，工業(yè)用水量占總用水量不足10%。農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占GDP的7%，而工業(yè)產(chǎn)值占GDP的83%。工農(nóng)業(yè)用水比例嚴(yán)重失調(diào)，效益倒掛。糧食作物面積相對大，經(jīng)濟(jì)作物面積相對小，對應(yīng)的大農(nóng)業(yè)用水內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不甚合理。這種用水結(jié)構(gòu)嚴(yán)重制約庫車縣社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

2.2 水資源利用率不高，農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力較大

庫車河流域庫車河龍口控制灌溉面積51.54×104畝，由于未能列入國家大型灌區(qū)節(jié)水改造和續(xù)建配套工程建設(shè)投資計劃，水利工程設(shè)施配套改造投入不足，渠系防滲工程大部分已運(yùn)行了多年，工程年久老化，輸水效率低；灌水技術(shù)及配套工程仍然落后，毛灌溉定額高，造成灌區(qū)土壤次生鹽漬化及水鹽惡性循環(huán)；田間工程投入少，田間水的利用率偏低；缺少現(xiàn)代化的管理機(jī)構(gòu)和管理設(shè)施，水運(yùn)行管理水平不高；因此，農(nóng)業(yè)節(jié)水還有很大潛力。

2.3 在建的控制性水庫工程功能需調(diào)整

根據(jù)已批準(zhǔn)的《銅場水庫初設(shè)報告》中銅場水庫的工程任務(wù)是防洪和灌溉，由此確定水庫調(diào)度運(yùn)行方式是汛期水庫降至死水位1310m運(yùn)行，下游河道安全泄量370m3／s；隨著近幾年庫車縣油氣資源開發(fā)，石油化工業(yè)發(fā)展優(yōu)勢逐步提升，據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)狀年2007年工業(yè)產(chǎn)值79.9×108元，是原初設(shè)報告預(yù)測2010年8.93×108元的近9倍，2007年工業(yè)需水量0.306×108m3是原初設(shè)報告預(yù)測2010年工業(yè)需水量0.24×108m3的近一倍。

經(jīng)預(yù)測2015年、2030年流域工業(yè)總產(chǎn)值分別增加為239×108元、814×108元，相應(yīng)的工業(yè)需水為0.67×108m3和1.84×108m3，遠(yuǎn)超過《初設(shè)報告》遠(yuǎn)期2020年的工業(yè)需水0.28×108m3。銅場水庫如不調(diào)整工程任務(wù)，則2015年P(guān)＝95%年份地表水可供工業(yè)水量僅有1450×104m3，且供水時段為汛期6～8月，遠(yuǎn)不能滿足庫車河流域工業(yè)需水量和需水過程的要求，因此，需要將銅場水庫的工程任務(wù)調(diào)整為工業(yè)供水、防洪和灌溉，并需要進(jìn)一步復(fù)核水庫特征水位和調(diào)度運(yùn)行方式。

3 水資源供需分析與評價

3.1 各業(yè)需水量預(yù)測

3.1.1 農(nóng)業(yè)灌溉需水量預(yù)測

在復(fù)核灌區(qū)總面積和總體布置方案的基礎(chǔ)上，對規(guī)劃水平年庫車河流域的灌溉面積進(jìn)行縮減，并擬定了減少灌溉面積方案，本次對推薦方案即2015年減少8×104畝、2030年減少12×104畝的方案進(jìn)行分析。庫車河流域四個區(qū)不同水平年灌溉面積見表2。

根據(jù)大農(nóng)業(yè)中種植業(yè)、林園業(yè)及牧草地各規(guī)劃水平年的種植規(guī)模及相應(yīng)的灌溉制度，經(jīng)計算庫車河流域現(xiàn)狀年及規(guī)劃年的需水量（見表3），毛需水量計算至各灌區(qū)引水龍口斷面。農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)根據(jù)各流域項目區(qū)的渠道防滲、灌溉方式及灌溉管理水平綜合確定，2007年現(xiàn)狀年農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)0.47，2015年農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)0.54，2030年農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)0.62。毛灌溉定額由現(xiàn)狀年的717m3／畝分別降低到610m3／畝、506m3／畝。

表2 庫車河流域各水平年灌溉面積發(fā)展指標(biāo)表 單位：104畝

表3 庫車河流域各水平年農(nóng)業(yè)毛需水量預(yù)測表 單位：104 m3

3.1.2 工業(yè)需水預(yù)測

根據(jù)工業(yè)指標(biāo)預(yù)測方法，目前常用的工業(yè)需水預(yù)測采用單位產(chǎn)品產(chǎn)量用水量萬元產(chǎn)值用水量、不同類型的工業(yè)用地單位面積的用水量、工業(yè)用水增長趨勢法四種方法（見表4）。預(yù)測2015年全流域工業(yè)總產(chǎn)值將達(dá)到345×108元，2030年達(dá)到1172×108元。工業(yè)園區(qū)總規(guī)劃用地46.1km2。本次工業(yè)用水綜合考慮四種方法進(jìn)行工業(yè)用水預(yù)測，推薦采用工業(yè)用水增長趨勢法成果。綜合考慮庫車縣庫車河流域工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來，現(xiàn)狀年工業(yè)用水量為0.37×108m3，擬定2007～2015年工業(yè)需水增長率為7.5%，2015～2030年工業(yè)需水增長率為7.0%，2015年、2030年工業(yè)需水量分別為6653×104m3、18355×104m3。

表4 工業(yè)用水預(yù)測比較表 單位：108 m3

3.1.3 居民生活需水量預(yù)測

根據(jù)規(guī)劃推薦的人口發(fā)展指標(biāo)和城鄉(xiāng)用水定額及水利用系數(shù)，現(xiàn)狀水平年2007年、規(guī)劃水平年2015年、2030年流域總?cè)丝诜謩e為25.48×104人、30.01×104人、40.32×104人，現(xiàn)狀年城鎮(zhèn)居民生活用水定額為158.9L／（人·d）；農(nóng)村居民生活用水定額為69.4L／（人·d）；2015年、2030年城鎮(zhèn)居民綜合用水定額分別為169.0L／（人·d）、179.3L／（人·d）；農(nóng)村居民生活用水定額分別為74.3L／（人·d）、79.3L／（人·d）。

2007、2015、2030各水平年庫車河流域居民生活需水量詳見表5。

表5 庫車河流域生活毛需水量預(yù)測表 單位：104 m3

3.1.4 牲畜需水量預(yù)測

根據(jù)規(guī)劃推薦的牲畜發(fā)展指標(biāo)和用水定額，現(xiàn)狀水平年2007年、規(guī)劃水平年2015年、2030年流域牲畜飼養(yǎng)量分別為47.43×104標(biāo)準(zhǔn)頭、50.15×104標(biāo)準(zhǔn)頭、56.36×104標(biāo)準(zhǔn)頭，牲畜用水指標(biāo)以標(biāo)準(zhǔn)畜計，各規(guī)劃水平年均為10L／（只·d）。各水平年庫車河流域牲畜需水量見表6。

表6 庫車河流域牲畜需水量預(yù)測表 單位：104 m3

3.1.5 生態(tài)用水

2007年庫車河流域總下泄水量12320×104m3，其中用于農(nóng)田防護(hù)林的為3689×104m3，生態(tài)水量8631×104m3；本次規(guī)劃維持并略有改善下游生態(tài)環(huán)境。

根據(jù)下游河道的荒漠植被以及保護(hù)的范圍，2015年總下泄水量約為12065×104m3，其中農(nóng)田防護(hù)林為3136×104m3，可供生態(tài)水量為8929×104m3；2030年總下泄水量約為13532×104m3，其中農(nóng)田防護(hù)林為2792×104m3，可供生態(tài)水量為10740×104m3。

3.1.6 小結(jié)

庫車河流域總需水量2007年為46534×104m3，2015年因壓縮農(nóng)業(yè)面積農(nóng)業(yè)需水大幅下降使得總需水也降低為38779×104m3，2030年隨著工業(yè)需水增加而又增加到44289×104m3，各水平年不同行業(yè)的毛需水量匯總見表7。

表7 庫車河流域各水平年社會經(jīng)濟(jì)毛需水量匯總表 單位：104 m3

3.2 供需分析結(jié)論

從2007年、2015年、2030年三個水平年水資源供需分析可見：

2007年在沒有水庫調(diào)節(jié)的情況下，水資源尚得不到充分利用，各業(yè)缺水13220萬m3，農(nóng)灌區(qū)為不充分灌溉；

2015年工業(yè)發(fā)展需水量增加，應(yīng)充分挖掘本流域的水資源潛力，通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、水庫的建成參與水資源的調(diào)節(jié)、農(nóng)業(yè)高效節(jié)水的發(fā)展，該流域春季水資源供需矛盾在一定程度上得到了緩解，但還要在庫車河灌區(qū)調(diào)減8萬畝灌溉面積，才能使庫車河流域水資源供需基本能保持平衡，基本滿足流域內(nèi)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)與建設(shè)對水資源需求；

2030年隨著工業(yè)發(fā)展，需水量不斷增加，灌區(qū)的供需矛盾十分突出，本流域的水資源難以支撐經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展需要，在農(nóng)業(yè)節(jié)水、減少灌溉面積等措施的基礎(chǔ)上，需考慮從水資源較豐富的渭干河流域進(jìn)行合理的調(diào)配水，以解決本流域資源性缺水的問題，實現(xiàn)水資源區(qū)域合理配置，來支撐本流域的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

3.2.1 2007現(xiàn)狀水平年

2007現(xiàn)庫車河流域總引水量為36130×104m3，其中：地表水30441×104m3，主要用于農(nóng)業(yè)；地下水5689×104m3，主要用于庫車鎮(zhèn)的生活、工業(yè)以及農(nóng)村生活、農(nóng)業(yè)。

按行業(yè)劃分：城鎮(zhèn)生活用水量637×104m3，折合158.9L／人×d，農(nóng)村生活用水量396×104m3，折合69.4L／人×d，牲畜用水170×104m3；工業(yè)總產(chǎn)值101.68×108元，農(nóng)灌用水定額34.8m3／×104元，毛用水量約3713×104m3；農(nóng)林牧用水量40151×104m3，灌溉水利用系數(shù)為0.471。城市綠化用水量153×104m3。2007年總需水量為45222×104m3，河道下泄量8631×104m3，尚缺水13221×104m3。

3.2.2 2015年規(guī)劃水平年

2015現(xiàn)庫車河流域可供水量（p＝75%）為43553×104m3，其中：地表水37897×104m3，主要用于農(nóng)業(yè)；地下水5303×104m3，主要用于庫車鎮(zhèn)的生活、工業(yè)以及農(nóng)村生活、農(nóng)業(yè)；中水353×104m3，主要用于工業(yè)及荒漠生態(tài)。

2015年總需水量37604×104m3，其中：城鎮(zhèn)、農(nóng)村生活用水量1369×104m3，牲畜用水181×104m3；工業(yè)用水增長趨勢法分析，工業(yè)需水量為6623×104m3；農(nóng)林牧用水量29221×104m3，灌溉水利用系數(shù)為0.54。城市綠化用水量211×104m3。水庫損失367×104m3，余水5582×104m3。

3.2.3 2030年規(guī)劃水平年

2030水平年庫車河流域可供水量（p＝75%）為50910×104m3。

其中：地表水37897×104m3，主要用于農(nóng)業(yè)；渭干河調(diào)水8000×104m3；地下水4512×104m3，主要用于庫車鎮(zhèn)的生活、工業(yè)以及農(nóng)村生活、農(nóng)業(yè)；中水500×104m3，主要用于工業(yè)及荒漠生態(tài)。

2030年總需水量43172×104m3，其中：城鎮(zhèn)、農(nóng)村生活用水量2119×104m3，牲畜用水203×104m3；工業(yè)用水增長趨勢法分析，工業(yè)需水量為18272×104m3；農(nóng)林牧用水量22063×104m3，灌溉水利用系數(shù)為0.60。城市綠化用水量418×104m3。水庫損失369×104m3，余水7369×104m3。

表8 庫車河流域各水平年水資源供需平衡計算表（p＝75%） 104 m3

4 解決水資源供需矛盾的保障措施

從水資源供需平衡計算結(jié)果來看，除庫車河平原灌區(qū)，其它各區(qū)各水平年各個頻率水資源供需是平衡的，總來水量均有富余，只是年內(nèi)水量分配不均，可通過灌區(qū)內(nèi)配套的工程解決。庫車河平原灌區(qū)是資源性缺水區(qū)，2007年各業(yè)需水量為4.7×108m3，而庫車河多年平均徑流量僅為3.8×108m3，缺水0.9×108m3。隨著流域內(nèi)各業(yè)用水增加，供需矛盾將更突出，依據(jù)庫車河規(guī)劃控制性工程布局，結(jié)合正在建設(shè)的銅場水庫，提出庫車河平原灌區(qū)解決水資源供需矛盾保障措施。

4.1 各行業(yè)的節(jié)水

首先充分挖潛庫車河流域內(nèi)部農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活等行業(yè)的節(jié)水潛力，改造計量設(shè)施提高監(jiān)測水平，調(diào)整水價提高人們重視節(jié)水的意識。特別是占總需水比例最大的農(nóng)業(yè)的節(jié)水潛力，通過配套建設(shè)的骨干工程來提高輸水能力，并發(fā)展高效節(jié)水灌溉提高田間水利用效率節(jié)約水量，綜合農(nóng)業(yè)措施主要有少耕、免耕法、秸稈覆蓋與地膜覆蓋、推廣抗旱節(jié)水高產(chǎn)型良種、積極推廣抗旱劑、保水劑等化學(xué)抗旱保墑技術(shù)和水肥耦合技術(shù)。

4.2 退耕還水

退耕還水是通過退耕壓縮大農(nóng)業(yè)灌溉面積，以將部分農(nóng)業(yè)用水轉(zhuǎn)移向工業(yè)供水，以滿足迅速增長的工業(yè)需水要求。本規(guī)劃近期水平年退耕8.5×104畝，遠(yuǎn)期新增退耕3.5×104畝，流域共退耕12×104畝，估算可退水量約7000×104m3，退耕地首先將外來大戶承包的土地退出來，原則上盡可能不動當(dāng)?shù)剞r(nóng)民第二輪土地承包的土地。

4.3 調(diào)整銅場水庫任務(wù)

通過供需平衡分析中水庫的調(diào)節(jié)計算，若不調(diào)整銅場水庫的任務(wù)則水庫供水無法達(dá)到流域各業(yè)的需水目標(biāo)，因此需將銅場水庫的工程任務(wù)調(diào)整為供水、防洪和灌溉。

4.4 充分利用其它水源

充分利用中水和地下水水源。中水回用量從2015年353×104m3，增加到2030年500×104m3。在枯水期可適當(dāng)加大地下水的開采，以緩解水資源的供需矛盾。

4.5 利用渭干河的水資源實現(xiàn)跨流域調(diào)配

建設(shè)渭干河西水東引工程實現(xiàn)水資源調(diào)配0.8×108m3，以滿足流域不斷發(fā)展的各業(yè)需水要求。

隨著上述工程的相繼建成以及灌區(qū)工程的配套建設(shè)，可以滿足流域內(nèi)的各業(yè)需水要求，同時規(guī)劃水平年也實現(xiàn)了水資源調(diào)配目標(biāo)，以實現(xiàn)流域水資源的優(yōu)化配置。

5 工業(yè)園區(qū)供水方案

庫車縣是塔里木石油天然氣開發(fā)的主戰(zhàn)場，國家 “西氣東輸”工程的主氣源地，為自治區(qū)級的化工園區(qū)和自治區(qū)高新技術(shù)工業(yè)園，是阿克蘇地區(qū)及南疆的重要經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū)。隨著庫車工業(yè)園區(qū)的快速發(fā)展，工業(yè)用水量不斷增加，農(nóng)業(yè)灌溉用水與工業(yè)和城鎮(zhèn)用水之間的矛盾將日益突出，為了滿足庫車河灌區(qū)及庫車縣工業(yè)用水供需平衡，擬采取五項工程措施：

一是適度開采地下水：根據(jù)高水高用、低水低用的原則，適度開采地下水，一是用于工業(yè)園區(qū)用水，二是用于農(nóng)業(yè)灌溉。

二是利用庫車河銅場水庫工程給工業(yè)園區(qū)供水：水庫位于庫車河中游峽谷河段末端，壩址距庫車縣城以北約25km。水庫壩型為粘土心墻土石壩，壩長240m，最大壩高59m?？値烊?560×104m3，調(diào)節(jié)庫容5074×104m3，死庫容779×104m3。在水庫下游設(shè)沉沙池1座，布置一條長15km的工業(yè)引水管道，進(jìn)入水廠處理后，向工業(yè)區(qū)供水，投資0.40×108元。水庫年最大可供水量為4915.71×104m3。該工程應(yīng)盡快建成，為庫車工業(yè)園區(qū)供水創(chuàng)造條件。

三是在灌區(qū)大力發(fā)展農(nóng)業(yè)高效節(jié)水及常規(guī)節(jié)水工程：主要是在庫車渭干河灌區(qū)及庫車縣庫車河灌區(qū)開展灌區(qū)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水及常規(guī)節(jié)水建設(shè)，節(jié)約足夠的地表水資源，置換調(diào)劑給庫車工業(yè)用水。常規(guī)節(jié)水的工程措施主要采取對干、支、斗渠進(jìn)行防滲。

四是工業(yè)中水回收利用工程：為建設(shè)節(jié)約型社會和提高水資源利用率，通過對工業(yè)污水處理后，進(jìn)行回收利用，工業(yè)中水中主要利用工業(yè)冷卻水排水，經(jīng)企業(yè)處理達(dá)到農(nóng)業(yè)水灌溉標(biāo)準(zhǔn)后用管道送入城市綠化渠系，主要用于城鎮(zhèn)綠化。

五是盡快實施 “西水東調(diào)”工程：即從渭干河向庫車工業(yè)園區(qū)調(diào)水的輸水工程，該工程輸水線路通過多次現(xiàn)場踏勘，并在規(guī)劃圖上進(jìn)行比選，優(yōu)選隧洞自流＋渠道取水方案。隧洞采用駱駝脖子樞紐＋隧洞方案，渠道采用方案二中的引水干渠。近期只須修建引水干渠給農(nóng)業(yè)供水，遠(yuǎn)期修建隧洞專給工業(yè)供水，同時渠道給農(nóng)業(yè)供水20592.75×104m3。隧洞的斷面尺寸用遠(yuǎn)期水平年控制。

1 新疆庫車工業(yè)園區(qū)供水配置規(guī)劃報告 （內(nèi)部資料）［R］.2008

2 新疆庫車河流域綜合規(guī)劃報告 （內(nèi)部資料）［R］.2010

3 焦宏波 .新疆白楊河流域水資源配置研究 ［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計，2010，（5）：11－13