基于可持續(xù)利用的縣域水資源供需平衡分析

魏賓，雷曉云

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，新疆烏魯木齊830052；2.新疆兵團勘測設(shè)計院（集團）有限責(zé)任公司，新疆烏魯木齊830002）

基于可持續(xù)利用的縣域水資源供需平衡分析

魏賓1，2，雷曉云1

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，新疆烏魯木齊830052；2.新疆兵團勘測設(shè)計院（集團）有限責(zé)任公司，新疆烏魯木齊830002）

水資源供需平衡分析對于實現(xiàn)區(qū)域水資源的可持續(xù)利用與國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展意義重大。本文以新疆庫車縣為例，對縣域不同水平年與來水保證率下的水資源供需平衡進行分析，分析了縣域農(nóng)業(yè)高效節(jié)水工程實施的必要性。研究結(jié)果對類似區(qū)域的水資源規(guī)劃與配置具有一定參考價值。

水資源；來水保證率；平衡分析；庫車縣

水資源供需平衡分析的實質(zhì)是對水的供給和需求進行平衡計算，揭示不同水平年與來水保證率時水資源供需盈虧的形勢，這對實現(xiàn)區(qū)域水資源可持續(xù)利用及國民經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義［1-3］。

庫車縣位于新疆天山南麓，塔里木盆地之北緣。地理坐標介于82°34′～84°25′E、40°49′～42°38′N之間，行政區(qū)劃面積14602.95km2。截至2012年底，GDP總量為127.9億元，其中：農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值25.4億元，工業(yè)總產(chǎn)值77.3億元，第三產(chǎn)業(yè)25.2億元。以農(nóng)業(yè)種植業(yè)為主，主要播種作物為棉花、小麥、玉米和甜菜等；工業(yè)主要有輕工業(yè)、食品加工業(yè)等。近年來，由于油氣資源的開發(fā)使得新興工業(yè)發(fā)展較快，工業(yè)與農(nóng)業(yè)、生態(tài)用水矛盾日趨突出，國民經(jīng)濟用水結(jié)構(gòu)不合理及資源型缺水問題亟待解決。

1計算原則與方法

1.1計算原則

（1）現(xiàn)狀水平年為2012年，近期水平年為2015年，遠期水平年為2030年；

（2）不同水平年地表水可利用量均按河道引水口來水保證率P=50%、P=75%、P=97%取值計算，此外生態(tài)供水保證率為50%，農(nóng)業(yè)為75%，工業(yè)為97%［4，5］；

（3）工業(yè)與生活用水產(chǎn)生的中水用于荒漠生態(tài)灌溉，不參與平衡分析；

（4）平衡分析時，優(yōu)先使用縣域內(nèi)可利用水量，不足部分通過調(diào)水工程解決。

1.2計算方法

（1）供需平衡按縣域內(nèi)渭干河灌區(qū)與庫車河灌區(qū)2個灌區(qū)分別計算；

（2）計算尺度按照月份逐月進行平衡分析；

（3）來水保證率為P=75%時，農(nóng)業(yè)用水分別按照常規(guī)節(jié)水與高效節(jié)水進行平衡分析［6］；

（4）來水保證率為P=97%時，農(nóng)業(yè)用水按補缺計算，并計算其損失程度［7，8］。

2水資源供需平衡分析

庫車縣國民經(jīng)濟社會用水主要由縣域內(nèi)的渭干河灌區(qū)與庫車河灌區(qū)構(gòu)成，圍繞這2個灌區(qū)，水資源供需平衡分析如下。

2.1現(xiàn)狀水平年平衡分析

以2012年（來水保證率分別為P=50%、75%與97%）縣域水資源可利用量分析庫車河灌區(qū)與渭干河灌區(qū)的供需平衡。可以看出：庫車河灌區(qū)2012年（來水保證率P=50%年份）水資源可利用量可滿足灌區(qū)需水量，但存在年內(nèi)部分月份缺水現(xiàn)象，來水保證率P=75%、97%年份水資源可利用量不足；渭干河灌區(qū)水資源可利用量同樣不能滿足灌區(qū)需水量，存在年內(nèi)部分月份缺水?？h域內(nèi)水資源可利用量（P=75%年份）小于總需水量，表明灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉規(guī)模較大，需要建設(shè)水庫來調(diào)節(jié)地表來水量在年內(nèi)分配不均的情況。

2.2近期水平年平衡分析

近期水平年2015年，對來水保證率為75%年份的供需平衡按常規(guī)節(jié)水和高效節(jié)水2種情況進行平衡分析。①常規(guī)節(jié)水情況，庫車河灌區(qū)隨著渠系水利用系數(shù)提高，農(nóng)業(yè)用水量減少，但工業(yè)用水大幅增加，需從渭干河調(diào)水1.7288億m3（其中縣域內(nèi)調(diào)水1.1880億m3，從沙雅縣、新和縣2縣調(diào)水0.5408億m3），渭干河灌區(qū)通過開源節(jié)流可完成調(diào)水任務(wù)；②高效節(jié)水情況，渭干河西水東調(diào)工程引水量1.6510億m3（其中縣域內(nèi)部調(diào)水1.5172億m3，從沙雅縣、新和縣2縣調(diào)水0.1338億m3），庫車縣渭干河灌區(qū)通過高效節(jié)水農(nóng)業(yè)工程的實施可多調(diào)水約0.33億m3。

在來水保證率為50%的年份，渭干河西水東調(diào)工程引水量為0.988億m3，庫車縣下泄生態(tài)水量為1.2385億m3（其中灌區(qū)棄水0.5953億m3，工業(yè)中水0.5782億m3，水庫汛期下泄0.065億m3）。

在來水保證率為97%的年份，庫車縣西水東調(diào)工程引水規(guī)模與來水保證率為75%時基本相同，但灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)會遭受一定程度破壞，在不增加地下水開采量與調(diào)水量前提下，灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉破壞程度為17%。通過平衡分析可知：2015年，由于縣域內(nèi)工業(yè)用水增加，水資源可利用量不能滿足需水要求，必須通過發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)、調(diào)整用水結(jié)構(gòu)、增加地下水開采量等方式才能實現(xiàn)水資源供需平衡。

2.3遠期水平年平衡分析

遠期水平年2030年。在來水保證率為75%的年份，農(nóng)業(yè)按照常規(guī)節(jié)水和高效節(jié)水2種情況進行平衡分析。①常規(guī)節(jié)水情況下，縣域內(nèi)通過開源節(jié)流可利用水量仍不足，需要從新和縣、沙雅縣調(diào)水，渭干河西水東調(diào)工程引水量為3.4192億m3（其中縣域內(nèi)調(diào)水1.8553億m3，外縣調(diào)水1.5638億m3）；②高效節(jié)水情況下，渭干河總調(diào)水量3.3456億m3（其中縣域內(nèi)調(diào)水2.1362億m3，外縣調(diào)水1.2094億m3）。

在來水保證率為50%的年份，渭干河西水東調(diào)工程引水量為2.6831億m3，下泄生態(tài)水1.3381億m3（其中中水為1.2731億m3，水庫汛期調(diào)洪下泄0.065億m3）。

在來水保證率為97%的年份，庫車縣西水東調(diào)工程引水規(guī)模與來水保證率為75%時基本相同，但灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)會遭受破壞，在不增加地下水開采量與調(diào)水量情況下，灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉破壞程度為18%。

縣域內(nèi)來水保證率為75%情況下，不同水平年水資源供需平衡分析結(jié)果見表1。

表1縣域內(nèi)不同水平年水資源供需平衡計算結(jié)果（P=75%）萬m3

綜上所述，庫車縣縣域內(nèi)通過大力發(fā)展高效農(nóng)業(yè)節(jié)水、增加地下水開采量及流域調(diào)水工程的實施，可形成新的供需平衡體系，實現(xiàn)縣域內(nèi)水資源的高效可持續(xù)利用。

3水資源供需平衡保證措施

由表1可以看出，庫車縣遠期水平年需水量最大，因此在分析供需平衡保證措施時，只要2030年的用水量有保證，則其他水平年就會有保證，因此本節(jié)著重就2030年來水保證率為75%時的供需平衡進行分析。

3.1庫車河灌區(qū)平衡分析

在2030年，灌區(qū)總需水量7.0795億m3；庫車河地表可利用水量2.757億m3，主要用于生產(chǎn)、生活；工業(yè)中水回用0.1642億m3，主要用于城鎮(zhèn)綠化；地下水開采量0.7199億m3，主要用于生活與工業(yè)，以及部分農(nóng)業(yè)灌區(qū)；此外，渭干河西水東調(diào)工程引水量為3.3456億m3（其中縣域內(nèi)調(diào)水2.1362億m3，沙雅縣、新和縣2縣調(diào)水1.2094億m3）；總供水量7.0795億m3，供需可以達到平衡。

3.2渭干河灌區(qū)平衡分析

在2030年，渭干河灌區(qū)總需水量7.9896億m3；渭干河地表可利用水量8.2555億m3，主要用于生產(chǎn)、生活；地下水開采量1.18億m3，主要用于生活及工農(nóng)業(yè)用水；灌區(qū)無中水水源；此時，總供水量10.1258億m3，供需可以達到平衡，多余水量2.1362億m3通過西水東調(diào)工程供給縣域內(nèi)的庫車河灌區(qū)。

3.3渭干河灌區(qū)調(diào)水工程可行性分析

根據(jù)水資源供需平衡分析，近期2015年需要從渭干河灌區(qū)調(diào)水1.6510億m3，遠期2030年需要從渭干河灌區(qū)調(diào)水3.3456億m3，對渭干河灌區(qū)進行平衡計算，分析調(diào)水的可行性。

（1）灌溉面積：2012年實際農(nóng)業(yè)灌溉面積為22.8萬hm2，規(guī)劃水平年原則上不增加。

（2）地下水可開采量參考當(dāng)?shù)氐叵滤_發(fā)利用報告，地表可利用水量按來水量60%計。

（3）高效節(jié)水農(nóng)業(yè)面積主要根據(jù)庫車、沙雅、新和3縣在渭干河上的分水比例確定。這3縣2015年規(guī)劃高效節(jié)水農(nóng)業(yè)面積為8.7萬hm2，2030年為12.7萬hm2。

根據(jù)庫車縣地表來水量、需水規(guī)模對渭干河灌區(qū)不同水平年進行平衡分析（見表2）?？芍何几珊庸鄥^(qū)2015年可調(diào)水量2.25億m3，2030年可調(diào)水量3.90億m3，滿足調(diào)水要求。

表2渭干河灌區(qū)各水平年供需平衡計算萬m3

4結(jié)語

對不同水平年與來水保證率下的庫車縣縣域水資源供需平衡分析，結(jié)果表明：

（1）現(xiàn)狀水平年，在P=75%來水保證率下總供水量小于總需水量，表明灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉規(guī)模太大，同時需要建設(shè)水庫以調(diào)節(jié)地表來水量年內(nèi)分配不均的情況。

（2）近期水平年，由于縣域工業(yè)用水量增大，總供水量不能滿足需水要求，必須通過農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、實施高效節(jié)水農(nóng)業(yè)、增加地下水開采量等措施，才能實現(xiàn)供需平衡。

（3）遠期水平年，來水保證率為75%、97%時，縣域內(nèi)灌區(qū)農(nóng)業(yè)會遭受破壞，在不增加地下水開采量與不實施調(diào)水工程的前提下，農(nóng)業(yè)灌溉破壞程度為18%。

（4）通過一系列綜合措施的實施，渭干河灌區(qū)2015年可調(diào)水量為2.25億m3，2030年可調(diào)水量為3.90億m3，滿足調(diào)水工程要求與縣域水資源供需平衡。

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1008-1305（2016）03-0049-03

10.3969/j.issn.1008-1305.2016.03.021

2016-04-01

魏賓（1969年—），男，高級工程師。