新疆瑪納斯河流域水資源利用情況探討

□黃 彬（新疆瑪納斯河流域管理局）

新疆瑪納斯河流域水資源利用情況探討

□黃 彬（新疆瑪納斯河流域管理局）

瑪納斯河流域年平均降水量173.30 mm，最大年份251.10 mm，最大日降水量34.50 mm。當(dāng)前瑪納斯河流域用水量最大部分為農(nóng)業(yè)用水，達(dá)到9.76×108m3，而整個(gè)流域的地下水開采量為7.53×108m3。該地區(qū)的地表徑流來自高山區(qū)的冰雪融水，以及河流上游的稀少降水。從以上數(shù)據(jù)分析來看，瑪納斯河流域的水資源使用情況將達(dá)到極限，必須采取多種管理措施，對(duì)水資源的使用進(jìn)行合理分配。

瑪納斯河流域；水資源；供需平衡分析；開發(fā)利用

0 引言

新疆瑪納斯河流域?qū)儆跍貛Т箨懶詺夂?，由于受到地形的阻擋，暖濕氣流無法到達(dá)新疆腹地，從而造成該地區(qū)干燥少雨、晝夜溫差大的特點(diǎn)。因此對(duì)于水資源的管理與利用，成為水利部門關(guān)注的重點(diǎn)。新疆瑪納斯河流域水資源的匱乏狀況，是由于降雨與蒸發(fā)比例失衡造成的。晝夜20°以上的溫差，使原本稀缺的水源難以保留。隨著農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生活用水的逐年遞增，瑪納斯河流域水資源的供需矛盾日益嚴(yán)重。因此如何在保證水資源徑流的情況下，合理分配農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活用水，提高水資源的綜合利用率，應(yīng)成為水資源管理部門關(guān)注的重點(diǎn)。

1 瑪納斯河流域水資源的發(fā)展概況

1.1 瑪納斯河流域區(qū)域概況

瑪納斯河流域地處天山北麓中段、準(zhǔn)噶爾盆地南緣，地勢自東南向西北緩緩傾斜。南部為天山山區(qū)和丘陵地，是優(yōu)良的夏牧場；中部為沖積平原區(qū)，是該縣主要糧產(chǎn)區(qū)；北部為沙漠區(qū)，是古爾班通古特沙漠的一部分，境內(nèi)的山脈屬天山依連哈比爾尕山中段?，敿{斯河從上游的天山峽谷流出，向北注入瑪納斯湖，全長約450 km。瑪納斯河沿途流經(jīng)20多個(gè)市縣，和靜縣、瑪納斯縣、沙灣縣、和布克賽爾蒙古自治縣、石河子市等。

1.2 瑪納斯河流域可供水量分析

瑪納斯河干流流域的總面積達(dá)到1.98×104km2。瑪納斯河流域平原地區(qū)占地廣大，農(nóng)業(yè)與生產(chǎn)用水量超過了1 385 m3，至2020年左右則會(huì)突破2 000 m3。瑪納斯河流域河流徑流量達(dá)到12.46×108m3，地表水資源總量為24.32×108m3。在瑪納斯河流域紅山嘴渠首樞紐水利工程完工后，河流的懸移質(zhì)含沙量與輸沙量逐漸減少。渠首樞紐主要由上游整治段、溢流側(cè)堰、進(jìn)水閘、泄洪沖沙閘、下游整治段及總干渠和曲線沉沙池等部分組成，具有灌溉、防洪、發(fā)電、水庫引水和城市供水等功能。當(dāng)前瑪納斯河流域的有效灌溉面積達(dá)到26.54×104km，東西岸引水干渠、平原水庫的整體利用率達(dá)到93.70%。區(qū)域平均凈灌溉定額6.50 m2/hm2，噴灌與滴灌的節(jié)水量達(dá)到35.26×106m3。流域內(nèi)的14座水庫分為3個(gè)灌區(qū)，石河子灌區(qū)、下野地灌區(qū)和莫索灣灌區(qū)，灌區(qū)的總庫容達(dá)到6.80×108m3。

2 瑪納斯河流域水資源的利用情況分析

2.1 瑪納斯河流域水資源分配情況

瑪納斯河流域的水資源主要分配給農(nóng)業(yè)用水、生產(chǎn)生活用水和生態(tài)用水方面，但近年來的工業(yè)用水也呈現(xiàn)逐漸上升趨勢。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的過度發(fā)展，特別是畜牧業(yè)與林業(yè)的開荒，導(dǎo)致了自然植被的破壞與水土流失。最近幾年瑪納斯河流域的地下水位逐年下降，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的用水量與日俱增。雖然棉花等其他農(nóng)作物的生產(chǎn)，使用了噴灌和滴灌技術(shù)，使得農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的用水量有所下降，但整體形勢仍然不容樂觀。同時(shí)在農(nóng)業(yè)農(nóng)藥與化肥大量使用的情況下，農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)的水體污染現(xiàn)象非常嚴(yán)重。另一方面瑪納斯河平原地區(qū)的工業(yè)發(fā)展，其用水量也呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。而且高污染工廠排出的廢水和廢渣，又對(duì)瑪納斯河流域的水源造成了二次污染。當(dāng)前石河子灌區(qū)、下野地灌區(qū)和莫索灣灌區(qū)等地區(qū)水庫的蓄水量逐年下降，流域水資源的使用情況不容樂觀。

2.2 瑪納斯河流域水資源優(yōu)化配置模型

從當(dāng)前瑪納斯河流域中水資源的利用情況，完成水資源分配方式的優(yōu)化工作，具體公式如下：

其中：X為影響水資源分配的決策數(shù)值；F（X）為水資源分配中所產(chǎn)生的效益值，一般用函數(shù)表示。

以上公式模型涉及多個(gè)變量，這也是水資源分配優(yōu)化中常用的計(jì)算方式。其中F（X）水資源分配中所產(chǎn)生的效益，包括社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益等多方面內(nèi)容。

社會(huì)效益的公式如下所示：

式中：Di為用戶的用水量；X1j，X2j為地表水向用戶提供的水量，地下水向用戶提供的水量。

經(jīng)濟(jì)效益的公式如下所示：

式中：a，b，c分別表示修正系數(shù)，用戶單位用水量所產(chǎn)生的效益系數(shù)（元/m3），用戶單位用水量的費(fèi)用（元/m3）。

環(huán)境效益的公式如下所示：

式中：dj為流域單位水源中主要污染物的濃度（mg/L）；pj為用戶的排污系數(shù)。

通過以上的水資源利用公式，可以得出瑪納斯河流域水資源的分配結(jié)果，具體情況如表1所示。

表1瑪納斯河流域水資源的分配結(jié)果表

由以上表可以得出：瑪納斯河流域水資源的使用總量，小于河流地表徑流與地下水資源的總量，瑪納斯河流域的水資源能夠滿足地區(qū)需求，但仍舊存在缺水危機(jī)。

3 瑪納斯河流域水資源供需問題的解決策略

3.1 制定嚴(yán)格水資源管理制度

瑪納斯河流域在5—8月等降水量較多的月份，流域供水量能夠滿足地區(qū)的生產(chǎn)生活需求。其余月份為枯水期，流域的地表徑流量明顯減小，在地下水總量不變的前提下，流域供水就會(huì)出現(xiàn)過度使用的問題。因此對(duì)瑪納斯河流域水資源的利用，需要制定嚴(yán)格的水資源管理制度進(jìn)行規(guī)范。首先水利部門應(yīng)該對(duì)農(nóng)業(yè)用水、生產(chǎn)生活用水等用水情況進(jìn)行控制，通過推行噴灌、滴灌技術(shù)，安裝節(jié)水龍頭和節(jié)水裝置，有效節(jié)約農(nóng)業(yè)和生活用水。對(duì)于當(dāng)前出現(xiàn)的水資源過度開發(fā)和水體污染問題，可以通過設(shè)置嚴(yán)厲的處罰措施予以規(guī)范。同時(shí)對(duì)于那些污染程度較高的化工企業(yè)，需要通過機(jī)械設(shè)備、生產(chǎn)設(shè)施的更新?lián)Q代，來減少污染物的排放，節(jié)約水資源的使用量。

3.2 提高水資源監(jiān)管與處理水平

當(dāng)?shù)氐谋O(jiān)督管理部門要做好水資源的監(jiān)察工作，確保區(qū)域水資源的合理利用，以及區(qū)域水質(zhì)的達(dá)標(biāo)與安全。而且在水資源的使用過程中，要以地下水的使用為主。在農(nóng)業(yè)灌溉保證率控制75%以上，生態(tài)水源保有率50%以上的前提下，農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活用水都要選用水質(zhì)良好的地下水。同時(shí)污水處理部門要做好污水回收處理工作，通過物理處理、生物降解等流程，完成廢水變凈水的工作。各級(jí)管理部門要對(duì)區(qū)域水資源的使用情況做好統(tǒng)計(jì)和匯報(bào)，以保證水資源的統(tǒng)一規(guī)劃和管理。通過設(shè)置開發(fā)利用控制“紅線”，用水效率“紅線”，功能區(qū)域污染控制“紅線”，有效提高水資源管理和水資源的利用效率。

4 結(jié)語

瑪納斯河流域水資源的開發(fā)利用，要從農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活用水三方面進(jìn)行控制。通過用水設(shè)備的更新?lián)Q代、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，降低區(qū)域農(nóng)業(yè)與生活用水量，減小區(qū)域水體的污染。針對(duì)瑪納斯河流域蒸發(fā)量大的問題，可以設(shè)置暗渠、坎兒井來減少與戶外接觸的表面積，從而達(dá)到蓄水保水的效果。

［1］孫麗群.淺談水資源合理配置及其進(jìn)展［J］.黑龍江科技信息，2013（4）.

［2］吉磊，何新林，劉兵，閆琴，辛明亮.近60年瑪納斯河徑流變化規(guī)律的分析［J］.石河子大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013（6）.

［3］趙暉.瑪納斯河流域水資源可持續(xù)利用探析［J］.陜西水利，2016（S1）.

TV213.9

A

1673-8853（2017）10-0039-02

黃彬（1983—），男，工程師，主要從事農(nóng)業(yè)水利工程工作。

2017-8-11

編輯：劉 青