南疆地區(qū)沙雅縣渭干河灌區(qū)供需水平衡分析

李戰(zhàn)國(guó)

（新疆昌吉方匯水電設(shè)計(jì)有限公司,新疆 昌吉 831100）

1 引言

灌區(qū)工程建設(shè)對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展具有十分重要的意義[1-4]。早期修建的灌區(qū)水利用系數(shù)下降,造成水資源的嚴(yán)重浪費(fèi),高效節(jié)水工程建設(shè)是十分必要的[5-8]。隨著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展,作物種植結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,灌區(qū)改造過(guò)程中供需水平衡分析是十分重要的[9-12]。結(jié)合渭干河灌區(qū)工程,分析灌區(qū)供需水特征。

目前渭干河灌區(qū)已建成平原反調(diào)節(jié)水庫(kù)3 座,調(diào)節(jié)庫(kù)容共計(jì)540.5萬(wàn)m3,渭干河龍口引水樞紐1座,形成渭干河總干渠、各縣總干渠及由其配套的干、支、斗、農(nóng)輸配水體系。

2 用水總量控制

2016年阿克蘇地區(qū)水利局在遵照水資源“三條紅線”用水總量控制原則和自治區(qū)對(duì)阿克蘇地區(qū)“三條紅線”指標(biāo)分解要求的基礎(chǔ)上,采取先易后難、分年度逐步實(shí)現(xiàn)目標(biāo)方法。

用水總量控制方案中2030年之前地表引水量高于“三條紅線”值,但逐年遞減,在2030年達(dá)到“三條紅線”值,實(shí)現(xiàn)了“三條紅線”控制指標(biāo)要求。本次規(guī)劃各水平年采用《阿克蘇地區(qū)用水總量控制方案專題報(bào)告》值。

表1 工程河段流速變化統(tǒng)計(jì)

圖1 渭干河灌區(qū)用水總量及行業(yè)用水

1）地表水

根據(jù)用水總量控制方案指標(biāo),灌區(qū)2020 年地表水控制引水量7.19 億m3；規(guī)劃年灌區(qū)85%頻率來(lái)水進(jìn)行平衡,85%頻率可引水量6.2 億m3。2020 年：由于75%、85%頻率可引水量小于用水總量值,既實(shí)際可引水量小于指標(biāo)量,因此2020 年平衡計(jì)算使用頻率來(lái)水量,不同保證率引水過(guò)程按龍口三縣分水比例引水,引水過(guò)程見(jiàn)表2。

表2 渭干河灌區(qū)各水平年農(nóng)業(yè)灌溉供水量匯總

2）地下水：規(guī)劃年農(nóng)業(yè)地下水開(kāi)采量均執(zhí)行用水總量控制方案相應(yīng)指標(biāo)[13-15]。

3 需水量計(jì)算

3.1 種植結(jié)構(gòu)

1灌溉面積

據(jù)水利普查成果分析沙雅縣渭干河灌區(qū)涉及6鎮(zhèn)、2鄉(xiāng)、1農(nóng)場(chǎng),總灌溉面積113.63萬(wàn)畝,規(guī)劃年灌溉面積初擬113.63萬(wàn)畝,通過(guò)平衡計(jì)算成果,以水定地原則確定2020年渭干河灌區(qū)灌溉面積。

跨境電商是新專業(yè)，高校和企業(yè)還沒(méi)來(lái)得及深度合作，這就導(dǎo)致高?？缇畴娚虒I(yè)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生學(xué)習(xí)與企業(yè)實(shí)踐需求嚴(yán)重脫節(jié)。沒(méi)有引入企業(yè)，專業(yè)教師能夠赴企業(yè)頂崗的機(jī)會(huì)就非常少。相比起其他專業(yè)，跨境電商專業(yè)嚴(yán)重缺乏“雙師型”教師。只靠講解書(shū)上的這個(gè)概念、那個(gè)理論，無(wú)法教授學(xué)生跨境電商操作技能。

灌區(qū)作物灌溉方式及種植結(jié)構(gòu)狀況見(jiàn)圖2,不同作物灌水率需求見(jiàn)圖3。

圖2 不同水平年渭干河灌區(qū)作物種植結(jié)構(gòu)匯總

圖3 不同作物灌水率需求

3.2 灌溉水利用系數(shù)

3.2.1 渠系水利用系數(shù)

沙雅縣渭干河灌區(qū)渠系包括引水渠系和灌溉輸配水渠系。引水渠系包括渭干河總干渠、沙新總干渠、沙雅總干渠；灌區(qū)內(nèi)輸配水渠系包括灌區(qū)內(nèi)的干渠、支渠、斗渠、農(nóng)渠。

3.2.2 水利用系數(shù)

通過(guò)上述渠系水利用系數(shù)、田間水利用系數(shù)的確定。現(xiàn)狀年及規(guī)劃年各級(jí)渠系灌溉水利用系數(shù)及灌溉水利用系數(shù)見(jiàn)表3。

表3 灌溉水利用系數(shù)匯總

根據(jù)灌溉面積、灌溉定額及不同作物灌溉方式對(duì)應(yīng)的灌溉水利用系數(shù),計(jì)算出灌區(qū)綜合凈需水量、毛需水量,采用綜合凈需水量除以綜合毛需水量計(jì)算出灌區(qū)綜合灌溉水利用系數(shù),2016年、2020年綜合毛灌溉水利用系數(shù)分別是0.495、0.684。

4 農(nóng)業(yè)需水量計(jì)算及供需平衡分析

4.1 農(nóng)業(yè)需水量

1）現(xiàn)狀年

依據(jù)灌溉面積、作物種植結(jié)構(gòu)、灌溉制度和灌溉水利用系數(shù)計(jì)算作物需水量?，F(xiàn)狀年渭干河灌區(qū)灌溉面積113.63萬(wàn)畝,凈需水量、毛需水量分別是54488.7萬(wàn)m3、110053.0萬(wàn)m3,綜合灌溉定額、綜合灌溉水利用系數(shù)分別是968 m3/畝、0.495。

2）規(guī)劃2020年

（1）總灌溉面積與現(xiàn)狀相同

依據(jù)灌溉面積、作物種植結(jié)構(gòu)、灌溉制度和灌溉水利用系數(shù)計(jì)算作物需水量。若規(guī)劃年渭干河灌區(qū)灌溉面積113.63萬(wàn)畝,凈需水量、毛需水量分別是42332.7萬(wàn)m3、70320.2萬(wàn)m3,綜合灌溉定額、綜合灌溉水利用系數(shù)分別是619 m3/畝、0.602。

（2）以水定地確定的灌溉面積和作物種植結(jié)構(gòu)

依據(jù)以水定地、定發(fā)展原則,通過(guò)85%保證率平衡計(jì)算確定灌溉面積和作物種植結(jié)構(gòu)。85%頻率平衡時(shí)灌區(qū)總灌溉面積107.8萬(wàn)畝,需退減的的灌溉面積5.84萬(wàn)畝。

灌區(qū)凈需水量、毛需水量分別是44171.2萬(wàn)m3、64532.0萬(wàn)m3,綜合灌溉定額、綜合灌溉水利用系數(shù)分別是599 m3/畝、0.684。

4.2 供需平衡分析

4.2.1 現(xiàn)狀年

現(xiàn)狀年灌區(qū)灌溉毛需水量110053.0萬(wàn)m3,75%分配地表水量63065.7萬(wàn)m3,灌區(qū)開(kāi)采地下水5244萬(wàn)m3,折算至地表水8759.7萬(wàn)m3。

75%平衡計(jì)算：余水2211.8萬(wàn)m3,缺水40439.3萬(wàn)m3；通過(guò)兩座水庫(kù)聯(lián)合調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)后余、缺水量分別是1521.8萬(wàn)m3、39849.0萬(wàn)m3。

因?yàn)閬?lái)水不能滿足灌溉需水要求,且灌區(qū)存在資源性缺水和季節(jié)性缺水。

4.2.2 規(guī)劃2020年

首先計(jì)算規(guī)劃年擬定在總灌溉113.6萬(wàn)畝基礎(chǔ)上加大渠道防滲改造工程和增加高效節(jié)水灌溉面積和前提下,進(jìn)行85%保證率平衡計(jì)算,分析余缺水量,擬定退減的面積；在退減面積方案下,再計(jì)算灌區(qū)85%保證率下的需水量,并進(jìn)行85%保證率平衡計(jì)算。

（1）渭干河灌區(qū)（總灌溉面積113.6萬(wàn)畝）

灌區(qū)灌溉毛需水量70320.2萬(wàn)m3,85%頻率來(lái)水量62172.1萬(wàn)m3,用水總量控制方案報(bào)告中灌區(qū)農(nóng)業(yè)開(kāi)采地下水4507萬(wàn)m3,折算至地表水5950.6萬(wàn)m3。平衡計(jì)算,余水4369.4萬(wàn)m3,缺水6566.9萬(wàn)m3。

通過(guò)平衡計(jì)算,在嚴(yán)格執(zhí)行配額地表水和地下水前提下,灌區(qū)大力發(fā)展渠道防滲改造和高效節(jié)水灌溉項(xiàng)目基礎(chǔ)上,灌區(qū)總灌溉面積113.6 萬(wàn)畝仍缺水,需退減灌溉面積。

（2）渭干河灌區(qū)（退減耕地）

在保證高效節(jié)水灌溉面積及作物不變的前提下,依據(jù)供需平衡退減灌區(qū)內(nèi)的常規(guī)劃灌溉面積。通過(guò)上述原則進(jìn)行平衡計(jì)算,85%保證率退減的灌溉面積5.84萬(wàn)畝,退減面積后灌區(qū)供需平衡。

規(guī)劃2020年灌區(qū)灌溉毛需水量64532.0萬(wàn)m3,85%頻率來(lái)水量62172.1萬(wàn)m3,用水總量控制方案報(bào)告中灌區(qū)農(nóng)業(yè)開(kāi)采地下水4507萬(wàn)m3,折算至地表水5950.6萬(wàn)m3。平衡計(jì)算,余水4470.3萬(wàn)m3,缺水879.6萬(wàn)m3。通過(guò)兩座水庫(kù)聯(lián)合調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)后灌區(qū)不缺水,余水量3490.7萬(wàn)m3。

5 結(jié)論

渭干河灌區(qū)現(xiàn)狀灌溉水利用效率低下導(dǎo)致可供水源不滿足用水需求。因此,采取高效節(jié)水工程建設(shè),通過(guò)理論計(jì)算和相似工程類(lèi)比分析,工程建設(shè)后灌區(qū)水利用系數(shù)明顯提升,綜合考慮作物結(jié)構(gòu)及用水需求,規(guī)劃年可供水源滿足農(nóng)業(yè)用水需求。