吐魯番市景觀用水水資源供需平衡分析

熱依汗

（新疆維吾爾自治區(qū)水文局水文實(shí)驗(yàn)站，新疆 烏魯木齊 830000）

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展建設(shè)離不開水資源的綜合開發(fā)利用，吐魯番市是烏魯木齊都市圈的副中心城市，也是一個(gè)水資源極度缺乏的區(qū)域，要實(shí)現(xiàn)綜合完善的吐魯番城市生態(tài)水系，就需對(duì)區(qū)域水資源供需平衡情況進(jìn)行探討。

1 吐魯番市水資源開發(fā)現(xiàn)狀

吐魯番市主要河流有煤窯溝河、塔爾朗河，也是市區(qū)主要水源。其中煤窯溝河上，建有葡萄溝水庫(kù)和煤窯溝水庫(kù)，庫(kù)容分別為550×104m3，和980×104m3，該水源由洋沙河公園通過洋沙支渠景觀河穿火焰山路流經(jīng)示范區(qū)向下游葡萄鎮(zhèn)供水；塔爾朗河水通過塔爾朗干渠在塔爾朗流管理站桃兒溝分水閘處分別引入到312 國(guó)道以北的共青團(tuán)渠、高昌路紅光渠、東環(huán)路新光渠向下游亞爾鎮(zhèn)供水；規(guī)劃建設(shè)的大河沿水庫(kù)庫(kù)容3024 萬(wàn)m3，主要為吐魯番市城市提供季節(jié)性水源保證。

2 需水量分析

2.1 規(guī)劃用水方案

吐魯番市規(guī)劃的水系景觀為“三縱、兩橫、九湖” ，水流方向?yàn)閺谋敝聊希丛从诒ㄈ诨?，匯聚葡萄溝水庫(kù)，通過支渠，分散到各個(gè)河道。吐魯番市水體景觀規(guī)劃區(qū)域內(nèi)共有4 條渠道，分別為。桃兒溝支渠設(shè)計(jì)流量改造4.0 m3/s（2.0 m3/s引入其他支渠），其中新建共青團(tuán)渠設(shè)計(jì)流量2.0 m3/s，灌溉面積0.8 萬(wàn)畝；高昌路紅光渠設(shè)計(jì)流量0.8 m3/s，灌溉面積0.37 萬(wàn)畝；東環(huán)路新光渠設(shè)計(jì)流量1.2 m3/s，灌溉面積0.6 萬(wàn)畝。

洋沙支渠沙河子支渠水閘至區(qū)公安局段，設(shè)計(jì)流量9.0 m3/s，新建2 km沙河子支渠水閘至桃兒溝河水系引水渠流量2.0 m3/s，區(qū)公安局處恰特卡勒鄉(xiāng)支渠分水后剩余流量4.5 m3/s，南環(huán)路處設(shè)計(jì)流量2.5 m3/s，下游灌溉面積2.0 萬(wàn)畝。

2.2 新需水量分析

根據(jù)塔爾朗流域管理站監(jiān)測(cè)資料顯示，桃兒溝支渠灌溉引水時(shí)間為4月23 日至11月15日左右，在此期間下游灌溉水量可滿足本次水體景觀規(guī)劃用水需求，4 月1日至22日塔爾朗河道無(wú)來(lái)水可引用，這段時(shí)間由大河沿水庫(kù)補(bǔ)充供水。煤窯溝流域管理站2008 年～2016 年資料顯示，洋沙支渠灌溉引水時(shí)間為4月1日至11月30日左右，基本滿足水體景觀規(guī)劃用水需求。因此，新需水量用下游灌溉時(shí)和下游不灌溉時(shí)兩種情況進(jìn)行分析確定。

（1）下游灌溉時(shí)

吐魯番市生態(tài)水系規(guī)劃水資源配置的要求進(jìn)行供水，因此，下游灌溉時(shí)滿足本次水體景觀規(guī)劃的要求，只補(bǔ)充蒸發(fā)量即可。按新增水面面積432200 m2（648 畝）計(jì)算新增蒸發(fā)新水68.29×104m3（按照每平方米年蒸發(fā)1580 mm計(jì)）。

桃兒溝支渠的萊帕爾景觀河蒸發(fā)損失量為27.62×104m3；洋沙支渠的桃兒溝景觀河蒸發(fā)損失量29.61×104m3、洋沙支渠景觀河蒸發(fā)損失量為11.06×104m3。

（2）下游不灌溉時(shí)

當(dāng)桃兒溝支渠4月1日至23日不引水時(shí)（22天），需要滿足景觀河最低和最大設(shè)計(jì)引水量0.5 m3/s～2.0 m3/s，則新增水景帶需水量95.04×104m3～380.16×104m3

以上兩種情況綜合分析，景觀河最低引水量0.5 m3/s為算，本次水體景觀規(guī)劃新增水量為163.33×104m3。

由于規(guī)劃城市水體景觀綠化用地為葡萄地，需水量很小可忽略不計(jì)，因此本次不考慮綠化用水；規(guī)劃三條景觀河對(duì)原有渠道進(jìn)行改造， 按高標(biāo)準(zhǔn)的防滲措施進(jìn)行處理， 因此新增河道的滲漏量也可忽略。

3 可供水量

3.1 水源來(lái)水量分析

根據(jù)本次水體景觀規(guī)劃，現(xiàn)狀年主要水源由塔爾朗河和煤窯溝水庫(kù)、葡萄溝水庫(kù)補(bǔ)水；規(guī)劃水平年大河沿水庫(kù)建成后，從大河沿水庫(kù)補(bǔ)充水調(diào)水滿足本次城市水系水源需求，因此本次對(duì)上游大河沿、塔爾朗河和煤窯溝河來(lái)水量進(jìn)行分析。

3.1.1 煤窯溝站來(lái)水量

煤窯溝站多年平均年徑流量直接采用61年系列算術(shù)平均值（0.8128×108m3）（1956年～2016 年），徑流系列頻率計(jì)算采用P-Ⅲ型理論曲線，統(tǒng)計(jì)參數(shù)CV值為0.22，CS/CV比值為2.0，其設(shè)計(jì)徑流量成果見表1。

3.1.2 大河沿、塔爾朗河來(lái)水量

根據(jù)《大河沿水庫(kù)可行性研究工程水文計(jì)算報(bào)告》《吐魯番市高昌區(qū)塔爾朗河至雅爾乃孜溝口雅爾乃孜水庫(kù)防洪工程洪水分析計(jì)算》報(bào)告，其中大河沿水文站自1996 年～2006年共有11年、塔爾朗水文站自1995年～2003年共有9年實(shí)測(cè)徑流系列資料。由于系列較短，用頻率計(jì)算、水文比擬法、徑流深等值線和長(zhǎng)短系列訂正法等方法分別計(jì)算大河沿和塔爾朗多年平均徑流量進(jìn)行對(duì)比分析，根據(jù)實(shí)測(cè)資料、技術(shù)路線和設(shè)計(jì)安全考慮，以煤窯溝站為參證站，大河沿和塔爾朗站采用長(zhǎng)短系列訂正法計(jì)算結(jié)果最為合理，其設(shè)計(jì)年徑流量成果見表1。

表1 煤窯溝、大河沿、塔爾朗水文站設(shè)計(jì)年徑流量成果表

3.2 取水水源

桃兒溝支渠：現(xiàn)狀年4月23日至10月30日從塔爾朗桃兒溝支渠取水，4月1日至22日從大河沿水庫(kù)（2018年初步發(fā)揮效益）取水。

洋沙支渠：現(xiàn)狀年洋支渠取水，煤窯溝水庫(kù)和葡萄溝水庫(kù)補(bǔ)水。

3.3 取水地點(diǎn)

現(xiàn)狀年項(xiàng)目取水地點(diǎn)兩處：一處是塔爾朗干渠下游桃兒溝支渠取水（塔爾朗水管站），高程為142 m。

另一處：從煤窯溝下游葡萄溝分水閘洋沙支渠水取水，高程為118 m。

規(guī)劃年水量不足時(shí)大河沿水庫(kù)取水，取水地點(diǎn)為大河沿水庫(kù)放水渠。按城市水體景觀項(xiàng)目總體布局及分布，其占地面積有2683388 m2（4023 畝），總長(zhǎng)14.4 km。

萊帕爾路景觀河：臨近城市主干道萊帕爾路，西環(huán)路，城市主干道高昌路，東環(huán)路，柏孜克里克路貫穿橫向萊帕爾景觀河，包括萊帕爾路-新環(huán)路景觀河、萊帕爾路景觀河和坎兒井主題景觀湖，其規(guī)劃紅線范圍面積約為813115 m2（1219畝），全長(zhǎng)約為5.2 km，其中萊帕爾河- 西環(huán)路景觀河水體寬度4 m，綠化寬度為65 m萊帕爾路景觀河水體寬度10 m，綠化寬度為149 m（其中包含濕地景觀寬度在內(nèi)）。

桃兒溝景觀河：臨近城市支路駝鈴南路，其規(guī)劃紅線范圍面積約為1439409 m2（2158畝），全長(zhǎng)約為6.2 km，水體寬度為20 m，綠化寬度為160 m（其中包含濕地景觀寬度在內(nèi)）。

洋沙支渠景觀河：臨近城市支路葡萄溝南路，其規(guī)劃紅線范圍面積約為430864 m2（646 畝），全長(zhǎng)約為3 km，水體寬度為15 m，綠化寬度為106 m（其中包含濕地景觀寬度在內(nèi)）。

3.4 供水線路

供水線路主要根據(jù)城市水景觀線路進(jìn)行：

（1）萊帕爾景觀河供水方案：經(jīng)桃兒溝分水閘引入（4.0 m3/s），經(jīng)共青團(tuán)大隊(duì)灌溉，到西環(huán)路段水景帶、坎兒井主題景觀湖、萊帕爾路段水景帶、桃兒溝景觀河，引水流量一直為2.0 m3/s，沿南環(huán)路回歸新光渠灌溉1.2 m3/s（余水0.8 m3/s），用于城南景觀湖（0.8 m3/s），最后用于紅光渠灌溉0.8 m3/s。

（2）桃兒溝景觀河供水方案：從桃兒溝景觀河引水2.0 m3/s到桃兒溝景觀湖，最后到巴格爾英薩支渠進(jìn)行灌溉，整個(gè)過程中水流量不變。

（3）洋沙河景觀河供水方案：洋沙公園至區(qū)公安局段引水（9.0 m3/s）——經(jīng)桃兒溝景觀河引入2.0 m3/s（余水7.0 m3/s）——恰特卡勒鄉(xiāng)支渠分水閘引入4.5 m3/s（余水2.5 m3/s）——周圍灌溉引入2.1 m3/s（余水0.4 m3/s）——葡萄鎮(zhèn)景觀湖（0.4 m3/s）——先鋒斗渠渠灌溉0.4 m3/s。

4 用水量平衡分析

（1）萊帕爾景觀河：將紅光渠、新光渠水量加入到共青團(tuán)渠道，全長(zhǎng)5.2 km，從塔爾朗流域管理站桃兒溝支渠——經(jīng)萊帕爾路西環(huán)路段景觀—坎兒井主題景觀湖引入——萊帕爾路景觀帶——桃兒溝景觀湖向以南放鄉(xiāng)延伸，下游適當(dāng)位置引入城南景觀湖，后回歸原灌溉渠道，剩余的補(bǔ)充艾丁湖生態(tài)水。

（2）桃兒溝景觀河：該景觀河全長(zhǎng)有6.2 km，新建2 km沙河子分水閘至桃兒溝河水系引水渠，新建1 km下游南環(huán)路桃兒溝景觀河至洋沙支渠景觀河引水渠，將上游引水渠道原回歸洋沙景觀河，保障下游農(nóng)業(yè)灌溉用水，剩余的補(bǔ)充艾丁湖生態(tài)水。

（3）洋沙支渠景觀河：洋沙支渠景觀河管控洋沙支渠景觀河、葡萄鎮(zhèn)景觀湖和桃兒溝景觀河，將上游引水渠道原回歸洋沙支渠或洋沙水庫(kù)，保障下游農(nóng)業(yè)灌溉用水，剩余的補(bǔ)充艾丁湖生態(tài)水。

本次規(guī)劃其取用水與下游灌溉同步進(jìn)行，下游灌溉時(shí)可滿足本項(xiàng)目水量需求，不灌溉時(shí)保證水體景觀各河道保證最少0.5 m3/s。

4.1 各支渠引水時(shí)水量平衡

桃兒溝支渠下游灌溉時(shí)，可以滿足萊帕爾景觀河全長(zhǎng)的需水，只補(bǔ)充蒸發(fā)損失量（27.62×104m3）即可。

同樣，洋沙支渠下游灌溉時(shí)，可以滿足桃兒溝景觀河和洋沙支渠景觀河的需水，只補(bǔ)充蒸發(fā)損失量（40.67×104m3）即可。見圖1。

以上分析來(lái)看，桃兒溝支渠和洋沙支渠下游灌溉時(shí)，本項(xiàng)目補(bǔ)蒸發(fā)損失為68.29×104m3即可。當(dāng)滿足灌溉和本次工程需水后剩余的水量匯入到洋沙水庫(kù)或艾丁湖。

4.2 各支渠無(wú)來(lái)水可引用時(shí)水量平衡

根據(jù)引水天數(shù)統(tǒng)計(jì)，塔爾朗流域管理站4月 22開始向桃兒溝支渠引水，之前無(wú)來(lái)水可引用，因此，本次4月1日至22 日從大河沿水庫(kù)補(bǔ)充水。按22 天，景觀河最少水量0.5 m3/s計(jì)算，本次萊帕爾景觀河新需水量為95.04×104m3即可。見圖1 。

圖1 城市水體景觀不灌溉時(shí)水量平衡圖

表2 灌溉時(shí)的水體景觀河需水量計(jì)算表 單位：104m3

從以上計(jì)算，現(xiàn)狀塔爾朗和煤窯溝總來(lái)水量為1.5678×108m3，引水率分別69.9%和76.6%，全都用于下游灌溉，其中桃兒溝支渠和洋沙支渠下游灌溉時(shí)本次水體景觀規(guī)劃只補(bǔ)蒸發(fā)損失量68.29×104m3；桃兒溝支渠無(wú)來(lái)水可引用時(shí)水體景觀需水量為95.04×104m3，本次規(guī)劃總的需新水量為163.33×104m3，則桃兒溝支渠和洋沙支渠總需水量為4038.49×104m3，可滿足下游灌溉和本次工程需水后剩余的水量匯入到洋沙水庫(kù)或艾丁湖。

5 結(jié)語(yǔ)

吐魯番市水資源蒸發(fā)量大，城市景觀用水用的又是農(nóng)業(yè)灌溉余水，這增加了水資源優(yōu)化配置和水量調(diào)度的難度。通過分析探討可知，以不影響下游農(nóng)業(yè)灌溉效益為前提，現(xiàn)狀塔爾朗和煤窯溝可供水量為1.5678×108m3，灌溉時(shí)總需水量為4038.49×104m3，通過科學(xué)調(diào)配，可以滿足城市景觀用水，為構(gòu)建適應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求的新疆水安全保障體系提供了技術(shù)支撐和參考。