蓋孜河灌區(qū)地下水取水合理性分析研究

房 晨

(新疆吐魯番市高昌區(qū)水管總站，新疆 吐魯番 838000)

1 工程概況

本工程為農(nóng)業(yè)灌溉用水，計(jì)算設(shè)計(jì)年毛取用水量為83.5萬m3，日取水量約為0.65萬m3/d(日最大)，因?yàn)閰⒖嫉摹缎陆κ?伽師)一市四縣城鄉(xiāng)飲水安全工程水資源論證報(bào)告書》中有2020年、2030年供需平衡分析，本項(xiàng)目為辦理取水許可證，選取2018年為現(xiàn)狀水平年。本次是果樹項(xiàng)目，不會(huì)有結(jié)構(gòu)調(diào)整問題，取水許可證按10 a計(jì)算，確定設(shè)計(jì)水平年為2030年[1-4]。本次項(xiàng)目取水水源為蓋孜河流域疏附縣布拉克蘇鄉(xiāng)7村紅旗農(nóng)場(chǎng)區(qū)域地下水。

建設(shè)項(xiàng)目業(yè)主提出的取用水方案是:選擇取用水水源為地下水，在布拉克蘇鄉(xiāng)7村紅旗農(nóng)場(chǎng)承包戶的166.76 hm2地塊內(nèi)，2008年打5眼井，為農(nóng)業(yè)灌溉取水工程。

2 灌區(qū)地下水水資源狀況分析

2.1 水資源量及時(shí)空分布

地表水資源量。疏附縣地表水資源量僅為0.1531億m3，疏附縣水權(quán)水量由喀什噶爾河流域管理局按約定分水比例確定。本項(xiàng)目水源為蓋孜河，以下主要對(duì)蓋孜河水資源狀況進(jìn)行論述[5]。

通過對(duì)維他克水文站1959—2018年(其中:1968—1973年資料缺測(cè)，未進(jìn)行插補(bǔ))的實(shí)測(cè)資料分析，蓋孜河多年平均流量為5.49 m3/s，最大年徑流量為2.29億m3，最小年徑流量為1.38億m3，兩者之比為1.66，年變差系數(shù)0.136。通過對(duì)克勒克水文站和維他克水文站多年徑流資料分析，推算出蓋孜河吐木休克出山口塔什米力克渠首處的多年平均徑流量為11.06億m3，年際變差系數(shù)Cv為0.16，說明塔什米力克渠首處徑流年際變化不大。年內(nèi)春、夏、秋、冬四季水量分配比例分別為14.88%、60.75%、18.11%和6.26%，夏季水豐沛，冬季極枯，水資源年內(nèi)豐枯變化懸殊，導(dǎo)致了春旱與夏洪[6-9]。

根據(jù)克勒克和維他克水文站多年系列資料，經(jīng)同歷時(shí)疊加，按連續(xù)系列經(jīng)驗(yàn)頻率公式計(jì)算，用P-Ⅲ型曲線適線，得塔什米力克渠首處P=50%的年徑流量為10.87億m3，P=75%的年徑流量為9.74億m3。根據(jù)疏附縣資料統(tǒng)計(jì)，全縣多年平均泉水溢出量2.56億m3，其中:蓋孜河流域0.54億m3。蓋孜河沖洪積平原地下水多年平均補(bǔ)給量65 493.82萬m3，可開采資源量為26 197.53萬m3。其中布拉克蘇鄉(xiāng)水源地C級(jí)允許開采量8395萬m3。

2.2 水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀分析

蓋孜河上建有攔河大壩和泄洪閘，泄洪閘改建后設(shè)計(jì)流量為297 m3/s，校核流量為341 m3/s，梯級(jí)潰壩段建于2002年，設(shè)計(jì)校核泄洪能力495 m3/s，紅山補(bǔ)充引洪渠首位于蓋孜河塔什米力克渠首以下9 km的河道西岸，為攔河引水。該工程控制疏附縣的烏帕爾鄉(xiāng)和阿克陶縣的喀熱克其克鄉(xiāng)以及克州種羊場(chǎng)二鄉(xiāng)一場(chǎng)灌區(qū)約10 000 hm2灌溉面積?？κ哺翣柡恿饔蚬芾砭炙裁桌锟怂苷驹谒裁桌锟饲椎囊掠? km設(shè)立測(cè)驗(yàn)斷面(稱引水渠斷面)，對(duì)引水水量進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。在紅山補(bǔ)充引洪渠首上設(shè)立測(cè)驗(yàn)斷面(稱紅山斷面)，對(duì)河道的流量進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。塔什米里克水管站從1967年開始觀測(cè)至今，觀測(cè)項(xiàng)目有水位流量，引水渠結(jié)構(gòu)為混凝土面板，引水渠斷面型式為規(guī)則的梯形斷面。

紅山斷面為河道斷面，設(shè)有鋼板水尺進(jìn)行水位觀測(cè)，設(shè)有跨河纜車進(jìn)行流量測(cè)驗(yàn)，全年采用水位改正法推求河道流量。塔什米力克引水樞紐距上游克勒克站約38 km，距維他克站約6 km，引水樞紐以上河長215 km，集水面積10 140 km2?？死湛苏竞途S他克站以下至引水樞紐區(qū)間集水面積為431 km2，根據(jù)克勒克和維他克水文站多年系列徑流資料 ，得塔什米力克渠首處P=50%的年徑流量為10.87億m3。疏附縣現(xiàn)有井電雙控機(jī)電井約600眼，其中蓋孜河灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉按200眼，單井出水量100 m3/h，每天抽水20 h，每月抽水25 d，水利用系數(shù)0.8計(jì)算月最大取水量為800萬m3。根據(jù)《喀什地區(qū)用水總量控制方案》的批復(fù)(喀署復(fù)[2019]127號(hào))，疏附縣地下水用水控制指標(biāo)(克孜河和蓋孜河合計(jì))2030年是4890萬m3。

3 灌區(qū)地下水用水合理性分析與建議

3.1 作物需水量及需水過程合理性分析

根據(jù)新疆《農(nóng)業(yè)灌溉用水定額》(DB65/T 3611—2014)，Ⅵ-12疏附縣灌溉定額中微灌75%:冬小麥3975 m3/hm2(265 m3/畝)，果樹5100 m3/hm2(340 m3/畝)等。因?yàn)橛盟偭靠刂?，本次采用冬小麥灌溉定額是3975 m3/hm2(265 m3/畝)，果樹4950 m3/hm2(330 m3/畝)，即冬小麥定額是一樣的，果樹定額減少150 m3/hm2(10 m3/畝)。7村紅旗農(nóng)場(chǎng)灌區(qū)面積166.76 hm2(其中小麥66.76 hm2、果樹100.0 hm2)，7村紅旗農(nóng)場(chǎng)農(nóng)業(yè)灌溉凈取用水量為76.0萬m3，畝均凈用水量304.0 m3，計(jì)算出的凈地下水要除以田間水利用系數(shù)0.91，毛灌溉用水量為83.5萬m3，毛灌溉定額5010 m3/hm2(334 m3/畝)，與喀什“三條紅線”2020控制指標(biāo)灌溉定額10 500 m3/hm2(700 m3/畝)指標(biāo)相比，用水水平較高。

本供水工程輸配水型式是:從5眼水井抽取地下水，通過PVC管網(wǎng)和滴灌帶送到166.76 hm2田間。5眼機(jī)井在166.76 hm2地塊中，相距500～1500 m，距離適中，說明布局是合理的。與標(biāo)準(zhǔn)(DB 65/T 3611—2014)進(jìn)行比較，冬小麥定額是一樣的，果樹定額減少150 m3/hm2(10 m3/畝)，因?yàn)橛盟偭靠刂?，可以表明灌溉制度是合理的?/p>

3.2 水量平衡分析

按《農(nóng)田灌溉建設(shè)項(xiàng)目水資源論證導(dǎo)則》要求，對(duì)分析范圍疏附縣蓋孜河灌區(qū)進(jìn)行水量平衡分析。疏附縣2018年灌溉面積56 566.76 hm2，其中蓋孜河灌區(qū)灌溉面積為27 220 hm2，根據(jù)《喀什地區(qū)用水總量控制方案》的批復(fù)，疏附縣蓋孜河灌區(qū)退減灌溉面積實(shí)施計(jì)劃2018—2030年合計(jì)是2813.3 hm2，計(jì)算蓋孜河灌區(qū)灌溉面積2030年為24 613.3 hm2。其中高效節(jié)水灌溉面積2018—2030年 合計(jì)是12 453.3 hm2。蓋孜河灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉機(jī)井按200眼，單井出水量100 m3/h，每天抽水20 h，每月抽水25 d，水利用系數(shù)0.8計(jì)算月最大取水量為800萬m3。

年水資源供需平衡中農(nóng)業(yè)毛需水量22 375.3萬m3、工業(yè)需水量126.0萬m3、生活需水量534.0萬m3、牲畜需水量83.0萬m3，合計(jì)需水量23 118.3萬m3。地表水中蓋孜河徑流量為9.74億m3，按用水總量控制，供水量21 548.0萬m3，地下水折合河水1560.0萬m3，沒有調(diào)入水量，合計(jì)是23 108.0萬m3。平衡余水1.5萬m3，缺水12.2萬m3。

3.3 建設(shè)項(xiàng)目取用退水與用水效率分析

取用水方案是:選擇的水源為地下水，在布拉克蘇鄉(xiāng)7村紅旗農(nóng)場(chǎng)承包戶的166.76 hm2地塊內(nèi)，2008年打5眼井，為農(nóng)業(yè)灌溉取水工程。本項(xiàng)目工程主要是為農(nóng)業(yè)灌溉用水提供保障，農(nóng)業(yè)退水是指灌溉以后從農(nóng)田里排出滲到排水渠的水，化肥含量較高，易造成污染。

灌溉定額指標(biāo)計(jì)算與比較，本次冬小麥灌溉定額是3975 m3/hm2(265 m3/畝)，果樹4950 m3/hm2(330 m3/畝)，與標(biāo)準(zhǔn)(DB 65/T 3611—2014)進(jìn)行比較，冬小麥定額是一樣的，果樹定額減少150 m3/hm2(10 m3/畝)，因?yàn)橛盟偭靠刂?，灌溉制度是合理的。?眼水井抽取地下水，不經(jīng)過干支斗農(nóng)渠道，只經(jīng)過PC管網(wǎng)和滴灌帶到166.76 hm2田間中，灌溉用水效率較高。7村紅旗農(nóng)場(chǎng)灌區(qū)屬井灌區(qū)滴灌微灌，已經(jīng)屬髙效節(jié)水灌溉，水利用系數(shù)0.9，基本達(dá)到規(guī)范的節(jié)水灌溉要求。

3.4 節(jié)水潛力措施建議

農(nóng)牧業(yè)節(jié)水措施根據(jù)區(qū)域國民經(jīng)濟(jì)規(guī)劃和灌區(qū)的自然條件、土壤、氣象、水資源及社會(huì)經(jīng)濟(jì)等方面的實(shí)際情況，本著因地制宜的原則，灌區(qū)田間渠道輸水節(jié)水以現(xiàn)澆混凝土板防滲型式為主，田間灌溉節(jié)水以農(nóng)田平整、溝畦灌為主，加大高效節(jié)水技術(shù)的推廣。具體節(jié)水措施:干、支渠均采用現(xiàn)澆混凝土板防滲型式，農(nóng)田進(jìn)行土地平整兼有節(jié)水措施:小麥主要采用畦灌，兼有滴灌;棉花、玉米、牧草等作物主要采用滴灌。隨著區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的不斷深入和農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，規(guī)劃年推行高效節(jié)水灌溉，則可進(jìn)一步減少農(nóng)牧業(yè)用水量，促進(jìn)農(nóng)牧業(yè)發(fā)展。

輸水系統(tǒng)節(jié)水，主要是采取渠道防滲、低壓管道輸水等減少水的無效損耗；主要包括渠道防滲技術(shù)，是用混凝土或塑料薄膜等材料對(duì)土渠進(jìn)行防滲處理。渠道防滲能減少渠道輸水損失，提高渠系水的利用系數(shù)，節(jié)省投資及運(yùn)行費(fèi)用，主要反映在四個(gè)方面，一是通過采取防滲措施，用節(jié)約下來的水可擴(kuò)大灌溉面積，降低了灌溉成本；二是在通過相同流量情況下，防滲渠道阻力小，流速快，可減小過水?dāng)嗝?，降低工程投資；三是渠道防滲后可減少看水員，降低管理費(fèi)用；四是渠道防滲可省工、節(jié)電、節(jié)水。防止渠道沖刷，渠道防滲具有防沖、防淤、防止坍塌作用，能夠保持渠道穩(wěn)定，保證輸水安全等。

4 結(jié) 語

通過對(duì)疏附縣蓋孜河灌區(qū)水資源利用現(xiàn)狀、供水量、用水量的相關(guān)計(jì)算分析，得出該灌區(qū)經(jīng)過節(jié)水改造后，能夠保持水量的供需平衡，由此可知本灌區(qū)水資源開發(fā)是合理的，有利于灌區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。水位降深小，取水結(jié)束后水位易恢復(fù)，對(duì)地下水生態(tài)影響程度低。水源地水質(zhì)和水量均可符合正常生產(chǎn)要求，論證區(qū)地下水資源和其他用戶的權(quán)益均不會(huì)受到影響。