基于可持續利用的縣域水資源供需平衡分析

魏賓，雷曉云

（1.新疆農業大學水利與土木工程學院，新疆烏魯木齊830052；2.新疆兵團勘測設計院（集團）有限責任公司，新疆烏魯木齊830002）

基于可持續利用的縣域水資源供需平衡分析

魏賓1，2，雷曉云1

（1.新疆農業大學水利與土木工程學院，新疆烏魯木齊830052；2.新疆兵團勘測設計院（集團）有限責任公司，新疆烏魯木齊830002）

水資源供需平衡分析對于實現區域水資源的可持續利用與國民經濟的可持續發展意義重大。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，分析了縣域農業高效節水工程實施的必要性。研究結果對類似區域的水資源規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，這對實現區域水資源可持續利用及國民經濟、生態環境的可持續健康發展具有重要意義［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，行政區劃面積14602.95km2。截至2012年底，GDP總量為127.9億元，其中：農業總產值25.4億元，工業總產值77.3億元，第三產業25.2億元。以農業種植業為主，主要播種作物為棉花、小麥、玉米和甜菜等；工業主要有輕工業、食品加工業等。近年來，由于油氣資源的開發使得新興工業發展較快，工業與農業、生態用水矛盾日趨突出，國民經濟用水結構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，此外生態供水保證率為50%，農業為75%，工業為97%［4，5］；

（3）工業與生活用水產生的中水用于荒漠生態灌溉，不參與平衡分析；

（4）平衡分析時，優先使用縣域內可利用水量，不足部分通過調水工程解決。

1.2計算方法

（1）供需平衡按縣域內渭干河灌區與庫車河灌區2個灌區分別計算；

（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，農業用水分別按照常規節水與高效節水進行平衡分析［6］；

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

2水資源供需平衡分析

庫車縣國民經濟社會用水主要由縣域內的渭干河灌區與庫車河灌區構成，圍繞這2個灌區，水資源供需平衡分析如下。

2.1現狀水平年平衡分析

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與渭干河灌區的供需平衡。可以看出：庫車河灌區2012年（來水保證率P=50%年份）水資源可利用量可滿足灌區需水量，但存在年內部分月份缺水現象，來水保證率P=75%、97%年份水資源可利用量不足；渭干河灌區水資源可利用量同樣不能滿足灌區需水量，存在年內部分月份缺水。縣域內水資源可利用量（P=75%年份）小于總需水量，表明灌區農業灌溉規模較大，需要建設水庫來調節地表來水量在年內分配不均的情況。

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節水和高效節水2種情況進行平衡分析。①常規節水情況，庫車河灌區隨著渠系水利用系數提高，農業用水量減少，但工業用水大幅增加，需從渭干河調水1.7288億m3（其中縣域內調水1.1880億m3，從沙雅縣、新和縣2縣調水0.5408億m3），渭干河灌區通過開源節流可完成調水任務；②高效節水情況，渭干河西水東調工程引水量1.6510億m3（其中縣域內部調水1.5172億m3，從沙雅縣、新和縣2縣調水0.1338億m3），庫車縣渭干河灌區通過高效節水農業工程的實施可多調水約0.33億m3。

在來水保證率為50%的年份，渭干河西水東調工程引水量為0.988億m3，庫車縣下泄生態水量為1.2385億m3（其中灌區棄水0.5953億m3，工業中水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，庫車縣西水東調工程引水規模與來水保證率為75%時基本相同，但灌區農業生產會遭受一定程度破壞，在不增加地下水開采量與調水量前提下，灌區農業灌溉破壞程度為17%。通過平衡分析可知：2015年，由于縣域內工業用水增加，水資源可利用量不能滿足需水要求，必須通過發展高效節水農業、調整用水結構、增加地下水開采量等方式才能實現水資源供需平衡。

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，農業按照常規節水和高效節水2種情況進行平衡分析。①常規節水情況下，縣域內通過開源節流可利用水量仍不足，需要從新和縣、沙雅縣調水，渭干河西水東調工程引水量為3.4192億m3（其中縣域內調水1.8553億m3，外縣調水1.5638億m3）；②高效節水情況下，渭干河總調水量3.3456億m3（其中縣域內調水2.1362億m3，外縣調水1.2094億m3）。

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

在來水保證率為97%的年份，庫車縣西水東調工程引水規模與來水保證率為75%時基本相同，但灌區農業生產會遭受破壞，在不增加地下水開采量與調水量情況下，灌區農業灌溉破壞程度為18%。

縣域內來水保證率為75%情況下，不同水平年水資源供需平衡分析結果見表1。

表1縣域內不同水平年水資源供需平衡計算結果（P=75%）萬m3

綜上所述，庫車縣縣域內通過大力發展高效農業節水、增加地下水開采量及流域調水工程的實施，可形成新的供需平衡體系，實現縣域內水資源的高效可持續利用。

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庫車河灌區平衡分析

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

3.2渭干河灌區平衡分析

在2030年，渭干河灌區總需水量7.9896億m3；渭干河地表可利用水量8.2555億m3，主要用于生產、生活；地下水開采量1.18億m3，主要用于生活及工農業用水；灌區無中水水源；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通過西水東調工程供給縣域內的庫車河灌區。

3.3渭干河灌區調水工程可行性分析

根據水資源供需平衡分析，近期2015年需要從渭干河灌區調水1.6510億m3，遠期2030年需要從渭干河灌區調水3.3456億m3，對渭干河灌區進行平衡計算，分析調水的可行性。

（1）灌溉面積：2012年實際農業灌溉面積為22.8萬hm2，規劃水平年原則上不增加。

（2）地下水可開采量參考當地地下水開發利用報告，地表可利用水量按來水量60%計。

（3）高效節水農業面積主要根據庫車、沙雅、新和3縣在渭干河上的分水比例確定。這3縣2015年規劃高效節水農業面積為8.7萬hm2，2030年為12.7萬hm2。

根據庫車縣地表來水量、需水規模對渭干河灌區不同水平年進行平衡分析（見表2）。可知：渭干河灌區2015年可調水量2.25億m3，2030年可調水量3.90億m3，滿足調水要求。

表2渭干河灌區各水平年供需平衡計算萬m3

4結語

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，結果表明：

（1）現狀水平年，在P=75%來水保證率下總供水量小于總需水量，表明灌區農業灌溉規模太大，同時需要建設水庫以調節地表來水量年內分配不均的情況。

（2）近期水平年，由于縣域工業用水量增大，總供水量不能滿足需水要求，必須通過農業種植結構調整、實施高效節水農業、增加地下水開采量等措施，才能實現供需平衡。

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

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

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TV213

A

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。