新疆瑪納斯河流域節(jié)水改造工程建設(shè)評(píng)價(jià)

鐘 強(qiáng)

（新疆瑪納斯河流域管理局，新疆 石河子 832000）

瑪納斯河流域（瑪河）流經(jīng)新疆天山經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的核心地區(qū)，在瑪河流域的中下游修建有特大型瑪河灌區(qū)[1]。近年來，我國在瑪河灌區(qū)內(nèi)大力發(fā)展工業(yè)建設(shè)，極大程度促進(jìn)了新疆經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在整個(gè)瑪河流域內(nèi)，包括瑪河灌區(qū)，總灌溉面積達(dá)430萬畝以上，每年用于灌溉的水資源使用量高達(dá)20億m3，有效地利用水資源，可直接影響瑪河流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度，故續(xù)建配套節(jié)水工程對(duì)瑪河流域經(jīng)濟(jì)建設(shè)意義深遠(yuǎn)。

1 瑪河流域水利工程建設(shè)

1.1 引水工程

目前，在瑪河流域已建成的引水樞紐工程有三座。其中，紅山嘴引水樞紐作為永久性引水建筑，于1959年完工建成，其重要功能是以灌溉為主，同時(shí)具有一定的發(fā)電能力。紅山嘴引水樞紐工程可為整個(gè)瑪河灌區(qū)引水灌溉，在運(yùn)行中，根據(jù)實(shí)際的調(diào)度需要，將水資源在東岸大渠、瑪河渡槽及其它4、5級(jí)水電站之間橫調(diào)，掌控著瑪河流域整個(gè)灌區(qū)的命脈。

1.2 蓄水工程

在瑪河灌區(qū)內(nèi)主要有蘑菇湖、大泉溝、新戶坪、躍進(jìn)及夾河子五座大中型水庫，大多都為1950～1980年建造，其中蘑菇湖、大泉溝水庫建立在瑪河流域西岸；在瑪河流域東岸建有躍進(jìn)、新戶坪兩座水庫；而夾河子水庫的主要功能是當(dāng)夏季到來，瑪河出現(xiàn)洪澇災(zāi)害時(shí)，能夠有效的攔蓄多余洪水。

1.3 主要輸水工程

在對(duì)瑪河灌區(qū)進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)70余年的投資建設(shè)中，建設(shè)完成的主要輸水溝渠就長(zhǎng)達(dá)400 km，同時(shí)，為了保障輸水溝渠的安全性、高效性，使用混凝土建造的防滲輸水溝渠就有近150 km，并且搭建相關(guān)的配套建筑物350余座。其中，瑪河流域總干渠及東岸大渠在設(shè)計(jì)中每秒的水流量可達(dá)100 m3以上，全程都是采用防滲設(shè)計(jì)，最大限度提高了在灌溉過程中的安全性，為灌區(qū)內(nèi)居民用水安全提供保障。

2 瑪河流域水利工程中存在的問題

2.1 骨干輸水渠道淤積嚴(yán)重

在瑪河流域中，冬季由于水資源相對(duì)較少，部分四、五級(jí)的水電站會(huì)將上游的部分的河水引入，會(huì)使渠道建設(shè)使用的防滲材料，如干砌卵石等凍脹、龜裂，甚至出現(xiàn)坍塌，導(dǎo)致輸水渠道出現(xiàn)嚴(yán)重淤積。在東岸大渠及瑪河總干渠中使用的防滲材料最多，淤積深度接近2m，從而導(dǎo)致渠道輸水力度降低，同時(shí)檢測(cè)得到水?dāng)嗝娓叨纫膊痪猓荒芫珳?zhǔn)地測(cè)得水流量。

2.2 閘后沖砂能力不足

在水庫開閘后，水流會(huì)直接沖入河床，河水夾帶著大量的河沙，河床主干道上絕大半的河水通常會(huì)沿著西河槽流下。在導(dǎo)流堤壩上游300 m以內(nèi)的大量河水都會(huì)順著河床較低的地勢(shì)，向著西河床流去；只有兩邊部分沒有沖擊力的河水會(huì)流到東河槽，水流失去沖擊，不能有效的帶走多余泥沙，使得位于東河床排砂明渠口出現(xiàn)嚴(yán)重的泥沙淤積。

2.3 渡槽滲漏嚴(yán)重

瑪河流域中，河水以25 m3/s的速度沖擊著過河大渡槽，使得大渡槽出現(xiàn)嚴(yán)重滲漏，對(duì)渡槽的拱座造成嚴(yán)重的侵蝕。在1999年的特大洪災(zāi)中，瑪河洪水以1100 m3/s的速度直接沖擊在拱座上，將洪水中漂浮物帶到拱腳上，為當(dāng)時(shí)的泄洪工作帶來了極大的困難，威脅著整個(gè)工程的安全。一旦出現(xiàn)事故，將對(duì)位于瑪河流域西岸的幾十萬畝灌區(qū)正常的農(nóng)田灌溉帶來嚴(yán)重的影響，同時(shí)對(duì)生活在西岸的居民的人身安全再次極大威脅[2]。

3 瑪河流域節(jié)水改造工程建設(shè)

3.1 改造原則

在瑪河流域續(xù)建配套節(jié)水工程改造中，需要遵循以下原則：①對(duì)于瑪河灌區(qū)內(nèi)輸水渠道的改造建設(shè)需要結(jié)合灌區(qū)田間的工程建設(shè)實(shí)際情況配合開展；②以瑪河灌區(qū)的整體經(jīng)濟(jì)利益作為起點(diǎn)，對(duì)于有著重要地理位置和損壞相對(duì)比較嚴(yán)重的輸水渠道優(yōu)先進(jìn)行改造建設(shè)；③以輸水渠道的節(jié)水防滲建設(shè)為中心，從各個(gè)工程存在的實(shí)際問題出發(fā)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐墓芾砟Ｊ郊暗匦翁攸c(diǎn)，合理分析，制定科學(xué)的工程改造建設(shè)方案，以此確保建筑工程的配套性及完整性[3]；④在施工過程中，使用先進(jìn)的建設(shè)設(shè)備及工藝技術(shù)，以保證工程在運(yùn)行中能夠有更高的使用效率及安全保障。

3.2 建設(shè)目標(biāo)

（1）總干渠改造

對(duì)瑪河流域總干渠進(jìn)行節(jié)水改造建設(shè)，對(duì)老化部位進(jìn)行修理翻新，使總干渠沒水利用系數(shù)提升8個(gè)點(diǎn)，從0.83提升至0.90，保證年節(jié)水量達(dá)到1150萬m3。

（2）東岸大渠改造

對(duì)東岸大渠進(jìn)行翻新改造建設(shè)，疏通渠道內(nèi)淤積物，改善東岸大渠的輸水能力，實(shí)現(xiàn)骨干輸水渠道的水資源的利用率提高8個(gè)點(diǎn)，從0.65提升至0.73，在改造建設(shè)后，目標(biāo)每年節(jié)約水資源950萬m3，擴(kuò)大灌溉面積1.1萬畝。

4 瑪河流域節(jié)水改造工程評(píng)價(jià)

改造工程建設(shè)完成后，能夠有效提高瑪河灌區(qū)內(nèi)灌溉覆蓋面積，是灌區(qū)內(nèi)作物能夠及時(shí)灌溉，大大提高農(nóng)作物的產(chǎn)量及瑪河灌區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)效益，并且對(duì)于骨干渠道輸水能力、渠道排砂及抗洪能力都有明顯的提升。

4.1 農(nóng)作物產(chǎn)量評(píng)價(jià)

改造項(xiàng)目完成后，不僅提高了灌溉效率，還提高了灌區(qū)內(nèi)農(nóng)作物的新增糧食產(chǎn)量224.72萬kg，新增產(chǎn)值2220.74元/畝，棉花產(chǎn)量增加23.19萬kg，所有農(nóng)業(yè)產(chǎn)量提升1029.39萬kg，詳見表1。

表1 歷年農(nóng)作物新增產(chǎn)量

4.2 節(jié)水評(píng)價(jià)

水資源的滲漏損失量是節(jié)水工程建設(shè)后重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一[4]。通過對(duì)瑪河流域內(nèi)各大骨干輸水渠道進(jìn)行節(jié)水改造建設(shè)，能夠有效提高灌區(qū)內(nèi)各大骨感輸水溝渠的使用效率，極大程度提升了瑪河流域水資源的利用率，東岸大渠的渠系水資源利用率也提高了0.8。通過下式計(jì)算節(jié)水量：

W損=W凈（1-η0）/η0

式中，η0渠系水利用系數(shù)；W凈指渠系年度凈用水量；W損指渠系損失量。通過計(jì)算節(jié)水工程前后水資源損失量之差，就表示節(jié)水量。在節(jié)水工程建設(shè)后，瑪河流域內(nèi)共節(jié)水量超過5500萬m3，擴(kuò)大灌溉面積18.41%，灌溉平均增加產(chǎn)值為581～673元/m2，瑪河流域年度節(jié)水效益約為632.1萬元。

4.3 改良鹽堿地

在瑪河流域內(nèi)，由于部分地區(qū)渠道滲漏嚴(yán)重，渠道附近地下水位較高，導(dǎo)致渠道兩側(cè)耕地出現(xiàn)嚴(yán)重鹽堿。對(duì)瑪河流域進(jìn)行輸水渠道的改造、防滲建設(shè)，能夠有效改善渠道兩側(cè)土地，增加農(nóng)作物產(chǎn)量，其增產(chǎn)效益按照下式計(jì)算：

Δγ=（γ1-γ2）A

式中，γ1指改造建設(shè)后鹽堿地平均產(chǎn)量；γ2指改造建設(shè)前鹽堿地產(chǎn)量；A指鹽堿地總面積；Δγ指鹽堿地增加產(chǎn)量。據(jù)調(diào)查，瑪河流域渠道兩側(cè)鹽堿地超過430 hm2，在進(jìn)行節(jié)水改造后，渠道兩側(cè)水位下降，土地鹽堿程度得的改善，鹽堿地總產(chǎn)值為105萬元，相比節(jié)水改造前，效益提升21.1萬元。

改造工程的生態(tài)效益與社會(huì)效益均為輸水渠道的改造建設(shè)的間接效益，通常占直接效益的10%；在在對(duì)瑪河流域進(jìn)行輸水渠道的改造建設(shè)后，灌溉水量由971～1022 m3/650 m2降低至592 m3/650 m2，各大渠系水資源利用率平均提升0.8%，績(jī)效顯著。

5 結(jié)語

通過總結(jié)瑪河流域水利工程中存在的骨干輸水渠道淤積嚴(yán)重、閘后沖砂能力不足和渡槽滲漏嚴(yán)重等問題，提出續(xù)建配套節(jié)水改造目標(biāo)，并對(duì)改造工程進(jìn)行評(píng)價(jià)。節(jié)水改造工程極大地提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量、水資源利用率提升，節(jié)水效益突出；對(duì)鹽堿地進(jìn)行了改良，同時(shí)也產(chǎn)生較大的生態(tài)效益和社會(huì)效益，對(duì)整個(gè)新疆自治區(qū)的社會(huì)建設(shè)及經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展都有著極其重要的意義。