麥蓋提縣高效節水項目區水資源供需平衡分析

邵文婷

（喀什地區水利水電勘測設計院，新疆 喀什 844000）

1 項目區概況

麥蓋提縣高效節水項目區位于新疆維吾爾自治區西南部，塔里木盆地西部，喀喇昆侖山北麓，葉爾羌河下游和提孜那甫河下游。東與塔克拉瑪干沙漠相連，東南與皮山，南與莎車、葉城縣相鄰，西與岳普湖縣相交，北以葉爾羌河為界，與巴楚縣接壤，東北與阿瓦提縣相交，南北寬136 km，東西長160 km，總面積15200 km2。項目區屬于葉爾羌河沖積平原中下游的綠洲平原，沿葉爾羌河兩岸為平原區，東北部沿葉爾羌河下游一帶為原始胡楊森林區，東部為沙漠區，區域內地勢平坦，屬平原，總體由西南向東北緩緩傾斜。

項目區地處歐亞大陸中部，遠離海洋，大陸性干旱氣候特征極為明顯，熱量極為豐富，日照充足，溫度年變化大，降雨少，蒸發強烈，無霜期長，氣候四季較明顯。多年平均氣溫為11.7℃，最高溫度為40.4℃，出現在7月，最低溫度為-22.4℃，出現在1月，歷年平均≥0℃積溫為4683.6℃，≥15℃積溫為2592.3℃，≥20℃積溫為2528.9℃。降水量稀少，多年平均降水只有43.8 mm，雨少且大都集中在春、夏兩季，秋冬降雨特少。蒸發量大，年均蒸發量達2395.5 mm，最大為2576 mm，最小為2070.6 mm，年蒸發量相當于降水量的59倍，所以農作物在生長期內的降水量無法滿足對水分的需求，因此作物生長必須依靠灌溉，沒有水就沒有農業。

2 項目區水資源供需平衡

2.1 水資源供需平衡分析原則

本項目是在原有面積上規劃設計，所以水資源供需平衡計算不增加耕地總面積，以高新節水灌溉方式的灌溉定額計算需水量，并與目前常規灌溉方式的用水量對比，計算出所節約的水量，不新增引用地表水資源，以項目區所分配水量滿足本區采用節水灌溉技術后的農業灌溉用水需求，并適當考慮生態用水[1]。

2.2 灌溉需水量

2.2.1 作物種植結構

本次項目區滴灌溉控制面積位于項目區位于麥蓋提縣巴扎結米鄉、希依提墩鄉、央塔克鄉、吐曼塔勒鄉、尕孜庫勒鄉、克孜阿瓦提鄉、庫木庫薩爾鄉和昂格特勒克鄉。種植面積為3.1115萬畝滴灌工程。根據現場調查，項目區現狀年種植作物情況，共有四種種植模式：第一部分純棉花，第二部分棗樹行間套種棉花，第三部分核桃樹行間套種棉花，第四部分純核桃樹種植。

2.2.2 灌溉制度

（1）項目建成前灌溉制度

項目建成前灌區為地面渠道輸水灌溉，項目區現狀年灌溉面積為3.1115萬畝。現狀年農作物灌溉制度具體見表1。

表1 項目區2012年（現狀年）灌溉制度表

（2）項目實施后灌溉制度

項目區實施滴灌后，灌溉面積為3.1115萬畝，均為滴灌灌溉方式，通過高標準節水灌溉和適宜的灌溉制度達到高效節水的目的，同時降低灌溉需水量。其灌溉制度見表2。

表2 項目區2014年（設計水平年）灌溉制度表

2.2.3 灌溉水利用系數

（1）渠系水利用系數

根據《灌溉與排水工程設計規范》（GB 50288—99），渠系水利用系數可用各級渠道水利用系數連乘求得。現狀年渠道水利用系數綜合項目的地理位置、土質及地下水埋深等因素，參照水管部門對相鄰地區的實測資料確定，設計水平年的渠道水利用系數可采用公式：

由于本項目缺乏實測資料，故其渠道單位長度水量損失率σ可采用以下公式進行計算：

式中：K為土壤透水性系數，通過查《灌溉與排水工程設計規范》（GB 50288—99）（表 3）可知本工程干渠、支渠、斗渠、農渠分別取K干=0.135，K支=0.075，K斗=0.256，K農=0.185；m 為土壤透水性指數，根據表3取m干=0.040，m支=0.035，m斗=0.050，m農=0.045；Q凈為渠道凈流量，本工程為3.5 m3/s。將參數值帶入式（2）求得，干渠、支渠、斗渠、農渠單位長度水量損失率 σ干、σ支、σ斗、σ農分別為 0.0082、0.0049、0.0136、0.0153。

所以將干渠、支渠、斗渠、農渠單位長度水量損失率σ干、σ支、σ斗、σ農取值帶入式（1），可得干渠、支渠、斗渠、農渠渠道水利用系數 η干、η支、η斗、η農分別為 0.87、0.88、0.87、0.88。

表3 土壤透水性系數表

（2）田間水利用系數

根據項目區實際情況，結合麥蓋提縣節水規劃，項目現狀年采用常規灌，田間水利用系數為0.86，設計水平年田間水利用系數為0.9。

（3）灌溉水利用系數

根據《灌溉與排水工程設計規范》，現狀年灌溉水利用系數為渠系水利用系數與田間水利用系數的乘積；設計水平年由于建設了滴灌工程，滴灌灌溉水利用系數為0.6，滴灌代替了斗渠、農渠和田間。不同水平年灌溉水利用系數見表4。

表4 灌溉水利用系數

2.2.4 需水量計算

項目建設前，項目區灌溉面積為3.1115萬畝，根據《灌溉與排水工程設計規范》以及表4的結果，灌溉水利用系數為0.507。項目建設后，項目區灌溉面積沒變，進行滴灌灌溉改造后，灌溉水利用系數提高到0.60。灌溉凈需水量完全用于灌區作物灌溉，根據規范，按照定額法計算：

式中：Wj是灌溉凈需水量，萬m3；A是灌區灌溉面積，hm2；M 是灌溉用水定額，m3/667 m2。本灌區灌溉面積 3.1115萬畝（2074.33 hm2），《灌溉與排水工程設計規范》所規定的P=75%的灌溉用水定額為0.34，P=90%的灌溉用水定額為0.54，所以P=75%的灌溉凈需水量為698萬m3，P=90%的灌溉凈需水量為1124 萬 m3。

2.3 可供水量

在P＝75%保證率時項目區可引水量為1893.06萬m3，在P＝90%保證率時項目區可引水量為1531.53萬m3。灌區內灌溉系統形成多年，渠道斷面形式、規模、過流能力等均能滿足農業灌溉要求。滴灌工程項目區均從臨近的現有斗、農渠取水，滴灌工程建設后，可保證滴灌工程的用水要求[3]。

2.4 水資源供需平衡分析

通過上述分析可以看出，項目建設后，P=75%的灌溉凈需水量為698萬m3，P=90%的灌溉凈需水量為1124萬m3，通過滴灌工程項目的建設，可實現P=75%年節約水量1195.06（1893.06-698） 萬 m3，P=90% 年 節 約 水 量 407.53（1531.53-1124）萬m3，節約水量可用于其它農業灌溉，適當緩解當地的農業用水矛盾，同時改善當地地質條件。

3 結論

麥蓋提縣高效節水項目建成運行以來，實際運行情況充分表明本文基于水資源供需現狀而進行的高效節水項目區水資源供需平衡分析結果的科學性、適用性與可行性。本文的分析論證結果為麥蓋提縣高效節水項目區作物種植結構、灌區產業結構的調整優化提供了科學依據，也為灌區管理部門加強灌溉管理，推進灌溉制度完善，摒棄“重建輕管”的傳統觀念，提升灌溉水利用效率提供了理論基礎。