庫爾干水庫建設(shè)對流域水資源配置影響分析

阿迪力·托乎提

（新疆喀什水文勘測局,新疆 喀什 844000）

庫爾干水庫為庫山河流域控制性水利樞紐工程,由水庫大壩、表孔溢洪道、泄洪沖沙兼導(dǎo)流洞等組成。水庫總庫容1.25 億m3,最大壩高 82 m,是以灌溉為主,兼顧防洪、發(fā)電的水利工程。為了減小水庫對區(qū)域水資源格局的影響,需對水庫建設(shè)后的水資源配置情況進(jìn)行探討。

1 不同水平年需水及變化

1.1 水資源配置范圍及對象

現(xiàn)狀條件下,庫山河主要承擔(dān)庫山河灌區(qū),即克州阿克陶縣、喀什地區(qū)英吉沙縣和疏勒縣三個縣灌區(qū)城鄉(xiāng)生活用水、工業(yè)用水及農(nóng)業(yè)灌溉水量。設(shè)計(jì)水平年,庫爾干水利樞紐建成運(yùn)行后,其供水對象與現(xiàn)狀年相同,沒有變化。

1.2 灌區(qū)供水水源變化

現(xiàn)狀年2018年及設(shè)計(jì)水平年2030年,不修水庫情況下,庫山河灌區(qū)供水水源及其可利用量變化見表1。

表1 庫山河不同水平年供水水源變化 單位：億 m3

由表1可知：

①從供水水源類型上來看,現(xiàn)狀年,庫山河灌區(qū)由于用水需求量大,在除利用庫山河本流域地表水、泉水、地下水以及少量其他水源（中水回用）外,還將通過大毛拉干渠（引蓋濟(jì)庫工程）自鄰近的蓋孜河三道橋渠首年均引蓋孜河 0.39 億m3水量,直接向疏勒縣牙甫泉鎮(zhèn)灌區(qū)等供農(nóng)業(yè)灌溉用水；設(shè)計(jì)水平年,灌區(qū)面積及總蓄水量減少后,不再引用蓋孜河水量,供水水源僅為庫山河本流域地表水、泉水、地下水及其他水源（中水回用）。

②從不同水源的水量上來看,現(xiàn)狀年及設(shè)計(jì)水平年庫山河地表水可利用量及泉水可利用量不變,但設(shè)計(jì)水平年中水回用量將較現(xiàn)狀年增加,地下水可利用量將由現(xiàn)狀年的可開采量（折地表水量）2.46 億m3壓減至流域“三條紅線”確定的限額水量 0.58 億m3。

③從不同水源供水對象上來看,現(xiàn)狀年庫山河地表水及泉水主要供農(nóng)業(yè)灌溉用水,地下水主要供生活、工業(yè)用水及補(bǔ)充部分農(nóng)業(yè)灌溉水量,其他水源主要為工業(yè)中水回用,蓋孜河水量則通過大毛拉干渠（引蓋濟(jì)庫工程）自蓋孜河三道橋渠首引水直接向疏勒縣牙甫泉鎮(zhèn)灌區(qū)等供農(nóng)業(yè)灌溉用水；設(shè)計(jì)水平年,庫山河地表水仍主要供農(nóng)業(yè)灌溉水量,泉水除供農(nóng)業(yè)灌溉水量后還將補(bǔ)充部分因地下水壓減后不能完全滿足的工業(yè)用水,地下水則主要供生活、工業(yè)用水,其他水源仍主要為工業(yè)中水回用。

1.3 不同水平年灌區(qū)灌溉面積及需水變化

根據(jù)工程可行性研究報(bào)告,庫山河灌區(qū)現(xiàn)狀水平年、設(shè)計(jì)水平年灌溉面積、需水及變化見表2 及表3。

表2 庫山河不同水平年灌溉面積變化 單位：萬畝

表3 不同水平年庫山河灌區(qū)需水變化 單位：億 m3

據(jù)表2、表3,現(xiàn)狀年庫山河灌區(qū)總灌溉面積 112.50 萬畝,社會經(jīng)濟(jì)各業(yè)總需水 10.73億 m3,其中生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)需水分別為 0.22 億m3、 0.09 億m3、10.42億m3,以農(nóng)業(yè)需水為主；設(shè)計(jì)水平年,通過落實(shí)最嚴(yán)格水資源管理制度,退減灌溉面積、采取節(jié)水措施,庫山河灌區(qū)總灌溉面積較現(xiàn)狀年減少至98.06萬畝,社會經(jīng)濟(jì)各業(yè)總需水較現(xiàn)狀年減少至 7.10 億m3,其中生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)需水量分別為 0.37 億m3、0.41 億m3、6.31 億m3,且從水資源總量來看,能夠滿足用水需求,不再從蓋孜河引水,同時還將壓減 地下水開采量至流域“三條紅線”限額水量 0.58 億m3。 雖仍以農(nóng)業(yè)需水為主,但農(nóng)業(yè)需水在總需水中的占比有所下降。

2 不同水平年水資源配置情況

現(xiàn)狀年、設(shè)計(jì)水平年不建庫爾干水庫、設(shè)計(jì)水平年庫爾干水庫建成后,25%、50%保證率水資源配置情況見表4。

表4 不同水平年區(qū)域水資源配置變化表 單位：億 m3

2.1 現(xiàn)狀年水資源配置

現(xiàn)狀年,庫山河灌區(qū)總灌溉面積 112.50 萬畝,社會經(jīng)濟(jì)各業(yè)總需水 10.73 億m3, 其中生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)需水分別為0.22 億m3、 0.09 億m3、10.42 億m3。

從表4可以看出,現(xiàn)狀年,庫山河灌區(qū)需水量大,又無控制性水利樞紐調(diào)蓄徑流,水資源供需矛盾突出,不同來水頻率下,春灌高峰期農(nóng)業(yè)灌溉均存在不同程度缺水；僅靠庫山河本流域用水不能滿足用水要求,還從鄰近的蓋孜河引水0.39 億m3用于疏勒縣灌區(qū)灌溉。

另外,根據(jù)本階段水資源配置成果,經(jīng)灌區(qū)用水后,不同來水頻率約有 0.10 億m3~0.66 億m3剩余水量；但根據(jù)實(shí)際調(diào)查,現(xiàn)狀條件下,木華里渠首及庫木庫薩閘均按設(shè)計(jì)流量引水,在正常水情下基本能將上游來水全部引入灌區(qū),無水下泄,進(jìn)入灌區(qū)的水量在灌區(qū)內(nèi)部消耗殆盡,基本無水能夠到達(dá)尾閭的塔克扎日特洼地。

2.2 設(shè)計(jì)水平年水資源配置

設(shè)計(jì)水平年水資源配置情況具體見表4。

（1）設(shè)計(jì)水平年不建庫爾干水資源配置

25%來水頻率下,庫山河可利用總水量 9.18 億m3；不建庫爾干水庫時,實(shí)際供水量 6.54 億m3,生活、工業(yè)不缺水,農(nóng)業(yè)灌溉缺水 0.56 億m3；庫山河地表水余水量 2.23 億m3。50%來水頻率下,庫山河地表水來水量 6.73 億m3,可利用總水量 8.52 億m3；不建庫爾干水庫時,實(shí)際供水量 6.53 億m3,生 活、工業(yè)不缺水,農(nóng)業(yè)灌溉缺水 0.56 億m3；庫山河地表水余水量 1.53 億m3。

總之,設(shè)計(jì)水平年,在不建庫爾干水利樞紐的情況下, 雖然灌區(qū)缺水量較現(xiàn)狀年有所減少,但由于無控制性水利樞紐調(diào)蓄徑流,并不會改變現(xiàn)狀條件下存在的不同來水頻率春灌高峰期農(nóng)業(yè)灌溉均缺水的狀況。

（2）設(shè)計(jì)水平年庫爾干水庫建成運(yùn)行后水資源配置

25%來水頻率下,庫山河地表水來水量 7.39 億m3,可利用總水量 9.18 億m3；庫爾干水庫建成運(yùn)行后,通過其調(diào)蓄徑流,實(shí)際供水量 7.10 億m3,各業(yè)均不缺水；庫山河地表水余水量 1.37 億m3。

50%來水頻率下,庫山河地表水來水量 6.73 億m3,可利用總水量 8.52 億m3；庫爾干水庫建成運(yùn)行后,通過其調(diào)蓄徑流,實(shí)際供水量 7.10 億m3,各業(yè)均不缺水；庫山河地表水余水量 0.98 億m3。

總之,設(shè)計(jì)水平年,修建庫爾干水利樞紐后,通過其調(diào)蓄徑流,將提高灌溉保證率,灌區(qū)不再缺水。

3 區(qū)域水資源配置變化分析

3.1 水資源開發(fā)利用率變化

25%來水頻率下,現(xiàn)狀年地表來水7.39億m3,地表供水6.3億m3,地表水資源利用率85.25%。庫爾干水利樞紐工程建成運(yùn)行后,設(shè)計(jì)水平年,地表來水7.39億m3,因?yàn)檗r(nóng)業(yè)灌溉面積減少,地表供水5.33 億m3,地表水資源利用率72.12%,較現(xiàn)狀年減少13.13%。

50%來水頻率下,現(xiàn)狀年地表來水6.73億m3,地表供水5.96 億m3,地表水資源利用率88.56%。庫爾干水利樞紐工程建成運(yùn)行后,設(shè)計(jì)水平年,地表來水6.73億m3,因?yàn)檗r(nóng)業(yè)灌溉面積減少,地表供水5.33 億m3,地表水資源利用率79.2%,較現(xiàn)狀年減少9.36%。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析可知,現(xiàn)狀條件下,由于庫山河灌區(qū)用水需求量大,使得庫山河地表水開發(fā)利用率較高,不同來水頻率庫山河地表水資源開發(fā)利用率為 85.25%~88.56%；設(shè)計(jì)水平年工程建成運(yùn)行后,由于灌區(qū)灌溉面積及需水量減少,25%、50%來水頻率庫山河地表水資源開發(fā)利用率均較現(xiàn)狀年有所減少。

3.2 控制斷面生態(tài)流量分析

根據(jù)庫爾干水庫建設(shè)設(shè)計(jì),壩址下泄生態(tài)流量：多水期（5 月~9 月）為水庫壩址多年平均流量的 30%（6.20 m3/s）,少水期（11 月~次年 3 月）為多年平均流量的 15%（3.10 m3/s）,平水期（4 月、10 月）為多年平均流量的 20%（4.13 m3/s）。

現(xiàn)狀年,庫爾干水庫壩址處徑流過程處于天然狀態(tài)；對于設(shè)計(jì)水平年,本次水資源配置及徑流調(diào)節(jié)計(jì)算時,以首先滿足庫爾干水利樞紐壩址的生態(tài)流量為前提,以庫爾干水庫壩址斷面生態(tài)流量和下游灌區(qū)需水中的大值控制出庫水量,不同來水頻率下庫爾干水利樞紐壩址斷面出庫水量與生態(tài)流量對比見表5。

表5 庫爾干水庫壩址斷面生態(tài)流量滿足程度評價表 單位：億 m3

從表5可知,設(shè)計(jì)水平年,庫爾干水庫壩址斷面生態(tài)流量均能夠得到滿足。

4 結(jié)語

為了論證庫爾干水庫建設(shè)對區(qū)域水資源配置的影響,通過分析探討水庫建設(shè)前后現(xiàn)狀年和設(shè)計(jì)年供水量的變化,從而可以看出,水庫建設(shè)后,可使區(qū)域有限水資源得到更加合理的利用開發(fā),地表供水量可達(dá) 7.10 億m3,各業(yè)均不缺水,地表供水還有余水。同時,通過生態(tài)基流控制,水庫建設(shè)不會對流域生態(tài)造成破壞。