若羌河水庫建設對流域水資源配置影響分析

魏 娟

（新疆巴音郭楞水文勘測局,新疆 庫爾勒 841000）

若羌河全長約 176 km,來水主要以冰雪融水補給為主,泉水補給為輔。年徑流比較穩定,年內分配不均,夏季 6月～8 月徑流量占全年 45.96%,春季 3月～5月和秋季 9月～11 月占全年的 26.87%、18.92%,冬季 12 月～次年 2 月僅占13.47%；河流多年平均年徑流量為 0.901 億m3,為了確保若羌河水庫科學建設,需對其建設影響進行評價分析。

1 概況

若羌河流域發源于阿爾金山北麓,主要分布在若羌縣境內,在行政區劃上涉及：鐵干里克鄉、吾塔木鄉、若羌鎮（若羌縣城）30 個行政村,人口3 萬余人。擬建的若羌河水庫壩址位于若羌河出山口上游,壩址以上流域面積 2548 km3,水庫壩址斷面年均徑流量 7450萬m3。若羌河水庫工程的建設任務為防洪、灌溉、工業供水為主,兼顧發電。工程主要由擋水建筑物、泄水建筑物、灌溉引水發電 洞等組成。工程水庫正常蓄水位 1635.00 m,水庫總庫容 1776 萬m3,其中死庫 容 276 萬m3,興利庫容 961 萬m3,防洪庫容 553 萬m3。

2 水資源開發利用現狀

若羌河水庫上游河段未布設任何取用水設施,下游有引水發電站 5 座,引水渠首 2 座以及輸水渠道、機電井工程等。

2.1 水電工程

若羌河出山口以下 5 座電站均為引水式電站,其中山口電站位于若羌河出山口處,工程任務以發電為主,兼顧灌溉,裝機容量 2.06 MW,設計引水流量 3.1 m3/s；龍口電站位于山口電站下游 2.5km 處,裝機容量 0.8 MW,設計引水流量 2.9 m3/s；華峰電站位于山口電站下游 2 km處,電站裝機容量 5 MW,以發電為主,設計引水流量 3.0 m3/s；若羌一級和二級電站為若羌干渠上的引水式徑流電站,引水自若羌干渠,裝機容量分別為 0.25 MW 和 0.32 MW。

5個電站以“串葫蘆的”形式, 依次從若羌河總干渠引水、發電,之后尾水再棄至若羌河干渠,最后若羌河總干渠中的水進入灌區供農業、工業用水。故為了滿足下游灌區農業、工業用水,在枯水期,山口電站引水渠首以下河道經常會出現斷流現象。

2.2 若羌河灌區

若羌河灌區位于若羌河下游,是一個相對比較獨立的灌區,全灌區現有灌溉面積 11 萬畝,其中純井灌區 6.3 萬畝,地表水灌區 4.7 萬畝,現狀年灌區生活、牲畜、工業和純井灌區灌溉用水均采用地下水。由于缺乏控制性水庫調節,加之若羌河 徑流年內分配不均勻,致使灌區灌溉保證率不高,農業灌溉季節性缺水嚴重,地下水超采嚴 重,嚴重影響農作物灌期用水,以及流域經濟社會可持續發展。

2.3 水資源開發利用情況

若羌河流域現狀年總用水量為 7867.3 萬m3,其中農業用水量為 7682.0 萬m3,占總用水量的 97.6%；生活用水量為 94.1 萬m3,占總用水量的 1.2%；工業用水量 為 84.7 萬m3,占總用水量的 1.1%；牲畜用水量為 6.6 萬m3,占總用水量的 0.1%, 且現狀年流域水利用系數較低。

現狀年,若羌河地表水資源量 8516.2 萬m3,灌區引用地表水 4237.3 m3,余水 4278.8 萬m3,地表水水資源利用率 49.76%；灌區地下水可開采量 1529 萬m3,實際開采量 4127.3 萬m3,地下水資源利用率 269.94%,已超用 169.93%。

3 水庫建設影響分析

3.1 對電站用水影響

若羌河水庫壩址下游 6.4 km、25.4 km、33.4 km 分別建有山口電站引水渠首、新龍口引水渠首（已廢棄）、老龍口引水渠首。工程運行期間首先滿足防洪、灌溉、工業供水需求,兼顧發電；因此,若羌河水庫至山口電站引水渠首間河道水文情勢受控于若羌河水庫調度運行,山口電站引水渠首以下河道水文情勢受水庫調蓄、下游渠首引水等綜合影響較大。要想保證電站用水需求,需對水庫運行進行科學調蓄。

3.2 對地下水影響

若羌河水庫地下水類型為第四系孔隙潛水和基巖裂隙水,孔隙潛水受河水、洪水滲漏及基巖裂隙水側向補給,基巖裂隙水受大氣降水和冰雪融水補給。地下水總體向河谷排泄。

若羌河水庫僅為水資源調蓄工程,不會對壩址下游區地下水流場、補給量產生明 顯影響。工程對地下水的影響區域為河道沿程兩側的地下水,影響范圍為河道兩側500 m 以內,地下水水位變化區域范圍分級為小。影響區內無集中式飲用水水源地準保護區、 地下水環境相關的其它保護區、地質災害易發區、重要濕地、沙化土地封禁保護區等, 也無分散式居民飲用水水源,因此,地下水環境敏感程度分級為不敏感。水庫建成后, 增加地表水開采力度,壓減地下水開采量,不會引發的地下水位下降,不會產生地面 沉降、土地荒漠化、土壤鹽漬化、沼澤化跡象等環境水文地質問題,地下水開采量減少將利于抬升區域地下水位,對區域地下水環境是有益的。

3.3 對水文情勢影響

若羌河水庫工程建成后,庫區原有河道變成了水庫；初期蓄水期間,壩址斷面下泄水量減少,將造成壩址下游河段水文情勢發生變化。運行期間,若羌河水庫工程電調服從水調,首先滿足流域防洪、灌溉、工業供水,兼顧發電,壩址以下河段水文情勢也將發生變化。從長遠來說,水庫建成后,優化了水資源的供給方式,避免了地下水的超用狀況的發生,可使地下水水位逐步回升,符合本區域的生態要求。

3.4 對灌溉水資源的影響

現狀年若羌河灌區農業灌溉需水量8178.4 萬m3,實際地表水供水量4237.3萬m3,地下水供水量3941.1 萬m3,缺水 118.8 萬m3；到遠期水平年 2025 年,若羌河灌區仍將維持 11 萬畝灌溉面積不變,通過調整大農業結構、 種植業結構,加大節水力度,發展高效節水灌溉面積,農業需水量為6150.1萬m3。若羌河水庫工程實施后,地表水供水量5200.7萬m3,地下水供水量949.3萬m3,灌區將不缺水。

3.5 對下游生態植被用水影響

若羌河尾閭荒漠林草位于若羌河下游 315 國道附近末端,面積 106.67 km2, 植被以檉柳灌叢為主,估算河岸林草和尾閭生態需水量為 2400.1萬m3。若羌河水庫建成后,多年平均下泄下游河道水量為 3050 萬m3； 同時工程建成后灌區地下水開采量比現狀年減少了2691.9 萬m3,由此下游林草區地下水量會增加,地下水水位與現狀相比將會有一定的抬升,且尾閭荒漠林草需水量主要依靠地下水的供給,初步判斷河流下游天然林草植被生態用水可滿足。同時,水庫對常遇洪水無影響,因此,工程建設對荒漠河岸林草生長所需水分條件基本無影響。

4 水資源配置方案分析

4.1 水資源配置規劃

若羌河流域水資源有限,為了防止若羌河水庫建設后出現河道斷流現象,生態基流在來水頻率 50%、75%、95%情況下,按來水量的 15%考慮下泄。下游天然生態補水量在平水年 50%保證率的情況下,按不少于水量的 40%下泄。 綜合考慮流域水資源及經濟社會發展用水要求,其水資源配置規劃見表1。

表1 若羌河流域水資源配置表 單位：萬 m3

由表1可以看出,在規劃的遠期水平年 P=50%時,農業用水配置（減少 2331 萬m3）為 5966 萬m3,其中地表水供水（減少 161 萬m3）為 4195 萬m3,地下水供水（減少2171 萬m3）為1770 萬m3；工業用水配置（增大 1000 萬m3）為 1085 萬m3,其中增加地表水 1000 萬m3,地下水供水維持現狀 85 萬m3不變；生活、牲畜用水配置（增 大 440 萬m3）為 490 萬m3,仍由地下水供給；下泄天然生態水配置為 3406.48 萬m3,仍由地表水供給。

4.2 水資源配置合理性分析

根據若羌縣實施最嚴格水資源管理制度“三條紅線”的用水指標,2025 年“三條紅線”下流域用水總量控制指標為 7980 萬m3,其中地下水為 1480 萬m3,地表水為 6500 萬m3。

設計水平年來水頻率 50%時,水庫和地表水供應工業和農業共 5978.4 萬m3,地下水供應 1435.4 萬m3,均未超出當 地“三條紅線”的用水指標,故符合當地要求。

若羌河灌區用水由農業（地表水灌區、純井灌區）、生活牲畜、工業用水構成。到2025 年,若羌河水庫建設及進行水資源調配后,農業用水中地表水灌區用水、新建工業園用水由地表水供應,農業用水中的純井灌區、生活牲畜、原工業用水由地下水供應。根據灌區供需平衡及水資源配置分析,灌區農業用水將下降 2147.1萬m3,工業、生活牲畜用水上升 1077.5 萬m3,灌區用水總體下降1069.6萬m3。同時灌區水資源配置發生了改變,地下水供應減少 2691.9 萬m3,地表水供水加大 1741.1萬m3,灌區不缺水。大幅度壓減地下水開采,避免了地下水的超用,提高了地表水的利用率,兩種水資源利用的明顯轉換使該區域水資源配置更為優化。

5 結語

通過討論分析若羌河水資源開發現狀和若羌河水庫建成后對流域水資源的影響,以及水資源的合理配置,可以解決當地工農業用水需求,改善用水環境,提升地下水位,為流域經濟可持續發展提供水資源服務。