吐魯番市景觀用水水資源供需平衡分析

熱依汗

（新疆維吾爾自治區水文局水文實驗站，新疆 烏魯木齊 830000）

社會經濟的發展建設離不開水資源的綜合開發利用，吐魯番市是烏魯木齊都市圈的副中心城市，也是一個水資源極度缺乏的區域，要實現綜合完善的吐魯番城市生態水系，就需對區域水資源供需平衡情況進行探討。

1 吐魯番市水資源開發現狀

吐魯番市主要河流有煤窯溝河、塔爾朗河，也是市區主要水源。其中煤窯溝河上，建有葡萄溝水庫和煤窯溝水庫，庫容分別為550×104m3，和980×104m3，該水源由洋沙河公園通過洋沙支渠景觀河穿火焰山路流經示范區向下游葡萄鎮供水；塔爾朗河水通過塔爾朗干渠在塔爾朗流管理站桃兒溝分水閘處分別引入到312 國道以北的共青團渠、高昌路紅光渠、東環路新光渠向下游亞爾鎮供水；規劃建設的大河沿水庫庫容3024 萬m3，主要為吐魯番市城市提供季節性水源保證。

2 需水量分析

2.1 規劃用水方案

吐魯番市規劃的水系景觀為“三縱、兩橫、九湖” ，水流方向為從北至南，水源源于冰川融化 ，匯聚葡萄溝水庫，通過支渠，分散到各個河道。吐魯番市水體景觀規劃區域內共有4 條渠道，分別為。桃兒溝支渠設計流量改造4.0 m3/s（2.0 m3/s引入其他支渠），其中新建共青團渠設計流量2.0 m3/s，灌溉面積0.8 萬畝；高昌路紅光渠設計流量0.8 m3/s，灌溉面積0.37 萬畝；東環路新光渠設計流量1.2 m3/s，灌溉面積0.6 萬畝。

洋沙支渠沙河子支渠水閘至區公安局段，設計流量9.0 m3/s，新建2 km沙河子支渠水閘至桃兒溝河水系引水渠流量2.0 m3/s，區公安局處恰特卡勒鄉支渠分水后剩余流量4.5 m3/s，南環路處設計流量2.5 m3/s，下游灌溉面積2.0 萬畝。

2.2 新需水量分析

根據塔爾朗流域管理站監測資料顯示，桃兒溝支渠灌溉引水時間為4月23 日至11月15日左右，在此期間下游灌溉水量可滿足本次水體景觀規劃用水需求，4 月1日至22日塔爾朗河道無來水可引用，這段時間由大河沿水庫補充供水。煤窯溝流域管理站2008 年～2016 年資料顯示，洋沙支渠灌溉引水時間為4月1日至11月30日左右，基本滿足水體景觀規劃用水需求。因此，新需水量用下游灌溉時和下游不灌溉時兩種情況進行分析確定。

（1）下游灌溉時

吐魯番市生態水系規劃水資源配置的要求進行供水，因此，下游灌溉時滿足本次水體景觀規劃的要求，只補充蒸發量即可。按新增水面面積432200 m2（648 畝）計算新增蒸發新水68.29×104m3（按照每平方米年蒸發1580 mm計）。

桃兒溝支渠的萊帕爾景觀河蒸發損失量為27.62×104m3；洋沙支渠的桃兒溝景觀河蒸發損失量29.61×104m3、洋沙支渠景觀河蒸發損失量為11.06×104m3。

（2）下游不灌溉時

當桃兒溝支渠4月1日至23日不引水時（22天），需要滿足景觀河最低和最大設計引水量0.5 m3/s～2.0 m3/s，則新增水景帶需水量95.04×104m3～380.16×104m3

以上兩種情況綜合分析，景觀河最低引水量0.5 m3/s為算，本次水體景觀規劃新增水量為163.33×104m3。

由于規劃城市水體景觀綠化用地為葡萄地，需水量很小可忽略不計，因此本次不考慮綠化用水；規劃三條景觀河對原有渠道進行改造， 按高標準的防滲措施進行處理， 因此新增河道的滲漏量也可忽略。

3 可供水量

3.1 水源來水量分析

根據本次水體景觀規劃，現狀年主要水源由塔爾朗河和煤窯溝水庫、葡萄溝水庫補水；規劃水平年大河沿水庫建成后，從大河沿水庫補充水調水滿足本次城市水系水源需求，因此本次對上游大河沿、塔爾朗河和煤窯溝河來水量進行分析。

3.1.1 煤窯溝站來水量

煤窯溝站多年平均年徑流量直接采用61年系列算術平均值（0.8128×108m3）（1956年～2016 年），徑流系列頻率計算采用P-Ⅲ型理論曲線，統計參數CV值為0.22，CS/CV比值為2.0，其設計徑流量成果見表1。

3.1.2 大河沿、塔爾朗河來水量

根據《大河沿水庫可行性研究工程水文計算報告》《吐魯番市高昌區塔爾朗河至雅爾乃孜溝口雅爾乃孜水庫防洪工程洪水分析計算》報告，其中大河沿水文站自1996 年～2006年共有11年、塔爾朗水文站自1995年～2003年共有9年實測徑流系列資料。由于系列較短，用頻率計算、水文比擬法、徑流深等值線和長短系列訂正法等方法分別計算大河沿和塔爾朗多年平均徑流量進行對比分析，根據實測資料、技術路線和設計安全考慮，以煤窯溝站為參證站，大河沿和塔爾朗站采用長短系列訂正法計算結果最為合理，其設計年徑流量成果見表1。

表1 煤窯溝、大河沿、塔爾朗水文站設計年徑流量成果表

3.2 取水水源

桃兒溝支渠：現狀年4月23日至10月30日從塔爾朗桃兒溝支渠取水，4月1日至22日從大河沿水庫（2018年初步發揮效益）取水。

洋沙支渠：現狀年洋支渠取水，煤窯溝水庫和葡萄溝水庫補水。

3.3 取水地點

現狀年項目取水地點兩處：一處是塔爾朗干渠下游桃兒溝支渠取水（塔爾朗水管站），高程為142 m。

另一處：從煤窯溝下游葡萄溝分水閘洋沙支渠水取水，高程為118 m。

規劃年水量不足時大河沿水庫取水，取水地點為大河沿水庫放水渠。按城市水體景觀項目總體布局及分布，其占地面積有2683388 m2（4023 畝），總長14.4 km。

萊帕爾路景觀河：臨近城市主干道萊帕爾路，西環路，城市主干道高昌路，東環路，柏孜克里克路貫穿橫向萊帕爾景觀河，包括萊帕爾路-新環路景觀河、萊帕爾路景觀河和坎兒井主題景觀湖，其規劃紅線范圍面積約為813115 m2（1219畝），全長約為5.2 km，其中萊帕爾河- 西環路景觀河水體寬度4 m，綠化寬度為65 m萊帕爾路景觀河水體寬度10 m，綠化寬度為149 m（其中包含濕地景觀寬度在內）。

桃兒溝景觀河：臨近城市支路駝鈴南路，其規劃紅線范圍面積約為1439409 m2（2158畝），全長約為6.2 km，水體寬度為20 m，綠化寬度為160 m（其中包含濕地景觀寬度在內）。

洋沙支渠景觀河：臨近城市支路葡萄溝南路，其規劃紅線范圍面積約為430864 m2（646 畝），全長約為3 km，水體寬度為15 m，綠化寬度為106 m（其中包含濕地景觀寬度在內）。

3.4 供水線路

供水線路主要根據城市水景觀線路進行：

（1）萊帕爾景觀河供水方案：經桃兒溝分水閘引入（4.0 m3/s），經共青團大隊灌溉，到西環路段水景帶、坎兒井主題景觀湖、萊帕爾路段水景帶、桃兒溝景觀河，引水流量一直為2.0 m3/s，沿南環路回歸新光渠灌溉1.2 m3/s（余水0.8 m3/s），用于城南景觀湖（0.8 m3/s），最后用于紅光渠灌溉0.8 m3/s。

（2）桃兒溝景觀河供水方案：從桃兒溝景觀河引水2.0 m3/s到桃兒溝景觀湖，最后到巴格爾英薩支渠進行灌溉，整個過程中水流量不變。

（3）洋沙河景觀河供水方案：洋沙公園至區公安局段引水（9.0 m3/s）——經桃兒溝景觀河引入2.0 m3/s（余水7.0 m3/s）——恰特卡勒鄉支渠分水閘引入4.5 m3/s（余水2.5 m3/s）——周圍灌溉引入2.1 m3/s（余水0.4 m3/s）——葡萄鎮景觀湖（0.4 m3/s）——先鋒斗渠渠灌溉0.4 m3/s。

4 用水量平衡分析

（1）萊帕爾景觀河：將紅光渠、新光渠水量加入到共青團渠道，全長5.2 km，從塔爾朗流域管理站桃兒溝支渠——經萊帕爾路西環路段景觀—坎兒井主題景觀湖引入——萊帕爾路景觀帶——桃兒溝景觀湖向以南放鄉延伸，下游適當位置引入城南景觀湖，后回歸原灌溉渠道，剩余的補充艾丁湖生態水。

（2）桃兒溝景觀河：該景觀河全長有6.2 km，新建2 km沙河子分水閘至桃兒溝河水系引水渠，新建1 km下游南環路桃兒溝景觀河至洋沙支渠景觀河引水渠，將上游引水渠道原回歸洋沙景觀河，保障下游農業灌溉用水，剩余的補充艾丁湖生態水。

（3）洋沙支渠景觀河：洋沙支渠景觀河管控洋沙支渠景觀河、葡萄鎮景觀湖和桃兒溝景觀河，將上游引水渠道原回歸洋沙支渠或洋沙水庫，保障下游農業灌溉用水，剩余的補充艾丁湖生態水。

本次規劃其取用水與下游灌溉同步進行，下游灌溉時可滿足本項目水量需求，不灌溉時保證水體景觀各河道保證最少0.5 m3/s。

4.1 各支渠引水時水量平衡

桃兒溝支渠下游灌溉時，可以滿足萊帕爾景觀河全長的需水，只補充蒸發損失量（27.62×104m3）即可。

同樣，洋沙支渠下游灌溉時，可以滿足桃兒溝景觀河和洋沙支渠景觀河的需水，只補充蒸發損失量（40.67×104m3）即可。見圖1。

以上分析來看，桃兒溝支渠和洋沙支渠下游灌溉時，本項目補蒸發損失為68.29×104m3即可。當滿足灌溉和本次工程需水后剩余的水量匯入到洋沙水庫或艾丁湖。

4.2 各支渠無來水可引用時水量平衡

根據引水天數統計，塔爾朗流域管理站4月 22開始向桃兒溝支渠引水，之前無來水可引用，因此，本次4月1日至22 日從大河沿水庫補充水。按22 天，景觀河最少水量0.5 m3/s計算，本次萊帕爾景觀河新需水量為95.04×104m3即可。見圖1 。

圖1 城市水體景觀不灌溉時水量平衡圖

表2 灌溉時的水體景觀河需水量計算表 單位：104m3

從以上計算，現狀塔爾朗和煤窯溝總來水量為1.5678×108m3，引水率分別69.9%和76.6%，全都用于下游灌溉，其中桃兒溝支渠和洋沙支渠下游灌溉時本次水體景觀規劃只補蒸發損失量68.29×104m3；桃兒溝支渠無來水可引用時水體景觀需水量為95.04×104m3，本次規劃總的需新水量為163.33×104m3，則桃兒溝支渠和洋沙支渠總需水量為4038.49×104m3，可滿足下游灌溉和本次工程需水后剩余的水量匯入到洋沙水庫或艾丁湖。

5 結語

吐魯番市水資源蒸發量大，城市景觀用水用的又是農業灌溉余水，這增加了水資源優化配置和水量調度的難度。通過分析探討可知，以不影響下游農業灌溉效益為前提，現狀塔爾朗和煤窯溝可供水量為1.5678×108m3，灌溉時總需水量為4038.49×104m3，通過科學調配，可以滿足城市景觀用水，為構建適應時代發展要求的新疆水安全保障體系提供了技術支撐和參考。