新疆南疆绿洲区水资源开发利用方案分析

2014-02-20王新

水利规划与设计 2014年5期

王新

新疆南疆绿洲区水资源开发利用方案分析

王新

（新疆水利水电勘测设计研究院新疆乌鲁木齐 830000）

本文以和田河流域为例，对南疆绿洲区水资源开发利用进行分析。通过对极具南疆绿洲代表性的和田河流域进行分析，揭露建设山区控制性枢纽对下泄塔里木河生态及和田河流域水资源开发利用的影响，并进行多方案比较，提出和田河流域今后水资源开发利用的总体布局。这对和田河流域未来的开发利用具有一定的指导和现实意义。

绿洲区和田河流域水资源开发利用下泄水量分析

前言

新疆天山南部区域统称为南疆，自古以来就是少数民族聚居区域，千百年来农耕文化造就了大大小小的绿洲区。南疆绿洲区的水循环有其独特之处，山区是径流形成区，平原是径流耗散区，荒漠与沙漠地带则是河流的散失区。

由于水资源相对短缺，使得大部分绿洲生态环境十分脆弱，农业生产主要依靠人工灌溉，形成了独特的“灌溉农业，荒漠绿洲”生态环境和社会经济体系，水不仅是农业也是整个国民经济的命脉，社会经济发展和生态环境保护在很大程度上取决于水资源的开发利用。

新疆和田河发源于昆仑山和喀喇昆仑山，上游由玉龙喀什河和喀拉喀什河两大支流组成，总径流量为44.07亿m3，为新疆南疆和田地区最大的一条河流，向北横穿塔克拉玛干沙漠注入塔里木河。流域内光热、水土、水能资源丰富，宜于农、林、牧、渔业的生产和发展，是和田地区乃至南疆政治、经济、文化和生产的重要地区之一，也是新疆南疆区域的典型绿洲区域。

1 水资源配置思路与原则

1.1指导思想

以流域水资源承载能力为控制，协调生产、生活用水与生态环境保护用水之间的矛盾，实现人与自然和谐共处，以水资源的合理配置为核心，从需要与可能两方面，分析和田河流域经济布局和产业结构调整对水资源供求关系的影响，在满足塔里木河生态环境保护的前提下提出和田河流域水资源开发利用方案。

1.2原则

（1）生态保护和经济发展并重，以塔里木河综合治理目标为基础，统一配置各项经济用水和生态用水；

（2）以流域国民经济发展规划为基础，根据社会经济协调发展的需要和水资源开发利用条件，合理配置流域生产、生活用水；

（3）水资源开发利用须执行塔里木河流域综合治理规划确定的流域内各行政单位的水资源限额用水和分水协议；

（4）根据地下水资源量及可开采量、地下水水质及分布条件，适度开发地下水，配合利用地表水共同满足流域水资源配置要求；

（5）提高和田河水资源的调控能力，考虑工程建设的可行性和经济性，为流域的治理开发和水资源的优化配置提供保障。

2 水资源配置方案8

考虑和田河流域上下游的关系，即上游和田河流域用水和下游向塔里木河下泄水量的关系，合理分析和田河流域内灌区的生产、生活、生态用水的关系，拟定规划水平年水资源配置方案。

水资源配置方案拟定从修建玉龙喀什水利枢纽前后考虑，在不同的河道（两河渠首至肖塔水文站）输水损失率条件下，满足《关于印发塔里木河流域“四源一干”地表水水量分配方案等方案的通知》肖塔断面下泄水量条件（见表1），分别拟定方案一和方案二。

表1 和田河下泄水量要求单位：亿m3

和田河水资源利用节点见图1。

图1 和田河流域水资源利用节点示意图

2.1方案一：

按现有河道输水模式（即无玉龙喀什水利枢纽），满足肖塔断面下泄水量要求

和田河在60年代至80年代期间，上游水文站（同古孜洛克站和乌鲁瓦提站）来水合成日平均流量在230m3/s～1400 m3/s之间时，肖塔站才有水；到了近年，上游水文站（同古孜洛克站和乌鲁瓦提站）来水合成日平均流量在400m3/s～600m3/s之间，最小流量为400m3/s，肖塔站才有水，下泄最小流量提高了170m3/s；同时分析，为保证肖塔站有水，前期洪水（同古孜洛克站和乌鲁瓦提站）下泄流量需在400m3/s以上，才能冲开和田河长达319km的干流河槽，减少跑、漏损失水量，总之，肖塔站的水量不仅和上游来水的总量有关，而且跟上游来水的年内分配有很大的关系，若上游下泄洪水越集中，肖塔站实收的下泄水量就越大，反之水量就小。

通过对喀拉喀什河和玉龙喀什河洪水分析，在2002年喀拉喀什河上的控制性枢纽-乌鲁瓦提水库建成前，两河洪峰由于产汇流的基本相同，汛期洪水洪量基本同步；乌鲁瓦提水库建成后，不仅有效调控了喀拉喀什河径流，改变了年内分配过程，而且通过削减洪峰，减少了下游河道的洪灾损失，但由于不能对玉龙喀什河洪水进行有效控制，两河洪峰却达不到同步，在汛期初期，洪峰错时，这样就减少了下泄洪水的流量，由于洪水流量小，初期洪水均消耗在河道中，对下泄塔里木河生态水不利。

通过从现状两河渠首下泄肖塔断面水量的关系分析和以上原因分析，按现有河道输水模式，即仅有乌鲁瓦提水库调蓄，洪水不集中情况下，河道损失量大，肖塔断面在满足《关于印发塔里木河流域“四源一干”地表水水量分配方案等方案的通知》下泄水量要求时，两河渠首需下泄水量见表2。

表2 满足肖塔时两河渠首需下泄水量要求表（无玉龙喀什水利枢纽）单位：亿m3

由表2可知，在不改变现状河道输水条件下，要使肖塔断面在P=25%、P=50%、P=75%、P=90%来水频率下，达到下泄塔里木河肖塔断面要求，就要使两河渠首断面分别下泄23.62亿m3、22.18亿m3、22.53亿m3和8.73亿m3。

为保证下泄塔里木河肖塔断面水量要求，就要求在肖塔断面多下泄生态水，这样就势必减少了和田河灌区地表水可利用量，减少水量约4亿m3。

通过加大灌区节水力度，使地方灌区灌溉水综合利用系数达到0.74，毛灌溉定额达到493m3/亩情况下，总需水（含生态需水）由现状年的26.29亿m3，降至17.82亿m3，降幅达32%。在这种需水情况下，通过水资源配置，P=25%、P=50%和P=90%来水频率下，可满足肖塔断面水量要求。

但由于下泄塔里木河水量仅能在洪水期下泄，而在P=75%来水频率下，洪水期6～8月地表水可利用量为20.07亿m3，扣除灌区用水后，下泄塔里木河生态水已不能满足要求，还需通过超采地下水1.55亿m3，减少向皮牙勒玛调水区调水1.50亿m3才能够满足肖塔断面水量要求。

2.2 方案二：

修建玉龙喀什水利枢纽，配套修建玉河防渗渠道工程，满足两河渠首断面和肖塔断面下泄水量要求

根据《和田河下泄塔里木河水量研究专题》成果分析，肖塔站的水量与上游洪水下泄过程有密切关系。上游下泄洪水越集中，肖塔站实收的下泄水量就越大，反之水量就小。为有效控制上游汛期洪水，仅依靠喀拉喀什河已建乌鲁瓦提水库无法对另一条玉龙喀什河进行有效控制，需在玉龙喀什河上修建玉龙喀什水利枢纽。通过两座控制性枢纽的联合调蓄，在汛期，两座水库同时下泄生态水，即同期集中下泄洪水达到500m3/s以上。通过减少河道输水损失，在P=50%来水频率下，两河渠首下泄17.0亿m3时，肖塔断面就可接收生态水量9.29亿m3。但由于存在水库联合调蓄管理等不确定性因素，本文仍按《关于印发塔里木河流域“四源一干”地表水水量分配方案等方案的通知》要求分析下泄塔里木河生态水量，见表3。

表3 满足两河渠首时肖塔断面可下泄水量表（有玉龙喀什水利枢纽）表单位：亿m3

在这种下泄水量要求条件下，为保证下泄塔里木河肖塔断面水量要求，通过灌区节水，使地方灌区灌溉水综合利用系数达到0.56，毛灌溉定额达到655m3/亩情况下，总需水（含灌区内部生态需水）为22.07亿m3，地下水利用在地下水可开采量范围内。同时通过配套修建玉河防渗渠道工程，减少出山口河道处的渗漏等损失，提高地表水可利用量，可保证两河渠首断面下泄水量满足《关于印发塔里木河流域“四源一干”地表水水量分配方案等方案的通知》下泄水量要求。同时通过规划年改变两河渠首下泄过程，即通过山区水库调蓄，使洪水期水量集中下泄，河道输水损失减少，亦可有效保证肖塔断面下泄水量要求。

为反映和田河流域两条支流在乌鲁瓦提水库建成前（天然状况）、乌鲁瓦提水库建成后以及玉龙喀什水利枢纽建成后不同的洪峰特性和洪峰下泄时段，对在P=50%来水频率下各种状况进行统计分析，见图2。

图2 玉龙喀什河、喀拉喀什河在控制性水利枢纽影响下出库水量图

和田河径流年内变化较为明显，洪水期6～9月水量约占全年水量的84%，而其他月份仅占年水量的16%，也就是从某种意义上说，充分合理利用两河洪水期的水量下泄，对于塔里木河生态水量的顺利下泄具有至关重要的意义。

和田河在自然状况下（即两条支流均无控制性枢纽），洪水期下泄洪量基本同步。

喀拉喀什河上乌鲁瓦提水库于2002年建成投产运行。该水库任务为：灌溉、防洪和发电，水库运行方式为：汛期6月～7月结合下游综合用水要求，水库维持在死水位泄洪排沙运行，8月初水库开始蓄水，蓄至汛限水位，汛末8月～9月水库蓄水至正常蓄水位，10月～次年5月末，水库进入供水期，库水位从正常蓄水位逐渐削落至死水位。水库建成运行后，其通过调蓄改善了喀河灌区的灌溉条件，削峰减少了喀河的洪峰流量，下泄水量时段要早于天然状态，且下泄洪峰流量小于天然情况。

经分析，目前情况下（即有乌鲁瓦提水库而无无玉龙喀什水利枢纽），喀河和玉河的洪峰下泄时段有一定的不同步性，且汛期洪峰下泄不足，为弥补仅有乌鲁瓦提不能协调两河洪峰的问题，规划在玉龙喀什河新建玉龙喀什水利枢纽，即玉龙喀什水利枢纽结合乌鲁瓦提水库汛期6月～9月的调度运行方式，集中加大两河下泄力度，有效保证下泄塔里木河输水水量。

3 水资源配置方案分析及结论

方案一：灌区节水力度大，超采地下水1.55亿m3，根据和田地区实际情况，灌区大面积进行高效节水，要求投入大，在近期水平年整体方案实现可能性较小。

方案二：通过玉河山区水库和配套修建玉河山区12km防渗渠道工程，可提高灌区地表水可利用量，可满足两河渠首断面的下泄生态水量要求，山区水库的集中下泄，也可有效保证肖塔断面的生态水量。

综上分析，方案二灌区节水改造易实现，同时修建玉河防渗渠道工程投入少，效益大，又可满足两河渠首断面和肖塔断面生态要求，可为实现国务院确定的向塔里木河输送生态水量目标、保护下游生态环境提供有效保障。即近期水平年在灌区节水一定程度下，增加开采地下水，通过兴建控制性水利枢纽工程和配套玉河山区12km防渗渠道工程，达到集中下泄生态水量，配合灌区骨干工程配套和利用现有工程改造、挖潜，同时加强管理建设，可满足和田河流域工、农业用水、生态用水及下泄塔里木河水的供水任务。

1. 矫勇. 正确把握水资源配置内涵科学制定水资源配置方案. 中国水利, 2004(19), 6-9

2. 邓铭江. 中国塔里木河治水理论与实践. 科学出版社, 2009.3

3. 王新、赵晶等.新疆和田河流域水资源利用初步规划,2010.11

4. 《关于印发塔里木河流域“四源一干”地表水水量分配方案等方案的通知》（2003.1，新疆维吾尔自治区人民政府）

附图补登

我刊2014-4期P32图1、P41图1、P73图2由于印刷原因导致图中所示信息不清。本期特予以补登P41图1。其他两图如有需要亦可与该文作者或编辑部联系。特此致歉。

本刊编辑部