乌苏市水资源供需平衡及可持续利用对策

辛 琳

(新疆塔城水文水资源勘测局，新疆塔城834700)

1 概况

乌苏市地处天山北麓、准噶尔盆地西南缘，地理位置北纬43°28'33″～45°18'28″，东经 83°24'16″～ 85°07'43″，居伊犁、塔城、阿勒泰三区之要津，是通往霍尔果斯、巴克图、阿拉山口口岸的重要门户，与国家石化基地独山子、新型商贸城奎屯市形成北疆“金三角”，国道312线、217线和欧亚第二大陆桥(铁路)横贯东西，奎—赛高等级公路从境内穿过，东距自治区首府乌鲁木齐市260 km。乌苏区域总面积2.07 km2，辖区总人口37万余人，全市辖10镇、7乡、3个牧场、1个林场和5个街道办事处。全市有可耕地150万亩，已耕地95万亩，有草场1200万亩，境内奎屯河、四棵树河、古尔图河三条主要河流年径流量达到13.86×108m3，地下水可开采量4.34×108m3，年均无霜期182天，较充足的水土光热资源为棉花、玉米、番茄、瓜菜等作物提供了良好的生长条件，使乌苏成为国家和自治区优质棉基地、粮食基地和畜牧业基地。乌苏市水土、光热、矿产、旅游等资源十分丰富。是国务院批准对外国人开放城市之一、自治区西部大开发扶优扶强、优先发展的县(市)之一。

2 水资源的形成及特征

2.1 地表水资源形成及特征

乌苏市处于半干旱的大陆性气候带，山区是地表水资源的主要形成区，乌苏市山区面积占全市面积的45.9%，山区地表水资源量占全市地表水资源量的99.3%。水资源主要由南部山区冰川融雪和山区降雨补给，依连哈比尔尕山和婆罗科努山在乌苏境内的北坡冰川有1016.45 km2，其中299.7 km2融水绝大部分补给安集海河流出，其余融水直接补给市内各河流、溪沟。乌苏市多年平均年降水量为52.67×108m3，平均年降水深345.4 mm，即降水量中有32.8%水量转化为地表水资源，降水主要集中在夏季，河水流量随气温升高而增大。在乌苏市境内有奎屯河、四棵树河、古尔图河三条大河，其中:

奎屯河发源于天山山脉中部的依连哈比尔尕山北坡。流经独山子后向北，经奎屯大桥、九间楼、皇宫、车排子、苏兴滩，与四棵树河汇合，从甘家湖牧场出乌苏县境，过精河，汇入尾闾湖艾比湖。奎屯河全长336 km，河源共有冰川约300条，冰川面积约201.12 km2，冰川储量约10.95 km3，其面积约占积水面积的10.6%。河流水源以冰雪融水和降雨补给为主。

四棵树河发源于天山山脉中部的婆罗科努山，流经吉尔格勒特郭楞蒙古民族乡、四棵树乡，沿途汇集溪流，穿过戈壁与奎屯河汇集流入艾比湖。全长137公里，河源共有冰川约130条，冰川面积约105.9 km2，冰川储量约7.08 km3，其面积约占积水面积的11.5%、河流水源水量以冰雪融水和降雨补给为主。

古尔图河位于天山北麓，发源于天山山脉的婆罗科努山，流经古尔图牧场，在甘家湖牧场与奎屯河、四棵树河汇合，由南至北注入艾比湖。古尔图河全长115公里。河源共有冰川约160条，冰川面积约176.8 km2，冰川储量约7.08 km3，河流水源水量以冰雪融水和降雨补给为主。

乌苏市的地表水资源主要来自区域内的三大河流，奎屯河、四棵树河、古尔图河和11条无尾小溪沟。其中较为丰富的奎屯河区地表水资源量为6.592×108m3，占全市地表水资源总量的38.3%;其次为四棵树河区，地表水资源量4.389×108m3，占全市地表水资源总量的25.5%;再次是古尔图河区，地表水资源量3.540×108m3，占全市地表水资源总量的20.5%;外流区地表水资源量2.707×108m3，占全市地表水资源总量的15.7%;区域中、北部大部分平原区不产生地表径流。乌苏市区外入境水量1.450×108m3，河川径流总量17.23×108m3。乌苏市地表水资源量统计见表1。

地表水资源的年内分配特点:径流的年内分配主要受补给源的影响，在时间上表现出流域平均高程越低的河流径流汛期越早、水量越集中的特点。区域内主要河流径流最大的四个月为6－9月，占年径流量的68～80%;最大月径流量占年径流量的25～30%，出现时间为7月或8月;最小月径流量占年径流量的1～2%，出现时间为4月，个别河流出现在2月。

根据当地引水分配方案，乌苏市可从三条河流上引入有效地表水资源量4.54×108m3。乌苏市有较完整的引水工程可引入三条河流的水量，可直接作为农业灌溉及工业、生活用水。

表1 乌苏市地表水资源量统计表

2.2 地下水资源形成及特征

乌苏市是典型的半干旱区山前冲洪积平原，区域内11条溪沟，由于流量小、流程短，多在出山口后自然渗入地下成为地下水补给来源。巨厚的冲洪积层、冲积层在南部接河水渗漏，河谷潜流，基岩裂隙水侧向补给，在重力作用下向北，北西径流，消耗于人工开采、蒸发、最终汇入艾比湖。地下水埋深由山前一带大于100m，到县城一带变为10多m，再向北溢出地表。地下水类型亦由南部的单一潜水分布区过渡到潜水、多层承压水和自流水分布区。其富水性在溢出带以单一潜水区最为丰富，其中奎屯河流域的乌苏县城以东一带单井涌水量大于5 000m3/日，且富水带宽度大，其次是古尔图河流域。溢出带以北，潜水富水性逐渐变弱，出现多层承压自流水，在八十四户乡一带单井自流量可大于2 000m3/日。

境内地下水分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、碎屑岩类裂隙孔隙水、冻结层地下水和矿水5种基本类型，其中松散岩类孔隙水分布范围最广，是开发利用的重点。

地下水资源的补给主要有:平原区大气降水补给、河谷潜流和山区基岩烈隙水的侧向补给、夏秋季洪水期山前无汇流区暴雨洪水补给、水库通过坝基和库底入渗补给，奎屯河、四棵树河、古尔图河和11条无尾河大部分在出山口处入渗补给地下水、渠系田间入渗:河水引入渠系后，在渠系中以线状渗漏补给、井灌回归和平原泉水回归等。乌苏市地下水资源补给、开发利用现状见表2。

表2 乌苏市地下水资源补给、开发利用现状表 单位108m3

乌苏市域平原区地下水总补给量为7.23×108m3，其中天然补给量1.06×108m3，转化补给量6.17×108m3，地下水可开采资源量为4.34×108m3，现状开采量为1.90×108m3，其中用于城市生活0.0321×108m3，占地下水开采量的1.7%，工业用水0.115×108m3，占地下水开采量的6.1%，农业灌溉用水1.79×108m3，占地下水开采量的94.92%，农村生活用水0.0249×108m3，占地下水开采量的1.32%.地下水作为一个比较可靠的水源为补乌苏市春秋两季缺水，保证农业丰收也起到了关键作用。现在进行的土地开发，也绝大部分引用地下水，地下水成为乌苏市人民生活和工农业发展的一个十分重要的水源。

3 水资源供需平衡分析

水资源供需平衡析，是指在一定范围内(行政，经济区域或流域)不同时期的可供水量和需水量的供求关系分析。

3.1 水资源可利用总量

水资源可利用总量指在可预见的时期内，在统筹考虑生活、生产和生态环境用水的基础上，通过经济合理、技术可行的措施在当地水资源中可一次性利用的最大水量。

水资源可利用总量=地表水资源可利用量+地下水资源可利用量－重复利用量。

乌苏市地表水资源量为17.23×108m3，扣除新疆生产建设兵团和区外引水量，乌苏市实际可引用地表水资源量4.54×108m3;地下水总补给量为7.23×108m3，地下水可开采资源量为4.34×108m3，在地下水补给量中已扣除了重复计算量，在此不用考虑，也就是说乌苏市实际可利用水资源总量8.88×108m3。

3.2 水资源需水量统计

根据各部门统计资料，乌苏市多年平均用水总量为6.930×108m3，其中生产用水量6.180×108m3，生活用水量0.080×108m3，生态环境用水量0.6700×108m3。用水量是指分配给用户包括输水损失在内的毛用水量，按生产、生活、生态三类统计。平均用水量是根据当地现有水资源量人为进行计划调节分配的水量，并不能代表一个地区实际上所需要的水资源量。需水量是指满足一个地区工业、农业、生活、生态发展等所需要的水资源量。根据乌苏市现有人口和工农业生产情况，实际需水总量为10.14×108m3，其中:生产用水量8.08×108m3，居民生活用0.12×108m3，生态环境用水量1.94 ×108m3。

3.3 水资源供需平衡分析

为了衡量地区水资源供需平衡的程度，采用水资源供需(用)平衡指数进行分析。

式中:Q为可供水总量，W为需水总量。WUB+介于(0，1)之间，越接近1说明水资源供需越平衡，越接近0，说明水资源开发潜力越大，

WUB－介于(0，1)之间，越接近1说明水资源供需越平衡，越接近0，说明水资源供水缺口越大。

通过对乌苏市水资源供需分计，计算WUB+=0.78，说明通过计划控制在水资源使用方面，供大于用，供用接近平衡，但是水资源开发潜力不大;通过计算WUB－=0.88，说明在水资源实际需求方面，需大于供，供需接近平衡，但是水资源在实际需求方现存在一定缺口。乌苏市水资源供需平衡分析计算结果见表3。

表3 乌苏市水资源供需平衡分析计算

通过以上分析可以看出，目前乌苏市的水资源开发量已达到最大限度，水资源开发潜力不大，现有水资源并不能完全满足生产、生活对水资源的需求量。随着社会经济的发展和人口不断增长，农业、工业及城市化进程的快速发展，对水资源的需求将会更大，供需矛盾将会更加严重，所以加强水资源管理，对现有水资源进行合理规划，提高可持续利用率，是解决供需矛盾的重要手段。

4 水资源可持续利用对策

近年来乌苏市农业用水不断增加、地表水的有效引水量有限，奎屯河引水防渗工程不断完善，奎屯、乌苏地区地下水补给量大大减少，加之工业和生活用水连年增长，对地下水开采量迅速增加，使地下水位逐渐下降，河流中下游断流，流域下游地区生态环境恶化，土地沙化加剧，湖泊、湿地萎缩。实现乌苏市水资源的可持续利用，首先必须提高水资源的利用率和水环境的承载能力，努力建设节水型社会，高效利用水资源。主要途径有四:

1)高效利用水资源，大力发展节水农业，加强对城市工业和生活的节水管理，提高水的利用效率:农业是乌苏市水资源利用的主体，农业用水总量占用水总量的70%以上。但是，农业用水存在着严重的浪费现象。大多数地方仍然采用传统的灌溉模式，每亩实际灌水量450～500立方米，超过实际需水量的1～2倍。大量农用水资源由于渠系损失和农田蒸发而损失于无形之中，农田灌溉水的实际利用率仅为33%左右。工业用水也占总用水相当大的比例，但工业用水重复利用率却很底，所有的工业用水几乎全部当做废水被弃。在城市用水方面，不合理用水、浪费水资源的现象依然普遍存在，节约用水的技术和管理水平不高，污水处理率低下。

2)兴建山区调畜工程，优化配置水资源，加强水资源时空上的优化配置:乌苏市河流径流量具有年内分配不均匀，夏丰，春枯的特点，四季水量相差悬殊，夏汛特征明显，夏季水量最大，占全年水量的60.5～69.1%，秋季水量次之，占全年水量的17.4～22.2%，春季和冬季水量相当，仅占全年水量的6.35～9.03%，春季河道来水量不足，而此期间正值作物播种需水季节，作物需水量大而供水量严重不足，春旱严重，对春季农业用水不利，严重制约了乌苏市农牧业的发展;而到夏汛期河道来水量又十分集中，洪峰大，历时长，造成大量弃水，同时还增加了夏洪的威胁。因此，为了对河流水量进行调节，应在三条大河流流域的山区，规划修建蓄水工程，以充分有效的利用水资源，缓解春旱，防治夏季洪水灾害。

3)以水资源为约束条件，调整产业结构:坚持贯彻保护水资源的发展方针，根据水资源量调整产业结构，减少土地开发、通过发展高效节水农业促进水资源向工业和第三产业转移，工业和服务业则可通过反哺农业的方式，实现水资源的高产出;控制需水量大的产业项目如火力、造纸、化学、冶金、食品等工业用水主体项目的扩张开发;同时加快实施口岸经济发展，扶持区域性金融商务中心、金融保险业、现代物流业、大文化产业、旅游业、体育产业、等节能、环保型产业的发展。通过产业结构用水量的调整，使现有水资源在质和量上得到优化配置。

4)加强生态环境建设:乌苏市属干旱区，水资源量偏少，生态环境脆弱，生态平衡极不稳定，加之流域内人口和耕地面积逐年增加，水资源的浪费等人类活动的影响，生态平衡受到一定的破坏，河流上游水土流失严重，下游土地沙化，盐碱化，并形成春旱、夏涝、盐碱、风沙等自然灾害。加强植被建设，防治土地荒漠化，加大水土保持力度，控制水土浸蚀，改善生态环境是保护水资源，治理水土流失的可行性方法。

5 结语

乌苏市水资源开发潜力不大，现有水资源并不能完全满足生产、生活、特别是生态环境对水资源的需求量，随着社会经济的发展、人民物质文化生活水平的提高，水资源问题将更加突出，必须高度重视水资源供需不平衡问题，通过有效措施，使现有水资源在质和量上得到优化配置，实现水资源的高产出，以水资源可持续利用保障经济社会的可持续发展，为实现区域内水与经济、社会、生态与环境的持续协调发展提供有力支撑。

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