克拉玛依市水资源供需分析

王 鹏，关东海

(1.新疆维吾尔自治区水资源中心，乌鲁木齐 830011； 2.新疆水利水电科学研究院，乌鲁木齐 830000)

水资源在人类社会发展过程中起着至关重要的作用，并已经成为制约社会经济发展、引起不同区域水事件、水纠纷的瓶颈。因此，为达到水资源的可持续开发利用，国家出台了最严格水资源管理政策，并针对不同区域的实际情况，划分了用水的“三条红线”指标。因此，在新形式、新背景下，不同区域的水资源开发利用方式、供需水平衡将发生较大的变化，需针对特定的区域，结合实际情况、用水的“三条红线”指标重新进行水资源供需分析，以期更好指导所在区域水资源的可持续开发利用以及合理的进行以水定生产、以水定发展。

1 克拉玛依市概况

克拉玛依市地处新疆准噶尔盆地西缘，西北傍扎依尔山，南依天山北麓，东临古尔班通古特沙漠。地理位置E84°44′～E86°01′，N44°07′～N44°08′。北部、东北部与和布克赛尔蒙古自治县相连，南面与乌苏县、沙湾县接壤[1-3]。克拉玛依市是新疆著名的石油工业城，具有大工业、小农业、石油工业服务的经济结构，下辖克拉玛依、白碱滩、乌尔禾、独山子4个行政区。

2 克拉玛依市水资源开发利用现状分析

2.1 现状用水量分析

根据《克拉玛依市2014年水资源公报》，克拉玛依市2014年总用水量为41 680×104m3。其中，生活用水量为2 722×104m3，生产(农业、工业)用水量为24 554×104m3，生态用水量为14 404×104m3，生活：生产：生态用水量的比值为6.5%：58.9%：34.6%。克拉玛依市各区用水量见表1。

表1 2014年克拉玛依市各业用水量表Tab.1 Water Consumption by Industry of Karamay in 2014 /104 m3

2.2 水资源开发利用程度分析

本文以2014年为计算时段，以独立流域或一级支流为单元，对克拉玛依市地表水资源开发率、平原区浅层地下水开采率进行分析计算，计算结果见表2。

表2 2014年克拉玛依市水资源开发利用情况

从表2中可以看出，克-白及乌尔禾区水资源开发利用程度偏高。其中，白杨河流域地表水资源开采率为100%，无开发潜力；克-白及乌尔禾区平原区潜层地下水开采率为89%，基本无开发潜力。由此可见，克拉玛依市水资源开发程度相对较高。

2.3 现状水资源开发利用存在的问题分析

2.3.1 供水设施不配套

由于水利工程老化、水利设施不配套，导致引水工程供水体系未取得预期的供水效果，干渠引水能力不足；因冬季供水反调节库容缺乏，引水工程在非输水期供水困难，至今未达到设计引水量。

2.3.2 水资源短缺形势加剧

克拉玛依市是国家重要的石油石化产业基地，油气生产、石油石化工业用水量必将急剧增加，克拉玛依市水资源供需矛盾将更加突出，利用好已有水资源并争取新水源已成为维系城市发展的生命线。

2.3.3 生态环境问题显现

自20世纪50年代至2000年，艾里克湖蓄水量迅速减少，至2000年6月两湖全部干涸，原有湖泊自然生态受到严重破坏[4]。至引水工程实施以来，2012年向艾里克湖通水6 975×104m3，近10年来艾里克湖生态环境得到部分恢复。玛纳斯河下游克拉玛依境内部分已经断流30多年，在特丰水年偶有洪水入流，昔日克拉玛依南部天然绿色屏障已不复存在，由此对克拉玛依市的生态环境造成的损失不可估量。

3 城市发展需水预测分析

需水预测以克拉玛依市生活需水、工业需水和农业等不同行业用水为基础，充分考虑克拉玛依市人口增长、社会经济发展和水资源开发利用等相互作用的动态变化，采用定额法对克拉玛依市2020和2030年的生活、工业和农业进行需水量预测[4-5]。

3.1 生活需水量预测

克拉玛依市人口发展预测根据区域人口的发展趋势和增长变动情况，结合克拉玛依市国民经济和社会发展“十三五”规划，并且参照《克拉玛依市城市总体规划(2013-2030年)》，采用增长率预测法对人口进行预测。经预测，克拉玛依市2020和2030年人口发展规模分别为50.3和73.7万人。

生活需水包括城镇生活需水和农村生活需水两项，生活需水量采用人均综合日用水量方法进行预测。

3.1.1 人均综合用水量及系数

综合生活用水量为城市居民日常生活用水和公共建筑用水之和，不包括浇洒道路、绿地、市政用水和管网漏失水量。

根据2014年克拉玛依市各区城镇、生活人均综合用水定额，考虑到用水条件改善将导致生活用水量增大，结合《新疆油田公司“十二五”生产供水专项规划》和《城市给水工程规划规范》，确定规划水平年各分区用水定额，见表3。

表3 克拉玛依市综合生活用水定额及水利用系数Tab.3 Comprehensive Water Consumption Quota and Water Utilization Coefficient in Karamay City

3.1.2 生活需水量

根据克拉玛依市各区预测的人口发展指标、生活需水定额以及生活需水水利用系数，计算出克拉玛依市各区的城镇和农村生活需水量，见表4。

表4 克拉玛依市生活需水量Tab.4 Living Water Demand in Karamay Cit /104 m3

3.2 工业需水量预测

克拉玛依市工业主要包含火电工业、原油生产、石油化工、云计算产业、农业加工产业以及其他产业，工业需水量预测按照以上工业类型进行分别计算。根据《克拉玛依市水资源综合规划》、《新疆油田分公司“十二五”原油开发规划报告》和《克拉玛依石油化工工业园区总体规划》等成果，结合《新疆白杨河水资源利用规划报告》和《克拉玛依市水资源综合规划报告》，同时参照附近区域的工业用水水平，确定2020和2030年的工业用水水利用系数分别为0.95和0.98。经计算，克拉玛依市2020和2030年工业需水量分别为23 404×104和28 854×104m3，见表5。

表5 克拉玛依市工业需水量Tab.5 Industrial Water Demand in Karamay City /104 m3

3.3 农业需水预测分析

3.3.1 克拉玛依市灌溉面积预测分析

根据《克拉玛依市农田综合开发区规划》、《克拉玛依市水资源利用规划》以及《克拉玛依市三条红线指标》中有关农业用水总量控制和农业用水效率控制指标，2020年克拉玛依市灌溉面积为2.131×104hm2，规划水平年2030年灌溉面积为2.131×104hm2。克拉玛依市各分区灌溉面积见表6。

表6 克拉玛依市2020和2030年灌溉面积Tab.6 irrigated area of Karamay City in 2020 and 2030 /hm2

3.3.2 农业需水量

本文考虑克拉玛依市大力发展高新节水灌溉面积，参照《克拉玛依市水资源利用规划》、《新疆白杨河流域水资源利用规划》以及《新疆克拉玛依市克拉玛依区农田水利建设规划》，确定克拉玛依市各种作物的灌溉制度和综合灌溉水利用系数。

根据各分区的灌溉制度以及各种作物的种植面积进行分析计算出综合净灌溉定额，结合灌溉水利用系数得出综合毛灌溉定额，克拉玛依市各区综合毛、净灌溉定额见表7。

表7 克拉玛依市2020和2030年灌溉定额Tab.7 irrigation quota of Karamay City in 2020 and 2030 /m3·(hm2)-1

根据各区作物种植面积、灌溉定额、灌溉水利用系数，计算2020和2030年克拉玛依市各区灌溉毛需水量，见表8。

表8 克拉玛依市2020和2030年灌溉需水量Tab.8 irrigation water demand of Karamay City in 2020 and 2030 /104 m3

3.4 克拉玛依市需水预测结果

根据上述确定的生活、工业、农业用水的预测分析结果，同时考虑到城市绿化、牲畜需水，计算得出克拉玛依市不同规划水平年各业需水成果，见表9。

表9 克拉玛依市需水量预测表Tab. 9 Prediction table of water demand in Karamay City /104 m3

4 可供水量分析

区域的供水决定于3个因素：①区域内水资源可利用量；②区域工程供水能力；③区域内的用水需求。根据可供水量计算公式[6]，计算克拉玛依市规划水平年可供水总量，计算结果见表10。

(1)

式中：W可供，i为i时段的可供水量，104m3；Hi为i时段区域工程供水能力，104m3；Wi为i时段区域水资源可利用量，104m3；Xi为i时段区域需水量，104m3；n为计算时段总数。

表10 克拉玛依市2020年和2030年可供水量Tab.10 Statistics of available water of Karamay in 2020 and 2030 /104 m3

5 供需平衡分析

规划水平年2020和2030年可供地表水量比现状工程有了大幅提高，一方面引水工程的引水量可以达到分水协议的水量；另一方面独山子区金沟河应急供水工程和精-奎输水工程及其配套工程的实施，增加了地表水可供水量。采用定额法计算克拉玛依市规划年需水量，将规划年的水资源可供水总量与规划水平年的需水量结果进行供需平衡分析，见表11。

由表11可知，规划水平年2020年，克拉玛依市需水总量为43 435×104m3，水资源可供水量为55 323×104m3，富余水量为11 888×104m3；规划水平年2030年，克拉玛依市需水总量为52 100×104m3，水资源可供水量为73 022×104m3，富余水量达20 922×104m3。

表11 克拉玛依市规划年水资源供需平衡结果统计表Tab.11 Statistical rerults of the supply and demand balance of Karamay in planning year /104 m3

6 规划需水量与克拉玛依市“三条红线”对比分析

落实最严格水资源管理制度，就是要建立用水总量控制制度、用水效率控制制度、水功能区限制纳污制度、水资源管理责任和考核制度4项制度，确立水资源开发利用控制红线、用水效率控制红线和水功能区限制纳污红线[7]。对比分析2020和2030年需水量与新疆维吾尔自治区分解确定克拉玛依市“三条红线”用水总量控制指标[8]，见表12和表13。

表12 克拉玛依市2020年需水量与“三条红线”用水总量控制指标对比分析表Tab.12 Comparison of water demand in 2020 and the three red lines control index in Karamay City /104 m3

由表12可知，克拉玛依市2020年需水与克拉玛依市“三条红线”用水总量控制指标相比，2020年克拉玛依市各业均有富余水量。其中，工业用水富余水量约1.75×108m3，农业用水富余水量约0.235×108m3，生活用水富余水量约0.271×108m3，富余水量合计约2.25×108m3。

表13 克拉玛依市2030年需水量与“三条红线”用水总量控制指标对比分析表Tab.13 Comparison of water demand in 2030 and the three red lines control index in Karamay /104 m3

由表13可知，克拉玛依市2030年预测需水量与克拉玛依市“三条红线”指标相比，2030年克拉玛依市各业用水量均有富余。其中，工业富余水量约1.86×108m3，农业富余水量约0.14×108m3，生活富余水量约0.002 4×108m3，富余水量合计约2.007×108m3。综上所述，规划水平年2020和2030年需水总量和其他分项需水量均在“三条红线”用水指标范围内。

7 结论与建议

根据水资源供需平衡分析可知，克拉玛依市水资源可供水量可以满足克拉玛依市2020和2030年城市用水量需求，可以达到水资源供需平衡。由于克拉玛依市的工业是主导产业，为保障克拉玛依市社会经济持续发展，提出如下建议：

1) 加快污水资源再生利用，减少新鲜水资源使用量。加快污水再生利用工程建设，替代部分新鲜水资源，减少新鲜水资源使用量。按照“以水定城、以水定产、以水定人、以水定地”的原则，充分考虑水资源、水环境承载能力，合理布局和定位克拉玛依市城市发展规划。

2) 加强水资源的统一管理，加快水文站网建设，加强水文监测，初步形成与最严格水资源管理制度相适应的水资源监控能力，逐步增强支撑水资源科学管理和“三条红线”监督考核的能力。