新疆南疆绿洲区供需水平衡分析及水资源配置研究——以新疆和田河流域为例

李志军，王媛媛

(1.新疆白杨河流域管理局，乌鲁木齐 830000；2.新疆建设职业技术学院，乌鲁木齐 830000)

0 引 言

新疆南疆绿洲区的水循环主要特点为山区是径流形成区，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，形成独特的“灌溉农业，荒漠绿洲”生态环境和社会经济体系，水资源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能否合理配置利用[1]。

新疆和田河流域位于新疆西南部，塔克拉玛干沙漠南缘、昆仑山北麓，发源于昆仑山北坡和喀喇昆仑山。和田河主要由喀拉喀什河和玉龙喀什河两大支流汇合而成，在阿克苏地区的肖塔水文站汇入塔里木河，多年平均径流量为45.35×108m3，为新疆南疆和田地区最大的一条河流[2-3]。流域内光照充足，水土、水能资源丰富，适宜农、林、牧、渔业的生产和发展，是新疆南疆区域的典型绿洲区[1]。当前，随着和田地区经济社会的快速发展，水资源供需矛盾日益突出，尤其近年来随着塔河近期综合治理规划的实施，和田河作为塔里木河重要的补给源流，其下泄塔里木河生态水量与当地灌区生产、生活矛盾日益突出[4]。在这种情况下，对南疆绿洲极具代表性的和田河流域进行供需水平衡及水资源合理配置分析研究就显得尤为重要。

1 流域水资源简况

1.1 水资源总量

根据资料统计，和田河流域总水资源量为49.98×108m3。流域分区水资源量总量见表1[2]。

表1 和田河流域分区水资源量总量

1.2 地表水资源

流域地表水资源量为45.69×108m3，地表水资源可利用总量为21.82×108m3。

1.3 地下水资源

流域现状年地下水资源量为15.55×108m3，其中天然补给量为4.29×108m3。

2 存在的主要问题

2.1 缺乏调蓄工程，导致灌区春旱缺水

和田河流域水资源时空分布不均与农牧业用水过程严重不匹配，长期存在“卡脖子旱”问题[4]，2-6月份需水量为12.85×108m3，占全年总需水量的45.38%。而同期天然来水量仅占全年水量的20.45%，玉龙喀什河缺乏山区水库进行调节，导致灌区存在春旱缺水问题。

2.2 和田河干流输水损失较大，灌区引水水量过大

目前，和田河下泄生态水量不能满足向塔里木河生态供水要求，造成这种情况主要有两方面的原因：首先由于玉龙喀什河缺乏山区水库进行调节，渠首断面下泄塔河干流生态水量不集中，造成和田河干流输水损失较大，小流量损耗大，大流量洪水漫溢，河道损失水量高达1.61×108m3；其次和田河灌区引水量过大，减少了渠首断面下泄塔河干流生态水量。

2.3 灌区工程老化，灌溉效率较低

灌区内大部分骨干工程都是上世纪六七十年代修建，修建标准普遍较低，加之年久失修，工程运行条件较差，灌区内部渠道防渗率依然较低，水量渗漏严重。同时，现状和田河流域灌区高效节水灌溉面积为5.13×104hm2，节灌率仅为24.43%，低于全疆平均水平42.1%，节灌水平较低。上述情况导致灌区灌溉水利用系数低，水量损失较大，灌溉效益较低。

3 需水预测

3.1 生活需水预测

根据和田河流域各区预测的人口发展指标、生活需水定额以及生活需水利用系数，计算出和田河流域各区的城镇和农村生活需水量，详见图1。

图1 和田河流域城镇和农村生活需水量图

3.2 工业需水预测

根据灌区各水平年工业发展预测和灌区各水平年工业增加值万元用水定额及工业用水利用系数，计算出2015、2020和2030年的和田河流域工业总需水量分别为4 596.6×104、7 500.9×104和16 777.8×104m3，详见表2。

表2 和田河流域各水平年工业需水量表

3.3 农业需水预测

根据和田河流域各区作物种植面积、灌溉定额、灌溉水利用系数，计算出2015、2020和2030年的和田河流域灌溉毛需水量分别为268 929×104、241 498×104和238 750×104m3，详见表3。

表3 和田河流域毛、净灌溉需水量表

3.4 牲畜需水预测

通过对牲畜发展预测，结合牲畜用水定额及水利用系数，计算确定2015、2020和2030年的和田河流域牲畜总需水量分别为1 705.38×104、1 780.77×104和2 177.96×104m3，详见表4。

表4 和田河流域牲畜需水量表

3.5 渔业需水预测

根据渔业面积、渔业用水定额及渔业用水利用系数分析预测，计算得出2015、2020和2030年的和田河流域渔业总需水量分别为2 810.16×104、3 638.21×104和6 050.09×104m3，详见表5。

表5 和田河流域渔业总需水量表

3.6 生态需水预测

和田河生态需水量按定额法估算，确定生长良好的天然植被需水定额4 500 m3/hm2，稀疏植被需水定额2 250 m3/hm2，计算得出和田河生态需水量为7.40×108m3，详见表6。

表6 和田河生态需水量估算表

3.7 流域总需水量

经计算汇总统计，和田河流域2015、2020和2030年总需水量分别为283 061×104、260 820×104和271 820×104m3，详见表7。

表7 和田河流域各区各业总需水量表

4 水资源供需分析

4.1 可供水量分析

根据《新疆用水总量控制方案》、和田地区各县市及兵团第十四师实行最严格水资源管理制度落实“三条红线”控制指标的复核意见，确定规划水平年2020、2030年的和田河流域水资源可利用量分别为26.08×108和26.64×108m3，其中最大可利用地表水量2020和2030年均为22.63×108m3，地下水限额开采量分别为3.34×108和3.76×108m3，再生水利用量分别为0.11×108和0.25×108m3。

4.2 供需平衡分析

4.2.1 现状年供需平衡分析

现状年2015年的和田河流域年水量不能满足灌区灌溉用水要求和下泄生态水量。一方面由于和田河径流年内分配十分不均，缺少山区水库，全流域各灌区均在3-5月份存在季节性缺水的问题，加之和田河干流河段长达300 km以上，干流河道平缓且河床宽浅，渗漏损失巨大，需修建山区水库进行调节，在解决“卡脖子旱”问题的同时，加大汛期集中下泄塔河水量力度，减少河道渗漏蒸发损失，保证在肖塔断面下泄塔河水量。另一方面在P=50%来水频率下，两河渠首断面可用于灌区经济社会用水和塔河下泄水量为37.70×108m3，为保证塔里木河生态用水，需从渠首断面下泄生态水量18.54×108m3，流域灌区实际可利用于生产、生活水量仅为19.16×108m3，而根据调查，灌区多年平均引河水约23.25×108m3，2015年实际引水23.77×108m3。由此可见，和田河流域虽然从总径流量来看水量较丰富，但考虑到塔河下泄水量要求，灌区实际用水过大、灌溉水平低，需进一步加大灌溉节水力度，减少灌区引水流量。

4.2.2 2020年供需平衡分析

2020年，玉龙喀什水利枢纽未建成，在P=50%、P=75%来水频率下，玉河灌区虽然通过大力发展节水灌溉，提高水资源利用效率，但仍存在不同程度的缺水。缺水主要原因是玉河灌区缺乏山区水库调蓄，需在玉龙喀什河修建山区控制性水利枢纽工程调蓄天然径流的时空分布，以满足灌区灌溉用水与供水矛盾。

4.2.3 2030年供需平衡分析

规划水平年2030年，随着玉龙喀什水利枢纽工程的建成，通过与已建的乌鲁瓦提水库进行联合调蓄，结合灌区配套工程和节水改造工程，可使流域水资源供需达到平衡，且能达到塔河生态需水下泄要求。

5 流域水资源总体配置

5.1 2020年流域水资源总体配置

2020年，玉龙喀什水利枢纽还未建成，仅在乌鲁瓦提水库调蓄下，灌区有缺水，在50%和75%保证率下分别缺水0.71×108和1.52×108m3；下泄塔河水量能满足塔河综合治理规划提出的目标要求。

2020年流域供水总体配置方案为：50%时供水量为25.92×108m3，其中地表供水21.00×108m3，地下水供水4.81×108m3，再生水供水0.11×108m3。和田河下泄塔河水量在两河渠首断面为18.54×108m3，在肖塔断面为9.29×108m3(入塔河断面)。75%时供水量为25.15×108m3，其中地表供水20.23×108m3，地下水供水4.81×108m3，再生水供水0.11×108m3，和田河下泄塔河水量在两河渠首断面为15.26×108m3，在肖塔断面为6.39×108m3(入塔河断面)。

5.2 2030年水资源总体配置

2030年，玉龙喀什水利枢纽建成发挥效益，灌区不存在缺水，且通过与乌鲁瓦提水库联合调蓄，在肖塔断面下泄塔河水量均能满足塔河综合治理规划提出的目标要求。

2030年流域供水总体配置方案为：50%时供水量为27.63×108m3，其中地表供水22.30×108m3，地下水供水5.08×108m3，再生水供水0.25×108m3，和田河下泄塔河水量在两河渠首断面为17.44×108m3，在肖塔断面为9.29×108m3(入塔河断面)。75%时供水量也为27.63×108m3，其中地表供水、地下水供水、再生水供水均一样，和田河下泄塔河水量在两河渠首断面为14.16×108m3，在肖塔断面为6.39×108m3(入塔河断面)。

2020和2030年的和田河流域水资源总体配置成果见表8。

表8 和田河流域水资源总体配置成果表

根据和田地区各县市及兵团第十四师实行最严格水资源管理制度落实“三条红线”控制指标的复核意见，2020和2030年的和田河流域总供水量分别为25.52×108和26.08×108m3。对比三条红线指标，本次配置到2020年的和田河流域(不含皮山县皮牙勒玛乡调水0.45×108m3)在50%和75%保证率下，供水总量分别为25.47×108m3和24.7×108m3；2030年的和田河流域(不含皮山县皮牙勒玛乡调水0.45×108m3及兵团预留1.1×108m3水量)在50%和75%保证率下供水总量均为26.08×108m3，均未突破三条红线用水总量控制指标。

6 结 论

规划水平年随着玉龙喀什水利枢纽工程发挥效益，通过已建的乌鲁瓦提水库与玉龙喀什水利枢纽工程进行联合调度，可保障兵团发展用水。结合灌区配套工程，同时大力发展灌区节水，到2030年流域高效节水面积达12.4×104hm2，节灌率达到57%，可使流域水资源供需达到平衡，同时肖塔断面下泄水量能达到塔河生态需水下泄要求。