基于可持续利用的县域水资源供需平衡分析

魏宾，雷晓云

（1.新疆农业大学水利与土木工程学院，新疆乌鲁木齐830052；2.新疆兵团勘测设计院（集团）有限责任公司，新疆乌鲁木齐830002）

基于可持续利用的县域水资源供需平衡分析

魏宾1，2，雷晓云1

（1.新疆农业大学水利与土木工程学院，新疆乌鲁木齐830052；2.新疆兵团勘测设计院（集团）有限责任公司，新疆乌鲁木齐830002）

水资源供需平衡分析对于实现区域水资源的可持续利用与国民经济的可持续发展意义重大。本文以新疆库车县为例，对县域不同水平年与来水保证率下的水资源供需平衡进行分析，分析了县域农业高效节水工程实施的必要性。研究结果对类似区域的水资源规划与配置具有一定参考价值。

水资源；来水保证率；平衡分析；库车县

水资源供需平衡分析的实质是对水的供给和需求进行平衡计算，揭示不同水平年与来水保证率时水资源供需盈亏的形势，这对实现区域水资源可持续利用及国民经济、生态环境的可持续健康发展具有重要意义［1-3］。

库车县位于新疆天山南麓，塔里木盆地之北缘。地理坐标介于82°34′～84°25′E、40°49′～42°38′N之间，行政区划面积14602.95km2。截至2012年底，GDP总量为127.9亿元，其中：农业总产值25.4亿元，工业总产值77.3亿元，第三产业25.2亿元。以农业种植业为主，主要播种作物为棉花、小麦、玉米和甜菜等；工业主要有轻工业、食品加工业等。近年来，由于油气资源的开发使得新兴工业发展较快，工业与农业、生态用水矛盾日趋突出，国民经济用水结构不合理及资源型缺水问题亟待解决。

1计算原则与方法

1.1计算原则

（1）现状水平年为2012年，近期水平年为2015年，远期水平年为2030年；

（2）不同水平年地表水可利用量均按河道引水口来水保证率P=50%、P=75%、P=97%取值计算，此外生态供水保证率为50%，农业为75%，工业为97%［4，5］；

（3）工业与生活用水产生的中水用于荒漠生态灌溉，不参与平衡分析；

（4）平衡分析时，优先使用县域内可利用水量，不足部分通过调水工程解决。

1.2计算方法

（1）供需平衡按县域内渭干河灌区与库车河灌区2个灌区分别计算；

（2）计算尺度按照月份逐月进行平衡分析；

（3）来水保证率为P=75%时，农业用水分别按照常规节水与高效节水进行平衡分析［6］；

（4）来水保证率为P=97%时，农业用水按补缺计算，并计算其损失程度［7，8］。

2水资源供需平衡分析

库车县国民经济社会用水主要由县域内的渭干河灌区与库车河灌区构成，围绕这2个灌区，水资源供需平衡分析如下。

2.1现状水平年平衡分析

以2012年（来水保证率分别为P=50%、75%与97%）县域水资源可利用量分析库车河灌区与渭干河灌区的供需平衡。可以看出：库车河灌区2012年（来水保证率P=50%年份）水资源可利用量可满足灌区需水量，但存在年内部分月份缺水现象，来水保证率P=75%、97%年份水资源可利用量不足；渭干河灌区水资源可利用量同样不能满足灌区需水量，存在年内部分月份缺水。县域内水资源可利用量（P=75%年份）小于总需水量，表明灌区农业灌溉规模较大，需要建设水库来调节地表来水量在年内分配不均的情况。

2.2近期水平年平衡分析

近期水平年2015年，对来水保证率为75%年份的供需平衡按常规节水和高效节水2种情况进行平衡分析。①常规节水情况，库车河灌区随着渠系水利用系数提高，农业用水量减少，但工业用水大幅增加，需从渭干河调水1.7288亿m3（其中县域内调水1.1880亿m3，从沙雅县、新和县2县调水0.5408亿m3），渭干河灌区通过开源节流可完成调水任务；②高效节水情况，渭干河西水东调工程引水量1.6510亿m3（其中县域内部调水1.5172亿m3，从沙雅县、新和县2县调水0.1338亿m3），库车县渭干河灌区通过高效节水农业工程的实施可多调水约0.33亿m3。

在来水保证率为50%的年份，渭干河西水东调工程引水量为0.988亿m3，库车县下泄生态水量为1.2385亿m3（其中灌区弃水0.5953亿m3，工业中水0.5782亿m3，水库汛期下泄0.065亿m3）。

在来水保证率为97%的年份，库车县西水东调工程引水规模与来水保证率为75%时基本相同，但灌区农业生产会遭受一定程度破坏，在不增加地下水开采量与调水量前提下，灌区农业灌溉破坏程度为17%。通过平衡分析可知：2015年，由于县域内工业用水增加，水资源可利用量不能满足需水要求，必须通过发展高效节水农业、调整用水结构、增加地下水开采量等方式才能实现水资源供需平衡。

2.3远期水平年平衡分析

远期水平年2030年。在来水保证率为75%的年份，农业按照常规节水和高效节水2种情况进行平衡分析。①常规节水情况下，县域内通过开源节流可利用水量仍不足，需要从新和县、沙雅县调水，渭干河西水东调工程引水量为3.4192亿m3（其中县域内调水1.8553亿m3，外县调水1.5638亿m3）；②高效节水情况下，渭干河总调水量3.3456亿m3（其中县域内调水2.1362亿m3，外县调水1.2094亿m3）。

在来水保证率为50%的年份，渭干河西水东调工程引水量为2.6831亿m3，下泄生态水1.3381亿m3（其中中水为1.2731亿m3，水库汛期调洪下泄0.065亿m3）。

在来水保证率为97%的年份，库车县西水东调工程引水规模与来水保证率为75%时基本相同，但灌区农业生产会遭受破坏，在不增加地下水开采量与调水量情况下，灌区农业灌溉破坏程度为18%。

县域内来水保证率为75%情况下，不同水平年水资源供需平衡分析结果见表1。

表1县域内不同水平年水资源供需平衡计算结果（P=75%）万m3

综上所述，库车县县域内通过大力发展高效农业节水、增加地下水开采量及流域调水工程的实施，可形成新的供需平衡体系，实现县域内水资源的高效可持续利用。

3水资源供需平衡保证措施

由表1可以看出，库车县远期水平年需水量最大，因此在分析供需平衡保证措施时，只要2030年的用水量有保证，则其他水平年就会有保证，因此本节着重就2030年来水保证率为75%时的供需平衡进行分析。

3.1库车河灌区平衡分析

在2030年，灌区总需水量7.0795亿m3；库车河地表可利用水量2.757亿m3，主要用于生产、生活；工业中水回用0.1642亿m3，主要用于城镇绿化；地下水开采量0.7199亿m3，主要用于生活与工业，以及部分农业灌区；此外，渭干河西水东调工程引水量为3.3456亿m3（其中县域内调水2.1362亿m3，沙雅县、新和县2县调水1.2094亿m3）；总供水量7.0795亿m3，供需可以达到平衡。

3.2渭干河灌区平衡分析

在2030年，渭干河灌区总需水量7.9896亿m3；渭干河地表可利用水量8.2555亿m3，主要用于生产、生活；地下水开采量1.18亿m3，主要用于生活及工农业用水；灌区无中水水源；此时，总供水量10.1258亿m3，供需可以达到平衡，多余水量2.1362亿m3通过西水东调工程供给县域内的库车河灌区。

3.3渭干河灌区调水工程可行性分析

根据水资源供需平衡分析，近期2015年需要从渭干河灌区调水1.6510亿m3，远期2030年需要从渭干河灌区调水3.3456亿m3，对渭干河灌区进行平衡计算，分析调水的可行性。

（1）灌溉面积：2012年实际农业灌溉面积为22.8万hm2，规划水平年原则上不增加。

（2）地下水可开采量参考当地地下水开发利用报告，地表可利用水量按来水量60%计。

（3）高效节水农业面积主要根据库车、沙雅、新和3县在渭干河上的分水比例确定。这3县2015年规划高效节水农业面积为8.7万hm2，2030年为12.7万hm2。

根据库车县地表来水量、需水规模对渭干河灌区不同水平年进行平衡分析（见表2）。可知：渭干河灌区2015年可调水量2.25亿m3，2030年可调水量3.90亿m3，满足调水要求。

表2渭干河灌区各水平年供需平衡计算万m3

4结语

对不同水平年与来水保证率下的库车县县域水资源供需平衡分析，结果表明：

（1）现状水平年，在P=75%来水保证率下总供水量小于总需水量，表明灌区农业灌溉规模太大，同时需要建设水库以调节地表来水量年内分配不均的情况。

（2）近期水平年，由于县域工业用水量增大，总供水量不能满足需水要求，必须通过农业种植结构调整、实施高效节水农业、增加地下水开采量等措施，才能实现供需平衡。

（3）远期水平年，来水保证率为75%、97%时，县域内灌区农业会遭受破坏，在不增加地下水开采量与不实施调水工程的前提下，农业灌溉破坏程度为18%。

（4）通过一系列综合措施的实施，渭干河灌区2015年可调水量为2.25亿m3，2030年可调水量为3.90亿m3，满足调水工程要求与县域水资源供需平衡。

［1］郝光玲，王烜，李春晖.基于系统动力学的南阳市水资源供需平衡分析［J］.水资源保护，2015（04）：15-19.

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［3］李波.“和墨洛”区域水资源开发利用及供需平衡分析［J］.水利技术监督，2015（04）：39-41.

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［5］陆军.盘山县水资源供需平衡分析及主要问题［J］.水利规划与设计，2015（03）：18-20.

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［7］曹永生.景泰县高效节水灌溉示范项目水资源平衡分析［J］.水利规划与设计，2014（10）：30-32+48.

［8］王志勇，姜慧玲，宗建文.通辽市扎鲁特旗节水增粮项目水资源平衡分析［J］.水利规划与设计，2013（07）：16-18.

TV213

A

1008-1305（2016）03-0049-03

10.3969/j.issn.1008-1305.2016.03.021

2016-04-01

魏宾（1969年—），男，高级工程师。