人工绿地生态环境需水量预测分析
——以克拉玛依市为例

付　嘉

(新疆水利水电勘测设计研究院，乌鲁木齐 830000)



人工绿地生态环境需水量预测分析
——以克拉玛依市为例

付嘉

(新疆水利水电勘测设计研究院，乌鲁木齐 830000)

人工绿地是我国西北干旱区城市健康发展的重要生态屏障，水资源作为人工绿地赖以生存的最重要因素，它的保证程度直接影响着人工绿地生态功能的发挥。随着城市经济发展用水量大幅增加，经济发展用水大量挤占人工绿地生态用水，致使城市人工绿地系统缺水问题日趋凸显，生态服务功能日渐下降，因此研究人工绿地生态环境需水量是非常必要和紧迫的。本文以位于沙漠边缘的新疆克拉玛依市为研究区域，选取合理的绿地需水预测方法，预测出缓解克拉玛依市生态环境危机所需的人工绿地生态需水量，以保障克拉玛依市健康、可持续发展，实现人与城市、自然的和谐统一。

人工绿地；生态需水量；预测分析；克拉玛依市

0　引　言

克拉玛依市位于新疆西北部，是新疆油田公司驻地，著名的石油工业城。克拉玛依市地处准噶尔盆地西北缘，属于温带大陆性干旱荒漠气候，夏季酷热(极端最高气温42.9℃)，冬季严寒(极端最低气温-35.9℃)，干旱少雨，蒸发量大，蒸降比高达27.6。克拉玛依市外围以荒漠植被为主，群落结构简单，系统自我调节能力弱，属于极不稳定的生态系统，无法对克拉玛依市形成有效的生态防护作用。随着城市经济发展，城市边缘不断扩张，城市周边生态隔离带显得极其薄弱，人工绿地发展缓慢与天然林的迅速衰败，使得克拉玛依市生态环境不断恶化，荒漠化、沙化面积迅速扩大，风沙灾害日趋严重，将城市完全暴露在西伯利亚气流和古尔班通古特沙漠的干燥气候覆盖区域，无法抵御古尔班通古特沙漠干热风形成沙尘天气的影响，据统计克拉玛依市近48年，沙尘天气共计187次，年平均4次，年降尘量约50～100t/km2，给克拉玛依市工农业生产和人民身体健康造成巨大的危害。

随着“丝绸之路经济带”战略构想的提出，克拉玛依市作为联通中亚地区的重要能源节点，已纳入新疆国家能源城的建设，成为西部能源储备及能源产品深加工中心的重要组成部分。由于克拉玛依市地理位置特殊，脆弱的生态环境问题直接影响到城市安全，也对我国石油安全造成直接威胁[1]。为了改善克拉玛依市整体生态环境，有效缓解克拉玛依市外围生态环境对城市的影响，构建城市生态环境安全屏障，克拉玛依市将建设规模化的外部生态防护体系、城市绿地体系，通过内外生态体系建设，达到逐级减害、改善区域小气候，较好的抵御外部自然灾害，以减轻不良的生态环境影响，有效改善城区生态环境。

1　克拉玛依市人工绿地概况

克拉玛依市行政区域辖四区、四镇、两乡，本文研究范围以白杨河、玛纳斯河水系及引水工程为供水水源的克拉玛依市北部区，行政单位包括克拉玛依区、白碱滩区、乌尔禾区及小拐乡。根据供水水系的不同，将本文研究范围划分为克-白区、乌尔禾区两个水资源分区，其中克-白区包含行政单位为克拉玛依区、白碱滩区以及小拐乡。

为了改善克拉玛依市生态环境，增加城市外围防护生态屏障覆盖率，逐步提高城市绿地覆盖率，截止到2012年克拉玛依市人工绿地面积为8 500 hm2，其中防护林带为5 620 hm2，城市绿地面积为2 880 hm2，人工绿地综合灌溉定额为6 274.5m3/hm2，人工绿地总用水量为5332.91万m3，占区域水资源可利用量的13.6%。

2　需水量预测方法

克拉玛依市温带大陆性干旱荒漠气候，多年平均降水量仅为108.9mm，多年平均蒸发量达到3008.9mm。克拉玛依市属于荒漠半荒漠生态系统，生态环境极为脆弱，人工植被必须在灌溉条件下才有可能成活，其绿地灌溉特点与农业生产灌溉类似。故，克拉玛依市绿地生态环境需水预测可采用与农业灌溉需水类似的方法，即，对不同的绿地类型采用不同的灌溉定额，需水量为各种植被灌溉需水量的总和，计算公式如下：

(1)

式中：Wg为城市人工绿地需水量，万m3；ωij为i区第j类绿地的灌溉面积，万hm2；qij为i区第j类绿地的用水定额，m3/hm2；ηij为i区第j类绿地的水利用系数；m为水资源分区数；n为各区内绿地类型数。

3　人工绿地生态环境需水量预测

3.1绿地生态环境指标预测

克拉玛依市所处的独特区位条件以及能源储备条件决定了其在国家的生态安全、能源安全、国防安全和政治安全战略格局中占据着非常重要的战略地位。因此，克拉玛依市必须建立可持续利用的生态保障体系，推动城市外围生态环境从脆弱的荒漠化生态系统向绿化、净化、美化的人工绿洲生态景观演变，基本形成相对稳定的生态安全保障体系、和谐宜居的生态环境体系。依托三北五期防护林防沙治沙工程、国家重点公益林工程建设和天山北坡森林植被保护与恢复工程，在城市外围建设一批以防护林、生态廊道为主的防护林地，提高城市外围人工生态防风固沙的能力，改善区域生态小环境，为城市的可持续发展提供强有力的基础，打造与世界级石油城相匹配的城市生态环境和人居环境[2-3]。

为了进一步改善克拉玛依市城市生态环境，有效缓解克拉玛依市的风沙危害，减少克拉玛依市外围环境对城市的影响，克拉玛依市将建设规模化的城市内部绿地体系，通过城市内部生态体系建设，使得不良环境影响消除于合理的绿地布局中，有效改善城区内部环境，提高城市园林绿化水平。按照“环保优先、生态立区”的发展思路以及打造“世界石油城”的任务要求，将建设以公园绿地、住宅小区绿地、防护绿地为主的城市绿地体系。

根据《克拉玛依市生态建设与环境保护规划(2011—2020)》、《克拉玛依市克-白城镇组群绿地系统规划(2011—2050年)》、《克拉玛依市乌尔禾区绿地系统规划(2012—2020年)》，预测2020年克拉玛依市克-白区、乌尔禾区绿地发展面积，见表1。

表1　2020年克拉玛依市绿地发展预测结果表

3.2绿地灌溉定额及水利用系数预测

为改善克拉玛依市人居环境，维持生态环境可持续，克拉玛依市绿化管理部门联合相关研究单位对克拉玛依市绿化植物灌溉指标进行不断研究与优化，采用先进的微喷、滴灌等灌溉技术，以最少的水资源确保植物存活，根据《克拉玛依市区绿地各类灌溉方式用水量》及克拉玛依市绿化管理部门的研究成果，按照不同类型分类的绿化植物灌溉用水定额见表2。参照白杨河流域规划及克拉玛依市的实际情况，确定2020年克拉玛依市防护林地及城市绿地水利用系数为0.88。

表2　克拉玛依市不同绿地分类灌溉用水定额表　m3/hm2

3.3绿地需水量预测

根据预测的防护林地、城市绿地面积指标、定额以及水利用系数，按照公式计算求得2020年克拉玛依市绿地需水量为12527.21万m3，其中防护林地需水量为7262.28万m3，城市绿地需水量为5264.93万m3，绿地需水量预测结果见3。

表3　2020年克拉玛依市绿地需水量表　万m3

4　结　语

以克拉玛依市为代表的西北干旱区城市人工绿地必须在灌溉条件下才能成活，因此需水量计算可以采用农业灌溉需水类似的方法。根据预测的防护林地、城市绿地面积指标、定额以及水利用系数，预测出克拉玛依市人工绿地需水量为12527.21万m3。克拉玛依市人工绿地综合灌溉定额为379.6m3/hm2，较现状年定额减少了10%；人工绿地需水占区域水资源可利用量的31.7%，较现状年提高了18.1%。在满足以上人工绿地用水需求的前提下，人工绿地的建设可以有效缓解克拉玛依市的生态环境危机，保障克拉玛依市健康、可持续发展，实现人与城市、自然的和谐统一。

[1]秦琦．城市景观生态环境需水规划研究[D]．天津：天津大学，2007．

[2]曹华，王让会．森林生态工程的可持续发展模式—以克拉玛依人工CO2减排林为例[J]．西北林学院学报，2012，27(02)：44-49．

[3]马文敏，岳志春.银川市城市生态环境需水量现状分析[J].农业科学研究，2006(02)：42-44.

1007-7596(2016)05-0089-03

2016-03-26

付嘉(1981-)，男，山东潍坊人，工程师，从事水资源规划设计工作。

X171.1

B