潘 峰

(齊齊哈爾礦產(chǎn)勘查開發(fā)總院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

新疆兵團農(nóng)八師石河子市水資源供需平衡分析

潘 峰

(齊齊哈爾礦產(chǎn)勘查開發(fā)總院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

以2008年為現(xiàn)狀年，分析師市水資源的現(xiàn)狀及存在問題，以近期，中期、遠期規(guī)劃水平年，對該地區(qū)的生活需水量、工農(nóng)業(yè)需水量、生態(tài)需水及再生水量進行了預測，并進行了水資源供需平衡分析。結(jié)果顯示，徑流保證率在75%時，規(guī)劃年中水資源缺水量逐年增加，必然會制約該地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展。要解決水資源短缺，滿足當?shù)亟?jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，必須實施工農(nóng)業(yè)用水結(jié)構(gòu)調(diào)整、發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)、跨流域調(diào)水等方案。

水資源;供水量;需水量;供需平衡分析

西北干旱地區(qū)水資源短缺，生態(tài)環(huán)境脆弱，水資源是制約當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善的主要因素，而農(nóng)八師石河子市(以下簡稱“師市”)地處新疆天山北坡經(jīng)濟開發(fā)帶的核心區(qū)域，既是兵團的支柱，又是自治區(qū)主要的糧棉基地和工業(yè)集中地，在新疆占有很重要的地位，近年來，隨著該地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，居民生活水平的不斷提高，水資源需求量不斷增加，而上游河水來量逐年減少，地下水超采嚴重，水資源供需矛盾日益突出，社會經(jīng)濟用水模式從“以需定供”轉(zhuǎn)變?yōu)榱恕耙怨┒ㄓ谩?，嚴重制約著該地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的提高。因此，分析該地區(qū)水資源供需平衡狀況及水資源開發(fā)利用中存在的問題是十分必要的。據(jù)此，前人對該地區(qū)進行過相關(guān)研究，但其研究時間較早，計算結(jié)果與實際相差較大。［1－3］為了更好的反映該地區(qū)的水資源供需現(xiàn)狀，更合理的進行水資源優(yōu)化配置，本文以2008年為現(xiàn)狀年，分析了師市水資源的現(xiàn)狀及存在問題，對該地區(qū)近期、中期，遠期的經(jīng)濟指標、生活需水、工農(nóng)業(yè)需水量及生態(tài)需水、再生水進行了預測，并進行了水資源供需平衡分析。

1 師市水資源概況

1.1 規(guī)劃分區(qū)

按照師市水系分布及水利工程供水布局進行劃分，如圖1所示。

圖1 師市規(guī)劃分區(qū)圖

1.2 地表水資源量

師市境內(nèi)有四條大河，瑪納斯河、寧家河、金溝河、八音溝河，根據(jù)各河流多年平均徑流量以及分水協(xié)議分析，在P=75%、50%的情況下師市可利用水量分別為10.16億 m3和11.13億 m3。

1.3 地下水資源量

師市地處準葛爾盆地南緣，自南向北由山前傾斜平原區(qū)、中下游沖洪積平原區(qū)、沙漠區(qū)的一個完整的水文地質(zhì)單元，其地下水補給資源量為 6.8億 m3，可開采量為 4.2億m3，同時規(guī)劃區(qū)內(nèi)有泉水出露，泉水量約為1.6億 m3。

1.4 水利工程現(xiàn)狀及存在問題

1.4.1 石河子市供水工程現(xiàn)狀及存在問題

1)截止2008年，石河子市澤眾水務(wù)有限公司共有42眼水源井，正在使用的有22眼，備用井20眼，其集中城市供水設(shè)計供水能力為 13.8萬 m3/d，而 2008年最高日供水已達18.7萬 m3，超過設(shè)計供水能力。

2)石河子市城區(qū)內(nèi)共有自備水源井122眼，正在使用的有80眼，備用20眼，自備水源供水能力為3.8萬 m3/d，2008年自備水源井取水量為4 153萬 m3，水源為地下水，超過了地下水可開采量2 776萬 m3，長期地下水位下降，水井出水量減少，導致提水成本增加。

3)城區(qū)自備水源井多，取水量大，而用水單位對水資源管理粗放，水資源浪費嚴重。同時，根據(jù)石河子市供水規(guī)劃，城市分散的自備水源井，要逐年關(guān)停，城市供水總量不足，需要尋找新水源，滿足城市用水。

1.4.2 團場供水工程現(xiàn)狀及存在問題

1)團場生活供水、工業(yè)供水工程主要來源于地下水，供水規(guī)模3.98萬 m3/d，但工業(yè)規(guī)模小且布局分散，團場工業(yè)供水工程全部來源于農(nóng)村飲水安全工程，隨著居民生活用水量的增加，現(xiàn)狀農(nóng)村飲水安全工程不能滿足工業(yè)用水要求。同時，團場中大部分地區(qū)地下水質(zhì)氟超標，不能滿足水質(zhì)要求較高的食品制造加工業(yè)。

2)瑪河灌區(qū)是新疆水土開發(fā)程度較高、水的利用較充分的大型灌區(qū)，該區(qū)已建成瑪納斯河紅山嘴引水樞紐，其設(shè)計引水量為105 m3/s。灌區(qū)大中型水庫7座，已建水庫總庫容5.44億 m3，已建骨干輸水渠394.39 km，水庫的水質(zhì)較差。

2 師市需水量預測

2.1 生活需水預測

2.1.1 人口發(fā)展指標

根據(jù)“十一五”計劃綱要和《石河子市總體規(guī)劃報告》的人口發(fā) 展 規(guī) 劃，基 于 Logistic 模 型 預 測，［4］［5］師 市 人 口 從2008年的62.63萬人增加至2012年的65.33萬人，2015年為 67.03 萬人，2020 年為 69.63萬人。

2.1.2 生活用水定額及用水量預測

隨著居民生活水平的提高，根據(jù)《城市居民生活用水標準》(GB/T50331－2002)，結(jié)合2008年現(xiàn)狀年，師市居民人均生活用水定額由2008年的 0.147 m3/(人·天)提高到2020年的0.184 m3/(人·天)。根據(jù)人口預測指標，利用人均用水定額法預測未來師市生活用水量具體見表1。

2.2 工業(yè)需水預測

工業(yè)需水預測采用萬元增加值取水量預測法［6］，工業(yè)發(fā)展指標預測以師市發(fā)改委《加快大調(diào)整轉(zhuǎn)變實現(xiàn)經(jīng)濟跨越式發(fā)展》中的規(guī)劃指標為基本依據(jù)。

2008年，師市完成工業(yè)總產(chǎn)值139.4億元，工業(yè)用水量為5271萬 m3，根據(jù)師市規(guī)劃目標，師市工業(yè)增加值將由2008年的38億元增加至2012年的95億元，2015年工業(yè)增加值為164億元，2020年為310億元。

工業(yè)用水定額(萬元增加用水量)采用年均遞減率的方法［7］［8］，基于 2008年之前數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，考慮現(xiàn)狀年工業(yè)用水水平、結(jié)合產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化以及節(jié)水技術(shù)管理措施的加強等綜合因素確定師市中的石河子不同分區(qū)、團場不同分區(qū)的年均遞減率，最終確定師市的工業(yè)用水量，見表2。

表1 師市生活需水量預測表

表2 師市工業(yè)用水量預測表

2.3 農(nóng)業(yè)需水預測

師市現(xiàn)狀灌溉面積約為336萬畝，根據(jù)天山北坡經(jīng)濟社會發(fā)展趨勢，規(guī)劃年灌溉面積不變，農(nóng)業(yè)灌溉需水量由灌溉面積、灌溉制度、作物種植結(jié)構(gòu)和灌溉水利用系數(shù)等因素綜合確定。灌水定額以現(xiàn)狀年為基礎(chǔ)，按照規(guī)劃區(qū)作物種植結(jié)構(gòu)和灌溉制度在預測綜合灌溉定額，灌溉水利系數(shù)由渠系水利用系數(shù)和田間利用系數(shù)綜合確定［9］。各水平師市農(nóng)業(yè)綜合需水量見表3。

表3 師市農(nóng)業(yè)綜合需水量

2.4 城市生態(tài)環(huán)境需水量預測

城市生態(tài)需水主要包括城市綠化和城市公共環(huán)境衛(wèi)生需水，需水量采用面積定額法計算［10］，各規(guī)劃年綠化面積依據(jù)各區(qū)規(guī)定確定，各水平年師市城市生態(tài)用水預測結(jié)果見表4。

表4 城市生態(tài)需水量

3 城市中水可利用量

城市中水可利用量主要與生活和工業(yè)需水量、污水排放量及處理率有關(guān)，根據(jù)石河子市發(fā)展水平、排水設(shè)施水平，制定各規(guī)劃年實施的城市污水處理率目標為2008，2012年，2015年，2020年城市污水處理率分別達到 75.5%，78%，80%，85%，據(jù)此城市再生水見表5。

表5 師市中水可利用量

4 師市供需平衡分析

在P=75%保證率下，根據(jù)師市供水量及需水量分析，成果見表6。

表6 不同水平年水資源供需平衡計算表

分析結(jié)果顯示，在75%保證率下，現(xiàn)狀年缺水3 817萬m3，2012年缺水 4 840萬 m3，2015年缺水 7 650萬 m3，2020年缺水12 809萬 m3。

在目前沒有進行外調(diào)水的情況下即方案1，規(guī)劃年缺水解決方式主要基于本區(qū)域內(nèi)水資源的優(yōu)化配置，隨著工業(yè)發(fā)展需求的大幅度增加，農(nóng)業(yè)用水在社會總用水量中的比重將會逐步下降，在優(yōu)先滿足生活用水、工業(yè)用水前提條件下，考慮生態(tài)用水，進行節(jié)水灌溉，調(diào)整農(nóng)業(yè)用水量。各規(guī)劃年解決方案需啟動石河子應(yīng)急水源工程建設(shè)第二水廠，解決2 800萬 m3缺水，剩余不足水量通過調(diào)減農(nóng)業(yè)用水量如退低產(chǎn)田、節(jié)水灌溉等進行水資源再分配?；诳缌饔蛘{(diào)水即方案2，可以解決規(guī)劃年的缺水問題，但其調(diào)水可行性需要進行一步的驗證。具體方案見表7。

表7 不同水平年配置方案表

5 結(jié)語

通過對師市規(guī)劃年的水資源供需平衡分析，結(jié)果顯示，徑流保證率在75%時，規(guī)劃年中水資源缺水量逐年增加。因此，在今后師市發(fā)展將面臨水資源緊缺的制約因素，該區(qū)域現(xiàn)有水利工程無法滿足經(jīng)濟發(fā)展的需求。在強化節(jié)水、提高水資源利用效率的同時，開發(fā)新水源，興建新的水利工程，加大外調(diào)水力度是非常迫切的。同時，在實施經(jīng)濟結(jié)構(gòu)大調(diào)整、發(fā)展方式大轉(zhuǎn)變的同時，建議師市調(diào)整用水結(jié)構(gòu)，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，縮減農(nóng)業(yè)用水，加大工業(yè)用水量，以滿足師市的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

［1］范文波，李小娟，張鳳華.石河子墾區(qū)農(nóng)業(yè)水資源供需平衡分析［J］.水土保持通報.2008，28(2):211 －214.

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［4］姜啟源，謝金星，葉俊.數(shù)學建模［M］.北京:高等教育出版社.2003.8:9 －15，162 －166.

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Analysis on Balance Between Supply and Demand of Water Resources in Shihezi District of Xin jiang

PAN Feng
(Qiqihar mineral exploration and development institute，Qiqihaer 710054，Heilongjiang)

According to current situation in 2008，the article analyzes problems on water resources in Shihezi district.Meanwhile，taking the level year of 2012 as near－ term target，2015 as mid － term target and 2020 as future － term target，we predicted the water for domesticity，industry，agriculture，eco environment as well as reclaimed water and carried out the analysis on the supply and demand of water resources.The results showed that water deficiency(P=75%)is increasing year by year and will slow down local economic development without doubt.To deal with the water shortage and promote sustainable development of local economies，we must adjust the structure of industrial and agricultural water，develop water－saving agriculture or do interbasin water transfer planning and so on.

Water resources;water supply;water demand;analysis between supply and demand

TV211.1

A

1004－1184(2012)05－0095－03

2012－05－21

潘峰(1986－)，男，吉林人，助理工程師，主要從事水、工、環(huán)等方面工作。