烏蘇市水資源供需平衡及可持續(xù)利用對(duì)策

辛 琳

(新疆塔城水文水資源勘測(cè)局，新疆塔城834700)

1 概況

烏蘇市地處天山北麓、準(zhǔn)噶爾盆地西南緣，地理位置北緯43°28'33″～45°18'28″，東經(jīng) 83°24'16″～ 85°07'43″，居伊犁、塔城、阿勒泰三區(qū)之要津，是通往霍爾果斯、巴克圖、阿拉山口口岸的重要門戶，與國(guó)家石化基地獨(dú)山子、新型商貿(mào)城奎屯市形成北疆“金三角”，國(guó)道312線、217線和歐亞第二大陸橋(鐵路)橫貫東西，奎—賽高等級(jí)公路從境內(nèi)穿過(guò)，東距自治區(qū)首府烏魯木齊市260 km。烏蘇區(qū)域總面積2.07 km2，轄區(qū)總?cè)丝?7萬(wàn)余人，全市轄10鎮(zhèn)、7鄉(xiāng)、3個(gè)牧場(chǎng)、1個(gè)林場(chǎng)和5個(gè)街道辦事處。全市有可耕地150萬(wàn)畝，已耕地95萬(wàn)畝，有草場(chǎng)1200萬(wàn)畝，境內(nèi)奎屯河、四棵樹(shù)河、古爾圖河三條主要河流年徑流量達(dá)到13.86×108m3，地下水可開(kāi)采量4.34×108m3，年均無(wú)霜期182天，較充足的水土光熱資源為棉花、玉米、番茄、瓜菜等作物提供了良好的生長(zhǎng)條件，使烏蘇成為國(guó)家和自治區(qū)優(yōu)質(zhì)棉基地、糧食基地和畜牧業(yè)基地。烏蘇市水土、光熱、礦產(chǎn)、旅游等資源十分豐富。是國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)對(duì)外國(guó)人開(kāi)放城市之一、自治區(qū)西部大開(kāi)發(fā)扶優(yōu)扶強(qiáng)、優(yōu)先發(fā)展的縣(市)之一。

2 水資源的形成及特征

2.1 地表水資源形成及特征

烏蘇市處于半干旱的大陸性氣候帶，山區(qū)是地表水資源的主要形成區(qū)，烏蘇市山區(qū)面積占全市面積的45.9%，山區(qū)地表水資源量占全市地表水資源量的99.3%。水資源主要由南部山區(qū)冰川融雪和山區(qū)降雨補(bǔ)給，依連哈比爾尕山和婆羅科努山在烏蘇境內(nèi)的北坡冰川有1016.45 km2，其中299.7 km2融水絕大部分補(bǔ)給安集海河流出，其余融水直接補(bǔ)給市內(nèi)各河流、溪溝。烏蘇市多年平均年降水量為52.67×108m3，平均年降水深345.4 mm，即降水量中有32.8%水量轉(zhuǎn)化為地表水資源，降水主要集中在夏季，河水流量隨氣溫升高而增大。在烏蘇市境內(nèi)有奎屯河、四棵樹(shù)河、古爾圖河三條大河，其中:

奎屯河發(fā)源于天山山脈中部的依連哈比爾尕山北坡。流經(jīng)獨(dú)山子后向北，經(jīng)奎屯大橋、九間樓、皇宮、車排子、蘇興灘，與四棵樹(shù)河匯合，從甘家湖牧場(chǎng)出烏蘇縣境，過(guò)精河，匯入尾閭湖艾比湖?？秃尤L(zhǎng)336 km，河源共有冰川約300條，冰川面積約201.12 km2，冰川儲(chǔ)量約10.95 km3，其面積約占積水面積的10.6%。河流水源以冰雪融水和降雨補(bǔ)給為主。

四棵樹(shù)河發(fā)源于天山山脈中部的婆羅科努山，流經(jīng)吉爾格勒特郭楞蒙古民族鄉(xiāng)、四棵樹(shù)鄉(xiāng)，沿途匯集溪流，穿過(guò)戈壁與奎屯河匯集流入艾比湖。全長(zhǎng)137公里，河源共有冰川約130條，冰川面積約105.9 km2，冰川儲(chǔ)量約7.08 km3，其面積約占積水面積的11.5%、河流水源水量以冰雪融水和降雨補(bǔ)給為主。

古爾圖河位于天山北麓，發(fā)源于天山山脈的婆羅科努山，流經(jīng)古爾圖牧場(chǎng)，在甘家湖牧場(chǎng)與奎屯河、四棵樹(shù)河匯合，由南至北注入艾比湖。古爾圖河全長(zhǎng)115公里。河源共有冰川約160條，冰川面積約176.8 km2，冰川儲(chǔ)量約7.08 km3，河流水源水量以冰雪融水和降雨補(bǔ)給為主。

烏蘇市的地表水資源主要來(lái)自區(qū)域內(nèi)的三大河流，奎屯河、四棵樹(shù)河、古爾圖河和11條無(wú)尾小溪溝。其中較為豐富的奎屯河區(qū)地表水資源量為6.592×108m3，占全市地表水資源總量的38.3%;其次為四棵樹(shù)河區(qū)，地表水資源量4.389×108m3，占全市地表水資源總量的25.5%;再次是古爾圖河區(qū)，地表水資源量3.540×108m3，占全市地表水資源總量的20.5%;外流區(qū)地表水資源量2.707×108m3，占全市地表水資源總量的15.7%;區(qū)域中、北部大部分平原區(qū)不產(chǎn)生地表徑流。烏蘇市區(qū)外入境水量1.450×108m3，河川徑流總量17.23×108m3。烏蘇市地表水資源量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

地表水資源的年內(nèi)分配特點(diǎn):徑流的年內(nèi)分配主要受補(bǔ)給源的影響，在時(shí)間上表現(xiàn)出流域平均高程越低的河流徑流汛期越早、水量越集中的特點(diǎn)。區(qū)域內(nèi)主要河流徑流最大的四個(gè)月為6－9月，占年徑流量的68～80%;最大月徑流量占年徑流量的25～30%，出現(xiàn)時(shí)間為7月或8月;最小月徑流量占年徑流量的1～2%，出現(xiàn)時(shí)間為4月，個(gè)別河流出現(xiàn)在2月。

根據(jù)當(dāng)?shù)匾峙浞桨?，烏蘇市可從三條河流上引入有效地表水資源量4.54×108m3。烏蘇市有較完整的引水工程可引入三條河流的水量，可直接作為農(nóng)業(yè)灌溉及工業(yè)、生活用水。

表1 烏蘇市地表水資源量統(tǒng)計(jì)表

2.2 地下水資源形成及特征

烏蘇市是典型的半干旱區(qū)山前沖洪積平原，區(qū)域內(nèi)11條溪溝，由于流量小、流程短，多在出山口后自然滲入地下成為地下水補(bǔ)給來(lái)源。巨厚的沖洪積層、沖積層在南部接河水滲漏，河谷潛流，基巖裂隙水側(cè)向補(bǔ)給，在重力作用下向北，北西徑流，消耗于人工開(kāi)采、蒸發(fā)、最終匯入艾比湖。地下水埋深由山前一帶大于100m，到縣城一帶變?yōu)?0多m，再向北溢出地表。地下水類型亦由南部的單一潛水分布區(qū)過(guò)渡到潛水、多層承壓水和自流水分布區(qū)。其富水性在溢出帶以單一潛水區(qū)最為豐富，其中奎屯河流域的烏蘇縣城以東一帶單井涌水量大于5 000m3/日，且富水帶寬度大，其次是古爾圖河流域。溢出帶以北，潛水富水性逐漸變?nèi)?，出現(xiàn)多層承壓自流水，在八十四戶鄉(xiāng)一帶單井自流量可大于2 000m3/日。

境內(nèi)地下水分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水、碎屑巖類裂隙孔隙水、凍結(jié)層地下水和礦水5種基本類型，其中松散巖類孔隙水分布范圍最廣，是開(kāi)發(fā)利用的重點(diǎn)。

地下水資源的補(bǔ)給主要有:平原區(qū)大氣降水補(bǔ)給、河谷潛流和山區(qū)基巖烈隙水的側(cè)向補(bǔ)給、夏秋季洪水期山前無(wú)匯流區(qū)暴雨洪水補(bǔ)給、水庫(kù)通過(guò)壩基和庫(kù)底入滲補(bǔ)給，奎屯河、四棵樹(shù)河、古爾圖河和11條無(wú)尾河大部分在出山口處入滲補(bǔ)給地下水、渠系田間入滲:河水引入渠系后，在渠系中以線狀滲漏補(bǔ)給、井灌回歸和平原泉水回歸等。烏蘇市地下水資源補(bǔ)給、開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀見(jiàn)表2。

表2 烏蘇市地下水資源補(bǔ)給、開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀表 單位108m3

烏蘇市域平原區(qū)地下水總補(bǔ)給量為7.23×108m3，其中天然補(bǔ)給量1.06×108m3，轉(zhuǎn)化補(bǔ)給量6.17×108m3，地下水可開(kāi)采資源量為4.34×108m3，現(xiàn)狀開(kāi)采量為1.90×108m3，其中用于城市生活0.0321×108m3，占地下水開(kāi)采量的1.7%，工業(yè)用水0.115×108m3，占地下水開(kāi)采量的6.1%，農(nóng)業(yè)灌溉用水1.79×108m3，占地下水開(kāi)采量的94.92%，農(nóng)村生活用水0.0249×108m3，占地下水開(kāi)采量的1.32%.地下水作為一個(gè)比較可靠的水源為補(bǔ)烏蘇市春秋兩季缺水，保證農(nóng)業(yè)豐收也起到了關(guān)鍵作用?，F(xiàn)在進(jìn)行的土地開(kāi)發(fā)，也絕大部分引用地下水，地下水成為烏蘇市人民生活和工農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個(gè)十分重要的水源。

3 水資源供需平衡分析

水資源供需平衡析，是指在一定范圍內(nèi)(行政，經(jīng)濟(jì)區(qū)域或流域)不同時(shí)期的可供水量和需水量的供求關(guān)系分析。

3.1 水資源可利用總量

水資源可利用總量指在可預(yù)見(jiàn)的時(shí)期內(nèi)，在統(tǒng)籌考慮生活、生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境用水的基礎(chǔ)上，通過(guò)經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的措施在當(dāng)?shù)厮Y源中可一次性利用的最大水量。

水資源可利用總量=地表水資源可利用量+地下水資源可利用量－重復(fù)利用量。

烏蘇市地表水資源量為17.23×108m3，扣除新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)和區(qū)外引水量，烏蘇市實(shí)際可引用地表水資源量4.54×108m3;地下水總補(bǔ)給量為7.23×108m3，地下水可開(kāi)采資源量為4.34×108m3，在地下水補(bǔ)給量中已扣除了重復(fù)計(jì)算量，在此不用考慮，也就是說(shuō)烏蘇市實(shí)際可利用水資源總量8.88×108m3。

3.2 水資源需水量統(tǒng)計(jì)

根據(jù)各部門統(tǒng)計(jì)資料，烏蘇市多年平均用水總量為6.930×108m3，其中生產(chǎn)用水量6.180×108m3，生活用水量0.080×108m3，生態(tài)環(huán)境用水量0.6700×108m3。用水量是指分配給用戶包括輸水損失在內(nèi)的毛用水量，按生產(chǎn)、生活、生態(tài)三類統(tǒng)計(jì)。平均用水量是根據(jù)當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有水資源量人為進(jìn)行計(jì)劃調(diào)節(jié)分配的水量，并不能代表一個(gè)地區(qū)實(shí)際上所需要的水資源量。需水量是指滿足一個(gè)地區(qū)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活、生態(tài)發(fā)展等所需要的水資源量。根據(jù)烏蘇市現(xiàn)有人口和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況，實(shí)際需水總量為10.14×108m3，其中:生產(chǎn)用水量8.08×108m3，居民生活用0.12×108m3，生態(tài)環(huán)境用水量1.94 ×108m3。

3.3 水資源供需平衡分析

為了衡量地區(qū)水資源供需平衡的程度，采用水資源供需(用)平衡指數(shù)進(jìn)行分析。

式中:Q為可供水總量，W為需水總量。WUB+介于(0，1)之間，越接近1說(shuō)明水資源供需越平衡，越接近0，說(shuō)明水資源開(kāi)發(fā)潛力越大，

WUB－介于(0，1)之間，越接近1說(shuō)明水資源供需越平衡，越接近0，說(shuō)明水資源供水缺口越大。

通過(guò)對(duì)烏蘇市水資源供需分計(jì)，計(jì)算WUB+=0.78，說(shuō)明通過(guò)計(jì)劃控制在水資源使用方面，供大于用，供用接近平衡，但是水資源開(kāi)發(fā)潛力不大;通過(guò)計(jì)算WUB－=0.88，說(shuō)明在水資源實(shí)際需求方面，需大于供，供需接近平衡，但是水資源在實(shí)際需求方現(xiàn)存在一定缺口。烏蘇市水資源供需平衡分析計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 烏蘇市水資源供需平衡分析計(jì)算

通過(guò)以上分析可以看出，目前烏蘇市的水資源開(kāi)發(fā)量已達(dá)到最大限度，水資源開(kāi)發(fā)潛力不大，現(xiàn)有水資源并不能完全滿足生產(chǎn)、生活對(duì)水資源的需求量。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口不斷增長(zhǎng)，農(nóng)業(yè)、工業(yè)及城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，對(duì)水資源的需求將會(huì)更大，供需矛盾將會(huì)更加嚴(yán)重，所以加強(qiáng)水資源管理，對(duì)現(xiàn)有水資源進(jìn)行合理規(guī)劃，提高可持續(xù)利用率，是解決供需矛盾的重要手段。

4 水資源可持續(xù)利用對(duì)策

近年來(lái)烏蘇市農(nóng)業(yè)用水不斷增加、地表水的有效引水量有限，奎屯河引水防滲工程不斷完善，奎屯、烏蘇地區(qū)地下水補(bǔ)給量大大減少，加之工業(yè)和生活用水連年增長(zhǎng)，對(duì)地下水開(kāi)采量迅速增加，使地下水位逐漸下降，河流中下游斷流，流域下游地區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化，土地沙化加劇，湖泊、濕地萎縮。實(shí)現(xiàn)烏蘇市水資源的可持續(xù)利用，首先必須提高水資源的利用率和水環(huán)境的承載能力，努力建設(shè)節(jié)水型社會(huì)，高效利用水資源。主要途徑有四:

1)高效利用水資源，大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，加強(qiáng)對(duì)城市工業(yè)和生活的節(jié)水管理，提高水的利用效率:農(nóng)業(yè)是烏蘇市水資源利用的主體，農(nóng)業(yè)用水總量占用水總量的70%以上。但是，農(nóng)業(yè)用水存在著嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象。大多數(shù)地方仍然采用傳統(tǒng)的灌溉模式，每畝實(shí)際灌水量450～500立方米，超過(guò)實(shí)際需水量的1～2倍。大量農(nóng)用水資源由于渠系損失和農(nóng)田蒸發(fā)而損失于無(wú)形之中，農(nóng)田灌溉水的實(shí)際利用率僅為33%左右。工業(yè)用水也占總用水相當(dāng)大的比例，但工業(yè)用水重復(fù)利用率卻很底，所有的工業(yè)用水幾乎全部當(dāng)做廢水被棄。在城市用水方面，不合理用水、浪費(fèi)水資源的現(xiàn)象依然普遍存在，節(jié)約用水的技術(shù)和管理水平不高，污水處理率低下。

2)興建山區(qū)調(diào)畜工程，優(yōu)化配置水資源，加強(qiáng)水資源時(shí)空上的優(yōu)化配置:烏蘇市河流徑流量具有年內(nèi)分配不均勻，夏豐，春枯的特點(diǎn)，四季水量相差懸殊，夏汛特征明顯，夏季水量最大，占全年水量的60.5～69.1%，秋季水量次之，占全年水量的17.4～22.2%，春季和冬季水量相當(dāng)，僅占全年水量的6.35～9.03%，春季河道來(lái)水量不足，而此期間正值作物播種需水季節(jié)，作物需水量大而供水量嚴(yán)重不足，春旱嚴(yán)重，對(duì)春季農(nóng)業(yè)用水不利，嚴(yán)重制約了烏蘇市農(nóng)牧業(yè)的發(fā)展;而到夏汛期河道來(lái)水量又十分集中，洪峰大，歷時(shí)長(zhǎng)，造成大量棄水，同時(shí)還增加了夏洪的威脅。因此，為了對(duì)河流水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，應(yīng)在三條大河流流域的山區(qū)，規(guī)劃修建蓄水工程，以充分有效的利用水資源，緩解春旱，防治夏季洪水災(zāi)害。

3)以水資源為約束條件，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu):堅(jiān)持貫徹保護(hù)水資源的發(fā)展方針，根據(jù)水資源量調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，減少土地開(kāi)發(fā)、通過(guò)發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)促進(jìn)水資源向工業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，工業(yè)和服務(wù)業(yè)則可通過(guò)反哺農(nóng)業(yè)的方式，實(shí)現(xiàn)水資源的高產(chǎn)出;控制需水量大的產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目如火力、造紙、化學(xué)、冶金、食品等工業(yè)用水主體項(xiàng)目的擴(kuò)張開(kāi)發(fā);同時(shí)加快實(shí)施口岸經(jīng)濟(jì)發(fā)展，扶持區(qū)域性金融商務(wù)中心、金融保險(xiǎn)業(yè)、現(xiàn)代物流業(yè)、大文化產(chǎn)業(yè)、旅游業(yè)、體育產(chǎn)業(yè)、等節(jié)能、環(huán)保型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。通過(guò)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)用水量的調(diào)整，使現(xiàn)有水資源在質(zhì)和量上得到優(yōu)化配置。

4)加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境建設(shè):烏蘇市屬干旱區(qū)，水資源量偏少，生態(tài)環(huán)境脆弱，生態(tài)平衡極不穩(wěn)定，加之流域內(nèi)人口和耕地面積逐年增加，水資源的浪費(fèi)等人類活動(dòng)的影響，生態(tài)平衡受到一定的破壞，河流上游水土流失嚴(yán)重，下游土地沙化，鹽堿化，并形成春旱、夏澇、鹽堿、風(fēng)沙等自然災(zāi)害。加強(qiáng)植被建設(shè)，防治土地荒漠化，加大水土保持力度，控制水土浸蝕，改善生態(tài)環(huán)境是保護(hù)水資源，治理水土流失的可行性方法。

5 結(jié)語(yǔ)

烏蘇市水資源開(kāi)發(fā)潛力不大，現(xiàn)有水資源并不能完全滿足生產(chǎn)、生活、特別是生態(tài)環(huán)境對(duì)水資源的需求量，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人民物質(zhì)文化生活水平的提高，水資源問(wèn)題將更加突出，必須高度重視水資源供需不平衡問(wèn)題，通過(guò)有效措施，使現(xiàn)有水資源在質(zhì)和量上得到優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)水資源的高產(chǎn)出，以水資源可持續(xù)利用保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)水與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)與環(huán)境的持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展提供有力支撐。

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