淺析沙漠地區(qū)生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)

李 萍

（甘肅省景泰川電力提灌管理局，甘肅 景泰 730499）

我國是缺水大國，人均水資源低于世界平均水平，許多地區(qū)存在著缺水困境。隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對于水資源的需求越來越高，水資源矛盾也越來越明顯。對于我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展而言，我國水資源極度不平衡，沙漠地區(qū)干旱少雨，其中新疆、甘肅和內(nèi)蒙的水資源問題十分突出，制約了相關(guān)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。沙漠地區(qū)生態(tài)水利工程是保障居民生產(chǎn)生活用水的基礎(chǔ)設(shè)施，對于提升沙漠地區(qū)水資源利用率以及保障居民用水具有十分重要的意義[1]。但是從當(dāng)前沙漠地區(qū)的生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)來看，由于規(guī)劃設(shè)計(jì)存在不合理、維護(hù)管理不善等問題，導(dǎo)致水利工程存在著水資源浪費(fèi)、水土流失等問題，無法有效解決缺水問題。本文在當(dāng)前沙漠地區(qū)生態(tài)水利工程研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合新技術(shù)與新方法，提出優(yōu)化沙漠地區(qū)生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的措施與方法。

1 工程概況

以某沙漠地區(qū)的水利工程的威力，該地區(qū)處于荒漠和沙漠地區(qū)，沙漠主要是以流動(dòng)和半固定的沙丘為主，生態(tài)環(huán)境惡劣，制約當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。雖然當(dāng)?shù)鼐哂杏凭玫墓喔葰v史，水利工程技術(shù)修建數(shù)量多。地區(qū)的水利工程來源于4條河流和地下水，共有5座飲水水流工程，溝渠3000多km，年引水量達(dá)到12億m3?，F(xiàn)有的水利工程對于居民用水、農(nóng)業(yè)用水和工業(yè)用水提供了水資源支持，同時(shí)取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。但是由于當(dāng)?shù)氐目傂杷看?，其中農(nóng)業(yè)用水所占比例大，現(xiàn)有的水利工程規(guī)劃不夠科學(xué)，引水工程配套設(shè)施不完善，導(dǎo)致水資源利用率不高。沙漠地區(qū)的水利工程的建設(shè)，對地區(qū)的水文地質(zhì)條件產(chǎn)生影響，對于水利工程的功能也造成影響。

2 沙漠水利工程現(xiàn)狀

2.1 沙漠水利工程的重要性

沙漠地區(qū)干旱少雨，但是沙漠地區(qū)生活生產(chǎn)需水量大。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，沙漠地區(qū)對于水資源要求越來越高，導(dǎo)致沙漠地區(qū)的水資源矛盾更加突出。對于沙漠地區(qū)的發(fā)展而言，興建永久性的水利設(shè)施，能夠有效完成蓄水，減少水資源揮發(fā)，為生產(chǎn)生活提供必要的水資源，對于沙漠地區(qū)的生存和發(fā)展都十分重要。雖然沙漠地區(qū)的水利工程建設(shè)周期長，施工復(fù)雜，但是從環(huán)境保護(hù)角度、綠色發(fā)展角度而言，沙漠水利工程能夠改善生態(tài)環(huán)境，創(chuàng)建綠色通道，重現(xiàn)沙漠綠洲。從長遠(yuǎn)角度來看，沙漠地區(qū)的水利工程產(chǎn)生的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益不可估量[2]。

2.2 沙漠水利工程現(xiàn)狀

國際上沙漠水利工程起步較早，比較出名的沙漠水利工程包括利比亞大人水利工程、中央亞利桑那水利工程、大安納托利亞水利工程等，其中以埃及的沙漠水利工程比較前進(jìn)。我國的沙漠水利工程雖然歷史久遠(yuǎn)，但是現(xiàn)代水利工程發(fā)展起步較晚。近年來，新疆地區(qū)的沙漠水資源出現(xiàn)能源危機(jī)，針對沙漠地區(qū)的水利工程也逐漸發(fā)展起來。包括伊犁河、塔里木河等地區(qū)的水利工程項(xiàng)目逐漸發(fā)展，成為我國比較有代表性的沙漠水利工程。但是由于沙漠自然環(huán)境惡劣，水利工程施工難度大，維護(hù)成本高，因此沙漠水利工程依然面臨不少問題。

2.3 沙漠水利工程問題

從當(dāng)前水利工程運(yùn)行情況來看，為了適應(yīng)沙漠地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源過度開采，同時(shí)受到污染的影響，對沙漠的水利工程造成不良影響。沙漠地區(qū)屬于水資源緊缺的地區(qū)，從本工程的運(yùn)行來看，為了適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，水資源過去開發(fā)，但是開發(fā)過程中缺乏有效的管理，導(dǎo)致水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。水利工程建設(shè)后，灌溉引水量增長明顯，導(dǎo)致水資源減少，從而引發(fā)綠洲面積縮小，破壞周圍生態(tài)平衡。受到周邊地區(qū)工業(yè)發(fā)展與農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響，水資源污染明顯，生活垃圾、生產(chǎn)垃圾等進(jìn)入地表水和地下水，而有害物資降解困難，礦化度上升，影響了水資源的使用。由于水資源過度開發(fā)，水資源污染嚴(yán)重，導(dǎo)致水土流失嚴(yán)重，綠洲面積縮小。在水利工程灌溉過程中，由于水利工程設(shè)計(jì)管理不足，導(dǎo)致大量水資源蒸發(fā)和滲漏，出現(xiàn)水資源鹽化，對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境造成不利影響。

表1 水利工程問題分析

3 沙漠水利工程問題分析

3.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)不夠合理

從該區(qū)域的水文地質(zhì)情況來看，由于受到周圍環(huán)境的影響，配套設(shè)施不夠完善，而且沙漠的環(huán)境惡劣，設(shè)備設(shè)施選擇不合理，導(dǎo)致水利工程相關(guān)設(shè)備容易受到風(fēng)沙影響，設(shè)備老化快。經(jīng)過多年使用后，一些灌區(qū)的水利工程供水能力下降，而且在資金、環(huán)境等多種因素的影響下，一些灌區(qū)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，導(dǎo)致水利工程供水能力不足，引水保證率無法得到保障，影響了水利工程利用效率。在一些灌區(qū)的渠首規(guī)劃中，由于規(guī)劃過于集中，在使用過程中，下游淤積程度逐漸加深，導(dǎo)致水利工程引水受到影響。

3.2 生態(tài)意識不足

沙漠水利工程受到周邊環(huán)境影響較為明顯，在水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中，需要綜合考慮各方面的因素，從而保證水利工程兼具經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。但是從本工程的利用情況來看，由于水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中，對于生態(tài)和環(huán)境的考慮較少，更偏重于經(jīng)濟(jì)效益，導(dǎo)致后期環(huán)境發(fā)生變化，依然按照原計(jì)劃建設(shè)施工。由于生態(tài)意識不足，水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)不合理，隨著使用時(shí)間的延長，水污染和水資源過度開發(fā)，影響了水利工程的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

4 沙漠地區(qū)生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)措施

4.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)原則

沙漠地區(qū)的生態(tài)水利工程除了考慮到工程安全以及經(jīng)濟(jì)效益之外，還需要考慮到生態(tài)效應(yīng)。首先，生態(tài)水利工程應(yīng)該遵循安全性和經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合的原則，在滿足當(dāng)?shù)鼐用裼盟枨蟮幕A(chǔ)上，按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保水利工程能夠承受周圍環(huán)境的影響，保證工程施工安全與使用安全。其次，沙漠地區(qū)生態(tài)水利工程需要遵循生態(tài)原則，所修建的水利工程應(yīng)該與周圍的環(huán)境相適應(yīng)，將自然環(huán)境的自我恢復(fù)功能和生態(tài)平衡理念應(yīng)用到水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共存，保障生態(tài)完整。第三，不斷完善原則，沙漠地區(qū)生態(tài)水利工程受到多種因素的影響，而且其成長和形成是一個(gè)長期過程，因此需要結(jié)合水利工程使用情況，不斷的完善、修復(fù)，使水利工程盡快適應(yīng)周邊環(huán)境，形成兼具經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的水利工程。在水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，需要比對不同的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，選擇最優(yōu)方案。

4.2 加固維護(hù)水利工程

沙漠地區(qū)生態(tài)水利工程經(jīng)過多年使用后，設(shè)備設(shè)施以及溝渠都會(huì)受到影響，其中以進(jìn)水閘泥沙沉積影響最為明顯，泥沙沉積后影響引水和灌溉效率，水資源損耗嚴(yán)重。針對長久失修的水利工程，在結(jié)合地區(qū)用水需求調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合周邊地形和環(huán)境，選擇枯水期進(jìn)行水利工程的維護(hù)和加固。首先需要合理規(guī)劃設(shè)計(jì)維護(hù)加固方法，對渠道的淤積情況進(jìn)行改造，同時(shí)加固水利工程，增強(qiáng)水利工程的穩(wěn)定性。本地區(qū)的水利工程下游主要由排水干、支渠等構(gòu)成，為了較少水運(yùn)輸過程中的揮發(fā)，需要改善明渠，采用灌區(qū)豎井排管排灌的方式進(jìn)行引水，從而增強(qiáng)水資源利用效率，減少水資源損耗[3]。

4.3 完善排灌技術(shù)

將節(jié)水灌溉技術(shù)引入沙漠地區(qū)的生態(tài)水利工程中。沙漠地區(qū)干旱少雨，陽光猛烈，而當(dāng)前沙漠地區(qū)大多采用地面灌溉方式，水資源浪費(fèi)比較嚴(yán)重。針對當(dāng)前農(nóng)田灌溉情況，打造優(yōu)質(zhì)的灌排渠道骨干系統(tǒng)，對其中的灌溉技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)化改造。在灌溉區(qū)域，修整灌排渠道既能夠減少水分蒸騰損失，也能夠?yàn)樯衬貐^(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供充足的水資源，提升水資源利用效率。相關(guān)研究顯示，采用排灌技術(shù)能夠有效減少地表的蒸騰，改善滲漏情況，從而改變灌區(qū)生態(tài)環(huán)境。

表2 不同灌溉技術(shù)成本和效益比較

5 結(jié)語

隨著沙漠地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對于水資源的需求越來越高。但是受到周圍環(huán)境和設(shè)計(jì)規(guī)劃的影響，導(dǎo)致當(dāng)前生態(tài)水利工程存在一些問題，水資源利用效率較低，水資源污染和浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。針對沙漠地區(qū)生態(tài)水利工程的現(xiàn)狀，需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)因素、生態(tài)因素，引進(jìn)新技術(shù)、新方法，完善生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)規(guī)劃，提升水資源利用效率，形成良好的灌區(qū)生態(tài)環(huán)境，推動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。