新疆水資源調(diào)控關鍵技術研究

孟江麗，汪黨獻，石秋池

(1.新疆水利水電勘測設計研究院，新疆 烏魯木齊 830000;2.水利部水利水電規(guī)劃設計總院，北京 100120;3.水利部水資源司，北京 100053)

1 新疆水資源稟賦條件

1.1 水資源量

經(jīng)統(tǒng)計分析，新疆2001～2012年期間，年均水資源總量為928億m3，比1956～2000年系列多年平均值832億m3偏多96億m3，其中地表水為876億m3，比1956～2000年系列多年平均值789億m3偏多87億m3，地下水為573億m3，比1956～2000年系列多年平均值503億m3偏多70億m3。正是近10多年來新疆降水增多、來水偏豐，為新疆提高灌溉保證率甚至擴大灌溉面積提供了水資源條件。

1.2 水資源特點

(1)水資源總量不大，人均占有量高，地均相對較少。新疆水資源總量次于西藏、青海和云南，居全國第4位;人均水資源量3726m3，為全國人均占有量的近2倍，居全國第4位。但是，新疆單位面積產(chǎn)水量5萬m3/km2，僅為全國平均的1/6，為全國倒數(shù)第3位。

(2)水資源時空分布極不均衡，實現(xiàn)合理調(diào)配的難度大?！叭綂A兩盆”的地理條件決定了新疆水資源區(qū)域差異大，西多東少，北多南少，山區(qū)多平原少。新疆徑流量年際變化幅度較小，但季節(jié)變化較大，6～8月集中了全年徑流量的70%左右。由于水資源時空分布不均，資源性缺水、工程性缺水并存，使新疆土地、礦產(chǎn)、能源等資源優(yōu)勢難以充分發(fā)揮。

(3)干旱少雨，生態(tài)脆弱，人與自然爭水矛盾突出。新疆年降水深(155mm)，屬于地球相同緯度最少地區(qū)之一。新疆約48%的地區(qū)為沙漠、戈壁、荒原，生態(tài)環(huán)境極為脆弱，人工綠洲與天然綠洲爭水現(xiàn)象十分嚴重。

(4)跨界河流水資源是重要的戰(zhàn)略性資源，目前開發(fā)利用程度低。新疆擁有與周邊國家和地區(qū)的跨界河流33條，流出國境的水量占自產(chǎn)地表水資源量的28%?？缃绾恿魇切陆Y源極其重要的后備水源，對新疆經(jīng)濟社會跨越式發(fā)展的水資源配置格局具有戰(zhàn)略意義。

2 水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

2.1 基本情況

新疆地表水供水量2012年增加到472億m3，地下水供水量增加到111億m3?？傆盟畠r量590億m3，其中農(nóng)業(yè)用水559億 m3，占總用水量的94.7%，工業(yè)用水 12.4億 m3，占總用水量的2.1%，生活用水18.7億m3。農(nóng)業(yè)用水占總用水量的比例超過94%。農(nóng)業(yè)用水量增長與農(nóng)業(yè)灌溉面積增長關系密切，新疆灌溉總面積由1980年的4474萬畝增加到2012年的9266萬畝，凈增加4792萬畝。

2012年新疆水資源量為903億m3，社會經(jīng)濟用水量為590億m3，用水量占資源量比重為65%。與2000年比較，2012年新疆水資源開發(fā)利用率提高了16%。

2.2 主要問題

(1)現(xiàn)狀用水量超過用水總量控制指標。2012年，新疆國民經(jīng)濟用水總量約590億m3，與新疆實行最嚴格水資源管理制度用水總量控制指標2020年516.0億m3和2030年526.7億m3相比，分別超出74.1億m3和63.4億m3。

(2)農(nóng)業(yè)用水增長快、占比大、效率低。新疆農(nóng)業(yè)用水量2012年為559億m3，農(nóng)業(yè)用水長期占總用水95%以上，居世界前列。而農(nóng)業(yè)用水增加值占國民經(jīng)濟的比重卻持續(xù)下降，由1995年的31.5%下降到2012年的17.5%，2011年單方農(nóng)業(yè)用水增加值僅為2.55元。

(3)水資源過度開發(fā)導致生態(tài)環(huán)境惡化。天山北坡、吐哈盆地的地下水超采十分嚴重，哈密地下水開采率高達223%，吐魯番地區(qū)坎兒井下降到目前的331條，出水量不足2.0億m3。塔里木河流域遇到干旱年份生態(tài)趨于惡化的跡象明顯。艾比湖面積上世紀50年為1300km2，2000年以來維持在540～900km2，湖面萎縮、湖底裸露，嚴重危及天山北坡經(jīng)濟帶生態(tài)安全。

(4)水資源優(yōu)化配置的格局尚未完全建立。目前新疆多數(shù)河流缺少控制性工程，因調(diào)節(jié)能力嚴重不足，水資源缺乏統(tǒng)一管理和調(diào)度的有效的工程手段，限制了年內(nèi)水資源調(diào)配和實時調(diào)度能力。

(5)水資源綜合管理和能力建設仍較薄弱。新疆水管理點多、線長、面廣、錯綜復雜，水管理體制機制不健全，各流域與區(qū)域、區(qū)域與區(qū)域、各部門水管理間仍處于分割狀態(tài)。水利監(jiān)測計量、信息化管理基本僅限于水文監(jiān)測，缺乏對供水、用水、排水、水質(zhì)、生態(tài)、經(jīng)濟等全方位、全過程的水資源信息收集與整理，信息傳遞處理方式落后，監(jiān)測體系十分薄弱。

3 跨越式發(fā)展對水資源的需求

3.1 新型城鎮(zhèn)化發(fā)展對供水的要求

新疆城鎮(zhèn)化發(fā)展的總體空間布局為“一圈多群、三軸一帶”的空間組合模式。預測2020年和2030年新疆總?cè)丝诜謩e達到2446萬人和2710萬人，城鎮(zhèn)化率分別達到57%和67%，預計城鎮(zhèn)化用水需求量將達到19.6億m3和27.2億m3。

3.2 新型工業(yè)化發(fā)展對供水的要求

新疆為全國重要的能源供應基地之一，十年后將建成我國五大能源供應基地。結(jié)合新疆工業(yè)部門相關規(guī)劃，預測2020年和2030年工業(yè)用水需求將達到38.7億m3和59.0億m3。

3.3 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化及節(jié)水高效生態(tài)農(nóng)業(yè)的用水要求

為了實現(xiàn)新疆農(nóng)業(yè)用水總量控制要求，結(jié)合國家和自治區(qū)發(fā)展高效節(jié)水灌溉面積的要求，2020年，新疆高效節(jié)水面積發(fā)展到5914萬畝，較現(xiàn)狀新增2614萬畝，平均每年新增327萬畝，高效節(jié)灌率達63.8%，預計可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水量29億m3;2030年，新疆高效節(jié)水灌溉面積發(fā)展到6359萬畝，在2020年基礎上再新增445萬畝，預計新疆農(nóng)業(yè)節(jié)水量達到45億m3。

綜合采取高效節(jié)水、種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造等措施，2020年，新疆綜合畝均灌溉水量由現(xiàn)狀年的599m3/畝降至2020年的566m3/畝，農(nóng)業(yè)灌溉需水量降為524億m3。2030年，新疆綜合畝均灌溉水量進一步降至544m3/畝，農(nóng)業(yè)灌溉需水量降至504億m3，比2020年減少水量20億m3。

3.4 社會經(jīng)濟發(fā)展對水資源的需求

近年來，新疆產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整和優(yōu)化，建立了以農(nóng)業(yè)為基礎、以工業(yè)為主導的國民經(jīng)濟體系，初步形成了以天山北坡經(jīng)濟帶為依托、以區(qū)域性和地區(qū)性經(jīng)濟中心城市為支點、輻射帶動地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的區(qū)域經(jīng)濟格局。在維持現(xiàn)狀新疆灌溉面積規(guī)模的條件下，預計2020年和2030年國民經(jīng)濟社會總需水量分別為592億m3和600億m3。

4 水資源平衡分析

4.1 可供水量分析

根據(jù)國務院下達的新疆用水總量控制指標，新疆2020年和2030年用水總量控制在515.97億m3和526.74億m3以內(nèi)，以此作為新疆的可供水量。

4.2 水資源供需平衡計算

在新疆維持現(xiàn)有農(nóng)業(yè)灌溉面積總規(guī)模不變的情況下，通過用水結(jié)構(gòu)調(diào)整、大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉，到2020年新疆用水需求量為592億m3，與可供水量對比，超出控制指標量76億m3;2030年，新疆用水需求量為600億m3，與可供水量對比，超出控制指標量達73億m3，缺口較大。

5 水資源調(diào)控關鍵措施

5.1 水資源調(diào)控思路

為了實現(xiàn)用水總量控制目標要求，新疆擬采取強化節(jié)水措施，大力推進以高效節(jié)水灌溉技術。若維持新疆現(xiàn)狀年灌溉面積不變，僅挖掘農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力，則當2020年新疆高效節(jié)水灌溉面積達到5900萬畝的情況下，僅能節(jié)出水量29億m3，無法實現(xiàn)減水目標。若要實現(xiàn)2020年用水量控制目標，則需要在現(xiàn)有灌溉面積的基礎上退減1300萬畝，操作困難、實現(xiàn)難度相當大?？紤]到新疆是一個少數(shù)民族聚居地區(qū)，情況比較復雜，按照“高效利用、利于穩(wěn)定、分步實施、遠期達標”的原則，確定新疆水資源調(diào)控思路為:2020年，新疆用水總量較現(xiàn)狀用水總量應有明顯減少，農(nóng)業(yè)用水量較現(xiàn)狀有根本性的減少，農(nóng)業(yè)用水所占比例降至90%以下;2030年，新疆用水總量達到國務院下達的用水總量控制指標，即控制在526.74億m3以內(nèi)。

5.2 水資源調(diào)控方案

通過水資源供需平衡計算，在新疆維持現(xiàn)有農(nóng)業(yè)灌溉面積總規(guī)模不變的情況下，若僅通過發(fā)展高效節(jié)水灌溉，到2020年新疆用水超出控制指標量76億m3;2030年超出控制指標量達73億m3，必須退減灌溉面積并調(diào)整工業(yè)規(guī)模。

方案一:完全依靠減少農(nóng)業(yè)用水量來解決供需缺口。新疆供需平衡缺口完全通過減少農(nóng)業(yè)用水量來解決，即新疆農(nóng)業(yè)需水量2020年、2030年分別減少76億m3和73億m3，農(nóng)業(yè)需水量分別降至459億m3和431億m3。經(jīng)過分析計算，2020年和2030年新疆農(nóng)業(yè)灌溉面積應控制在8200萬畝和8000萬畝左右。

方案二:通過降低工業(yè)用水需求和減少農(nóng)業(yè)用水量兩者結(jié)合的方式解決供需缺口。考慮到新疆工業(yè)發(fā)展的不確定性以及工業(yè)節(jié)水新技術應用的漸進性，將新疆工業(yè)用水需求量調(diào)整為2020年和2030年34億m3和48億m3，此時，農(nóng)業(yè)需水量分別降至463億m3和442億m3。經(jīng)過分析計算，2020年和2030年新疆農(nóng)業(yè)灌溉面積應控制在8270萬畝和8200萬畝。

6 保障水資源安全措施

6.1 高效節(jié)水措施

解決水資源短缺問題必須首先立足于當?shù)厮Y源，全面建設節(jié)水型社會，加強水資源合理配置和高效利用，提高用水效率和效益。通過農(nóng)業(yè)節(jié)水、水權(quán)轉(zhuǎn)換、當?shù)赝跐摫Ｕ闲滦凸I(yè)化用水需求，發(fā)展工業(yè)，增加經(jīng)濟積累并反哺農(nóng)業(yè)節(jié)水。結(jié)合新疆自然條件、水土條件、社會經(jīng)濟條件及以往經(jīng)驗教訓，2020年，新疆高效節(jié)水灌溉面積新增2600萬畝，累計達5900萬畝，節(jié)灌率達64%;2030年再新增高效節(jié)水灌溉面積440萬畝，累計達到6340萬畝，節(jié)灌率達69%。工業(yè)發(fā)展起點要高，采用國內(nèi)外先進的節(jié)水技術，嚴格控制發(fā)展高耗水、高污染工業(yè)。

6.2 調(diào)整區(qū)域用水結(jié)構(gòu)

通過采取高效節(jié)水、農(nóng)業(yè)退地等措施，到2020年，農(nóng)業(yè)用水所占比例由現(xiàn)狀的95%降至89%以下，工業(yè)用水所占比例由現(xiàn)狀的2%升至6%以上，工業(yè)用水量由現(xiàn)狀12億m3增加至34億m3以上，增加20億m3發(fā)展空間;2030年，農(nóng)業(yè)用水所占比例再繼續(xù)下降至84%以下，工業(yè)用水所占比例繼續(xù)上升至9%以上，工業(yè)用水量增加至48億m3以上，再增加15億m3發(fā)展空間。

6.3 建立“灌溉水量與灌溉面積”雙總量控制制度

必須嚴格控制灌溉面積總規(guī)模，實行農(nóng)業(yè)“灌溉水量與灌溉面積”雙總量控制制度，全疆灌溉總規(guī)模宜控制在8000萬畝左右，農(nóng)業(yè)用水總量控制在450億m3以內(nèi)。同時，要認真研究解決灌溉面積壓縮地區(qū)農(nóng)民生存與發(fā)展以及農(nóng)業(yè)人口轉(zhuǎn)移與就業(yè)問題，要穩(wěn)得住，防止反復。

6.4 完善水資源管理體制和機制

按照流域管理與行政區(qū)域管理相結(jié)合、行政區(qū)域管理服從流域管理的原則，建立權(quán)威、高效、協(xié)調(diào)的水資源流域管理體制;依法制定水資源調(diào)度方案、應急調(diào)度預案和調(diào)度計劃，有效增強統(tǒng)一調(diào)度水資源的工程手段，對水資源實行統(tǒng)一調(diào)度;加強城鄉(xiāng)水務一體化管理，促進城鄉(xiāng)供水、水環(huán)境治理和防洪排澇的統(tǒng)籌協(xié)調(diào);創(chuàng)新水資源管理機制，探索建立水權(quán)市場。

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