灌區供需水量預測及平衡研究

劉 軍

（新疆塔里木河流域阿克蘇管理局，新疆阿克蘇843000）

灌區供需水量預測及平衡研究

劉 軍

（新疆塔里木河流域阿克蘇管理局，新疆阿克蘇843000）

灌區是塔里木河流域經濟發展的重要部分，也是區域環境保護的重要依靠。井渠結合的灌溉模式可以靈活調控地下水和地表水，達到灌區農業高效用水的目的。由于當地缺乏科學的地下水和地表水開采配置，導致地下水過度開發，甚至出現了地表沉降等惡劣的環境問題。對灌區供需水量進行合理預測，并研究井渠用水聯合調控，合理利用水資源具有重要意義。通過對灌區需水量預測計算，得出2020年各部門需水量，并進行了供需水量平衡分析，希望研究結果可以指導當地地下水開采。

水資源；灌區；預測；平衡研究

塔里木河流域位于我國新疆地區，其地域廣闊，農牧場較多，塔里木河是我國最大的內陸河，承擔著整個區域的供水任務。灌區經濟是塔里木河流域發展的重要部分，也是區域環境保護的重要依靠。塔里木河流域的灌溉模式為地表水與地下水聯合調控模型，這種方法利用渠水滲漏量調控地下水位，可以實現水資源可持續發展［1］。

在長期探索中，人們逐漸發現地表水與地下水聯合調控模型是水資源高效利用的有效途徑。系統工程理論和線性規劃技術為聯合調度模型的建立提供了理論基礎。這項研究源于20世紀60年代，歷經初步探索階段、發展階段和優化階段，目前已經形成一套完整的理論體系［2］。

由于當地缺乏科學的地下水和地表水開采配置，導致地下水過度開發，甚至出現了地表沉降等惡劣的環境問題［2］。對灌區供需水量進行合理預測，并研究井渠用水聯合調控，合理利用水資源具有重要意義。通過對灌區需水量預測計算，得出2020年各部門需水量，并進行了供需水量平衡分析，希望為今后的灌區水資源優化研究提供幫助［3］。

1 需水量預測

需水量預測是基于灌區歷史數據，采用定量計算的方法對灌區內各個部門的未來用水量進行估算，計算結果可以用于灌區水資源優化利用［4-6］。需水量預測包括：農業用水預測、工業用水預測、生活用水預測［7］。

農業用水即為灌溉用水，其與排灌定額mi，灌溉利用系數η和灌溉面積Ai有關，計算公式為［8］：

工業需水量根據工業產值進行計算，等于工業總產值乘以需水定額。生活需水量分為城鎮需水量和農村需水量。生活需水量=（人口數量+牲畜數量）×需水定額［9］。

以塔里木河灌區為研究對象，首先計算當前灌區的灌溉需水量。通過建立灌區灌溉需水量數學模型，計算灌區不同月份50%和75%保證率下的灌溉需水量，見表1。

考慮到灌區經濟的發展，參考喀什市各項經濟指標對灌區工業產值、人口數量等經濟指標進行預測。綜合預測結果，得出灌區2010年50%、75%保證率下的灌區總用水量，分別為46994萬t和62932萬t。同理計算灌區2020年50%、75%保證率下的灌區總用水量，分別為48199萬t和62842萬t。圖1給出了2020年灌區需水量組成圖。

表1 不同年份灌區年灌溉需水量萬t

圖1 2020年灌區需水量組成情況

由圖1可以看出，到2020年灌溉用水仍然是灌區需水量的主要組成，占到了77%以上；其次是工業蓄水量，在13%左右。

2 供需水量平衡分析

根據供水原則和塔里木河供水情況，對塔里木河進行供需平衡計算。塔里木河中的2個水庫均按照滿庫起調，按照需水量計算方法，利用數學軟件進行線性規劃，得出最優解。研究表明：50%保證率下塔里木河灌區供需水量基本達到平衡，而75%保證率下的供需水量不能滿足要求。將2010、2020年50%和75%保證率下的灌溉水量和缺水量情況列于表2。

表2 塔里木河灌區灌溉水量和缺水情況萬t

75%保證率下的灌區供水存在矛盾，此供水率下2010年的缺口為1248萬t。由于當地工業和灌溉用水量增加，盡管隨著科技進步，灌溉水利用系數不斷提高，但灌區需水量仍不能滿足要求，2020年的缺水率為2010年的3.35倍。

3 結論

灌區是塔里木河流域經濟發展的重要部分，也是區域環境保護的重要依靠。井渠結合的灌溉模式可以靈活調控地下水和地表水，達到灌區農業高效用水的目的。對灌區供需水量進行合理預測，并研究井渠用水聯合調控、合理利用水資源具有重要意義。通過對灌區需水量預測計算，得出2020年各部門需水量，并進行了供需水量平衡分析。利用數值方法對其進行求解，得出了2020年50%和75%保證率下的灌溉用水量和缺水情況。研究表明：50%保證率下塔里木河灌區供需水量基本達到平衡，而75%保證率下的供需水量不能滿足要求，最大缺水率可達6.7%。

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［7］高雅玉，張新民，吳玉鋒.馬蓮河流域水資源短缺風險決策應用研究［J］.人民黃河，2014（10）：72-76.

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［9］姜天宇.蒲河流域水資源承載能力評價［J］.水利規劃與設計，2015（02）：38-40.

TV213

A

1672-2469（2015）12-0036-03

10.3969/j.issn.1672-2469.2015.12.014

劉 軍（1973年—），男，工程師。