新疆瑪納斯河流域節水改造工程建設評價

鐘 強

（新疆瑪納斯河流域管理局，新疆 石河子 832000）

瑪納斯河流域（瑪河）流經新疆天山經濟開發區的核心地區，在瑪河流域的中下游修建有特大型瑪河灌區[1]。近年來，我國在瑪河灌區內大力發展工業建設，極大程度促進了新疆經濟的發展。在整個瑪河流域內，包括瑪河灌區，總灌溉面積達430萬畝以上，每年用于灌溉的水資源使用量高達20億m3，有效地利用水資源，可直接影響瑪河流域內經濟發展程度，故續建配套節水工程對瑪河流域經濟建設意義深遠。

1 瑪河流域水利工程建設

1.1 引水工程

目前，在瑪河流域已建成的引水樞紐工程有三座。其中，紅山嘴引水樞紐作為永久性引水建筑，于1959年完工建成，其重要功能是以灌溉為主，同時具有一定的發電能力。紅山嘴引水樞紐工程可為整個瑪河灌區引水灌溉，在運行中，根據實際的調度需要，將水資源在東岸大渠、瑪河渡槽及其它4、5級水電站之間橫調，掌控著瑪河流域整個灌區的命脈。

1.2 蓄水工程

在瑪河灌區內主要有蘑菇湖、大泉溝、新戶坪、躍進及夾河子五座大中型水庫，大多都為1950～1980年建造，其中蘑菇湖、大泉溝水庫建立在瑪河流域西岸；在瑪河流域東岸建有躍進、新戶坪兩座水庫；而夾河子水庫的主要功能是當夏季到來，瑪河出現洪澇災害時，能夠有效的攔蓄多余洪水。

1.3 主要輸水工程

在對瑪河灌區進行長達70余年的投資建設中，建設完成的主要輸水溝渠就長達400 km，同時，為了保障輸水溝渠的安全性、高效性，使用混凝土建造的防滲輸水溝渠就有近150 km，并且搭建相關的配套建筑物350余座。其中，瑪河流域總干渠及東岸大渠在設計中每秒的水流量可達100 m3以上，全程都是采用防滲設計，最大限度提高了在灌溉過程中的安全性，為灌區內居民用水安全提供保障。

2 瑪河流域水利工程中存在的問題

2.1 骨干輸水渠道淤積嚴重

在瑪河流域中，冬季由于水資源相對較少，部分四、五級的水電站會將上游的部分的河水引入，會使渠道建設使用的防滲材料，如干砌卵石等凍脹、龜裂，甚至出現坍塌，導致輸水渠道出現嚴重淤積。在東岸大渠及瑪河總干渠中使用的防滲材料最多，淤積深度接近2m，從而導致渠道輸水力度降低，同時檢測得到水斷面高度也不均衡，不能精準地測得水流量。

2.2 閘后沖砂能力不足

在水庫開閘后，水流會直接沖入河床，河水夾帶著大量的河沙，河床主干道上絕大半的河水通常會沿著西河槽流下。在導流堤壩上游300 m以內的大量河水都會順著河床較低的地勢，向著西河床流去；只有兩邊部分沒有沖擊力的河水會流到東河槽，水流失去沖擊，不能有效的帶走多余泥沙，使得位于東河床排砂明渠口出現嚴重的泥沙淤積。

2.3 渡槽滲漏嚴重

瑪河流域中，河水以25 m3/s的速度沖擊著過河大渡槽，使得大渡槽出現嚴重滲漏，對渡槽的拱座造成嚴重的侵蝕。在1999年的特大洪災中，瑪河洪水以1100 m3/s的速度直接沖擊在拱座上，將洪水中漂浮物帶到拱腳上，為當時的泄洪工作帶來了極大的困難，威脅著整個工程的安全。一旦出現事故，將對位于瑪河流域西岸的幾十萬畝灌區正常的農田灌溉帶來嚴重的影響，同時對生活在西岸的居民的人身安全再次極大威脅[2]。

3 瑪河流域節水改造工程建設

3.1 改造原則

在瑪河流域續建配套節水工程改造中，需要遵循以下原則：①對于瑪河灌區內輸水渠道的改造建設需要結合灌區田間的工程建設實際情況配合開展；②以瑪河灌區的整體經濟利益作為起點，對于有著重要地理位置和損壞相對比較嚴重的輸水渠道優先進行改造建設；③以輸水渠道的節水防滲建設為中心，從各個工程存在的實際問題出發，結合當地的管理模式及地形特點，合理分析，制定科學的工程改造建設方案，以此確保建筑工程的配套性及完整性[3]；④在施工過程中，使用先進的建設設備及工藝技術，以保證工程在運行中能夠有更高的使用效率及安全保障。

3.2 建設目標

（1）總干渠改造

對瑪河流域總干渠進行節水改造建設，對老化部位進行修理翻新，使總干渠沒水利用系數提升8個點，從0.83提升至0.90，保證年節水量達到1150萬m3。

（2）東岸大渠改造

對東岸大渠進行翻新改造建設，疏通渠道內淤積物，改善東岸大渠的輸水能力，實現骨干輸水渠道的水資源的利用率提高8個點，從0.65提升至0.73，在改造建設后，目標每年節約水資源950萬m3，擴大灌溉面積1.1萬畝。

4 瑪河流域節水改造工程評價

改造工程建設完成后，能夠有效提高瑪河灌區內灌溉覆蓋面積，是灌區內作物能夠及時灌溉，大大提高農作物的產量及瑪河灌區內的生產效益，并且對于骨干渠道輸水能力、渠道排砂及抗洪能力都有明顯的提升。

4.1 農作物產量評價

改造項目完成后，不僅提高了灌溉效率，還提高了灌區內農作物的新增糧食產量224.72萬kg，新增產值2220.74元/畝，棉花產量增加23.19萬kg，所有農業產量提升1029.39萬kg，詳見表1。

表1 歷年農作物新增產量

4.2 節水評價

水資源的滲漏損失量是節水工程建設后重要的評價指標之一[4]。通過對瑪河流域內各大骨干輸水渠道進行節水改造建設，能夠有效提高灌區內各大骨感輸水溝渠的使用效率，極大程度提升了瑪河流域水資源的利用率，東岸大渠的渠系水資源利用率也提高了0.8。通過下式計算節水量：

W損=W凈（1-η0）/η0

式中，η0渠系水利用系數；W凈指渠系年度凈用水量；W損指渠系損失量。通過計算節水工程前后水資源損失量之差，就表示節水量。在節水工程建設后，瑪河流域內共節水量超過5500萬m3，擴大灌溉面積18.41%，灌溉平均增加產值為581～673元/m2，瑪河流域年度節水效益約為632.1萬元。

4.3 改良鹽堿地

在瑪河流域內，由于部分地區渠道滲漏嚴重，渠道附近地下水位較高，導致渠道兩側耕地出現嚴重鹽堿。對瑪河流域進行輸水渠道的改造、防滲建設，能夠有效改善渠道兩側土地，增加農作物產量，其增產效益按照下式計算：

Δγ=（γ1-γ2）A

式中，γ1指改造建設后鹽堿地平均產量；γ2指改造建設前鹽堿地產量；A指鹽堿地總面積；Δγ指鹽堿地增加產量。據調查，瑪河流域渠道兩側鹽堿地超過430 hm2，在進行節水改造后，渠道兩側水位下降，土地鹽堿程度得的改善，鹽堿地總產值為105萬元，相比節水改造前，效益提升21.1萬元。

改造工程的生態效益與社會效益均為輸水渠道的改造建設的間接效益，通常占直接效益的10%；在在對瑪河流域進行輸水渠道的改造建設后，灌溉水量由971～1022 m3/650 m2降低至592 m3/650 m2，各大渠系水資源利用率平均提升0.8%，績效顯著。

5 結語

通過總結瑪河流域水利工程中存在的骨干輸水渠道淤積嚴重、閘后沖砂能力不足和渡槽滲漏嚴重等問題，提出續建配套節水改造目標，并對改造工程進行評價。節水改造工程極大地提高了農作物的產量、水資源利用率提升，節水效益突出；對鹽堿地進行了改良，同時也產生較大的生態效益和社會效益，對整個新疆自治區的社會建設及經濟的快速發展都有著極其重要的意義。