克拉瑪依市水資源供需分析

王 鵬，關東海

(1.新疆維吾爾自治區水資源中心，烏魯木齊 830011； 2.新疆水利水電科學研究院，烏魯木齊 830000)

水資源在人類社會發展過程中起著至關重要的作用，并已經成為制約社會經濟發展、引起不同區域水事件、水糾紛的瓶頸。因此，為達到水資源的可持續開發利用，國家出臺了最嚴格水資源管理政策，并針對不同區域的實際情況，劃分了用水的“三條紅線”指標。因此，在新形式、新背景下，不同區域的水資源開發利用方式、供需水平衡將發生較大的變化，需針對特定的區域，結合實際情況、用水的“三條紅線”指標重新進行水資源供需分析，以期更好指導所在區域水資源的可持續開發利用以及合理的進行以水定生產、以水定發展。

1 克拉瑪依市概況

克拉瑪依市地處新疆準噶爾盆地西緣，西北傍扎依爾山，南依天山北麓，東臨古爾班通古特沙漠。地理位置E84°44′～E86°01′，N44°07′～N44°08′。北部、東北部與和布克賽爾蒙古自治縣相連，南面與烏蘇縣、沙灣縣接壤[1-3]。克拉瑪依市是新疆著名的石油工業城，具有大工業、小農業、石油工業服務的經濟結構，下轄克拉瑪依、白堿灘、烏爾禾、獨山子4個行政區。

2 克拉瑪依市水資源開發利用現狀分析

2.1 現狀用水量分析

根據《克拉瑪依市2014年水資源公報》，克拉瑪依市2014年總用水量為41 680×104m3。其中，生活用水量為2 722×104m3，生產(農業、工業)用水量為24 554×104m3，生態用水量為14 404×104m3，生活：生產：生態用水量的比值為6.5%：58.9%：34.6%。克拉瑪依市各區用水量見表1。

表1 2014年克拉瑪依市各業用水量表Tab.1 Water Consumption by Industry of Karamay in 2014 /104 m3

2.2 水資源開發利用程度分析

本文以2014年為計算時段，以獨立流域或一級支流為單元，對克拉瑪依市地表水資源開發率、平原區淺層地下水開采率進行分析計算，計算結果見表2。

表2 2014年克拉瑪依市水資源開發利用情況

從表2中可以看出，克-白及烏爾禾區水資源開發利用程度偏高。其中，白楊河流域地表水資源開采率為100%，無開發潛力；克-白及烏爾禾區平原區潛層地下水開采率為89%，基本無開發潛力。由此可見，克拉瑪依市水資源開發程度相對較高。

2.3 現狀水資源開發利用存在的問題分析

2.3.1 供水設施不配套

由于水利工程老化、水利設施不配套，導致引水工程供水體系未取得預期的供水效果，干渠引水能力不足；因冬季供水反調節庫容缺乏，引水工程在非輸水期供水困難，至今未達到設計引水量。

2.3.2 水資源短缺形勢加劇

克拉瑪依市是國家重要的石油石化產業基地，油氣生產、石油石化工業用水量必將急劇增加，克拉瑪依市水資源供需矛盾將更加突出，利用好已有水資源并爭取新水源已成為維系城市發展的生命線。

2.3.3 生態環境問題顯現

自20世紀50年代至2000年，艾里克湖蓄水量迅速減少，至2000年6月兩湖全部干涸，原有湖泊自然生態受到嚴重破壞[4]。至引水工程實施以來，2012年向艾里克湖通水6 975×104m3，近10年來艾里克湖生態環境得到部分恢復。瑪納斯河下游克拉瑪依境內部分已經斷流30多年，在特豐水年偶有洪水入流，昔日克拉瑪依南部天然綠色屏障已不復存在，由此對克拉瑪依市的生態環境造成的損失不可估量。

3 城市發展需水預測分析

需水預測以克拉瑪依市生活需水、工業需水和農業等不同行業用水為基礎，充分考慮克拉瑪依市人口增長、社會經濟發展和水資源開發利用等相互作用的動態變化，采用定額法對克拉瑪依市2020和2030年的生活、工業和農業進行需水量預測[4-5]。

3.1 生活需水量預測

克拉瑪依市人口發展預測根據區域人口的發展趨勢和增長變動情況，結合克拉瑪依市國民經濟和社會發展“十三五”規劃，并且參照《克拉瑪依市城市總體規劃(2013-2030年)》，采用增長率預測法對人口進行預測。經預測，克拉瑪依市2020和2030年人口發展規模分別為50.3和73.7萬人。

生活需水包括城鎮生活需水和農村生活需水兩項，生活需水量采用人均綜合日用水量方法進行預測。

3.1.1 人均綜合用水量及系數

綜合生活用水量為城市居民日常生活用水和公共建筑用水之和，不包括澆灑道路、綠地、市政用水和管網漏失水量。

根據2014年克拉瑪依市各區城鎮、生活人均綜合用水定額，考慮到用水條件改善將導致生活用水量增大，結合《新疆油田公司“十二五”生產供水專項規劃》和《城市給水工程規劃規范》，確定規劃水平年各分區用水定額，見表3。

表3 克拉瑪依市綜合生活用水定額及水利用系數Tab.3 Comprehensive Water Consumption Quota and Water Utilization Coefficient in Karamay City

3.1.2 生活需水量

根據克拉瑪依市各區預測的人口發展指標、生活需水定額以及生活需水水利用系數，計算出克拉瑪依市各區的城鎮和農村生活需水量，見表4。

表4 克拉瑪依市生活需水量Tab.4 Living Water Demand in Karamay Cit /104 m3

3.2 工業需水量預測

克拉瑪依市工業主要包含火電工業、原油生產、石油化工、云計算產業、農業加工產業以及其他產業，工業需水量預測按照以上工業類型進行分別計算。根據《克拉瑪依市水資源綜合規劃》、《新疆油田分公司“十二五”原油開發規劃報告》和《克拉瑪依石油化工工業園區總體規劃》等成果，結合《新疆白楊河水資源利用規劃報告》和《克拉瑪依市水資源綜合規劃報告》，同時參照附近區域的工業用水水平，確定2020和2030年的工業用水水利用系數分別為0.95和0.98。經計算，克拉瑪依市2020和2030年工業需水量分別為23 404×104和28 854×104m3，見表5。

表5 克拉瑪依市工業需水量Tab.5 Industrial Water Demand in Karamay City /104 m3

3.3 農業需水預測分析

3.3.1 克拉瑪依市灌溉面積預測分析

根據《克拉瑪依市農田綜合開發區規劃》、《克拉瑪依市水資源利用規劃》以及《克拉瑪依市三條紅線指標》中有關農業用水總量控制和農業用水效率控制指標，2020年克拉瑪依市灌溉面積為2.131×104hm2，規劃水平年2030年灌溉面積為2.131×104hm2。克拉瑪依市各分區灌溉面積見表6。

表6 克拉瑪依市2020和2030年灌溉面積Tab.6 irrigated area of Karamay City in 2020 and 2030 /hm2

3.3.2 農業需水量

本文考慮克拉瑪依市大力發展高新節水灌溉面積，參照《克拉瑪依市水資源利用規劃》、《新疆白楊河流域水資源利用規劃》以及《新疆克拉瑪依市克拉瑪依區農田水利建設規劃》，確定克拉瑪依市各種作物的灌溉制度和綜合灌溉水利用系數。

根據各分區的灌溉制度以及各種作物的種植面積進行分析計算出綜合凈灌溉定額，結合灌溉水利用系數得出綜合毛灌溉定額，克拉瑪依市各區綜合毛、凈灌溉定額見表7。

表7 克拉瑪依市2020和2030年灌溉定額Tab.7 irrigation quota of Karamay City in 2020 and 2030 /m3·(hm2)-1

根據各區作物種植面積、灌溉定額、灌溉水利用系數，計算2020和2030年克拉瑪依市各區灌溉毛需水量，見表8。

表8 克拉瑪依市2020和2030年灌溉需水量Tab.8 irrigation water demand of Karamay City in 2020 and 2030 /104 m3

3.4 克拉瑪依市需水預測結果

根據上述確定的生活、工業、農業用水的預測分析結果，同時考慮到城市綠化、牲畜需水，計算得出克拉瑪依市不同規劃水平年各業需水成果，見表9。

表9 克拉瑪依市需水量預測表Tab. 9 Prediction table of water demand in Karamay City /104 m3

4 可供水量分析

區域的供水決定于3個因素：①區域內水資源可利用量；②區域工程供水能力；③區域內的用水需求。根據可供水量計算公式[6]，計算克拉瑪依市規劃水平年可供水總量，計算結果見表10。

(1)

式中：W可供，i為i時段的可供水量，104m3；Hi為i時段區域工程供水能力，104m3；Wi為i時段區域水資源可利用量，104m3；Xi為i時段區域需水量，104m3；n為計算時段總數。

表10 克拉瑪依市2020年和2030年可供水量Tab.10 Statistics of available water of Karamay in 2020 and 2030 /104 m3

5 供需平衡分析

規劃水平年2020和2030年可供地表水量比現狀工程有了大幅提高，一方面引水工程的引水量可以達到分水協議的水量；另一方面獨山子區金溝河應急供水工程和精-奎輸水工程及其配套工程的實施，增加了地表水可供水量。采用定額法計算克拉瑪依市規劃年需水量，將規劃年的水資源可供水總量與規劃水平年的需水量結果進行供需平衡分析，見表11。

由表11可知，規劃水平年2020年，克拉瑪依市需水總量為43 435×104m3，水資源可供水量為55 323×104m3，富余水量為11 888×104m3；規劃水平年2030年，克拉瑪依市需水總量為52 100×104m3，水資源可供水量為73 022×104m3，富余水量達20 922×104m3。

表11 克拉瑪依市規劃年水資源供需平衡結果統計表Tab.11 Statistical rerults of the supply and demand balance of Karamay in planning year /104 m3

6 規劃需水量與克拉瑪依市“三條紅線”對比分析

落實最嚴格水資源管理制度，就是要建立用水總量控制制度、用水效率控制制度、水功能區限制納污制度、水資源管理責任和考核制度4項制度，確立水資源開發利用控制紅線、用水效率控制紅線和水功能區限制納污紅線[7]。對比分析2020和2030年需水量與新疆維吾爾自治區分解確定克拉瑪依市“三條紅線”用水總量控制指標[8]，見表12和表13。

表12 克拉瑪依市2020年需水量與“三條紅線”用水總量控制指標對比分析表Tab.12 Comparison of water demand in 2020 and the three red lines control index in Karamay City /104 m3

由表12可知，克拉瑪依市2020年需水與克拉瑪依市“三條紅線”用水總量控制指標相比，2020年克拉瑪依市各業均有富余水量。其中，工業用水富余水量約1.75×108m3，農業用水富余水量約0.235×108m3，生活用水富余水量約0.271×108m3，富余水量合計約2.25×108m3。

表13 克拉瑪依市2030年需水量與“三條紅線”用水總量控制指標對比分析表Tab.13 Comparison of water demand in 2030 and the three red lines control index in Karamay /104 m3

由表13可知，克拉瑪依市2030年預測需水量與克拉瑪依市“三條紅線”指標相比，2030年克拉瑪依市各業用水量均有富余。其中，工業富余水量約1.86×108m3，農業富余水量約0.14×108m3，生活富余水量約0.002 4×108m3，富余水量合計約2.007×108m3。綜上所述，規劃水平年2020和2030年需水總量和其他分項需水量均在“三條紅線”用水指標范圍內。

7 結論與建議

根據水資源供需平衡分析可知，克拉瑪依市水資源可供水量可以滿足克拉瑪依市2020和2030年城市用水量需求，可以達到水資源供需平衡。由于克拉瑪依市的工業是主導產業，為保障克拉瑪依市社會經濟持續發展，提出如下建議：

1) 加快污水資源再生利用，減少新鮮水資源使用量。加快污水再生利用工程建設，替代部分新鮮水資源，減少新鮮水資源使用量。按照“以水定城、以水定產、以水定人、以水定地”的原則，充分考慮水資源、水環境承載能力，合理布局和定位克拉瑪依市城市發展規劃。

2) 加強水資源的統一管理，加快水文站網建設，加強水文監測，初步形成與最嚴格水資源管理制度相適應的水資源監控能力，逐步增強支撐水資源科學管理和“三條紅線”監督考核的能力。