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新疆水资源调控关键技术研究

2015-04-05孟江丽汪党献石秋池

水利技术监督 2015年4期
关键词:灌溉面积用水量总量

孟江丽,汪党献,石秋池

(1.新疆水利水电勘测设计研究院,新疆 乌鲁木齐 830000;2.水利部水利水电规划设计总院,北京 100120;3.水利部水资源司,北京 100053)

1 新疆水资源禀赋条件

1.1 水资源量

经统计分析,新疆2001~2012年期间,年均水资源总量为928亿m3,比1956~2000年系列多年平均值832亿m3偏多96亿m3,其中地表水为876亿m3,比1956~2000年系列多年平均值789亿m3偏多87亿m3,地下水为573亿m3,比1956~2000年系列多年平均值503亿m3偏多70亿m3。正是近10多年来新疆降水增多、来水偏丰,为新疆提高灌溉保证率甚至扩大灌溉面积提供了水资源条件。

1.2 水资源特点

(1)水资源总量不大,人均占有量高,地均相对较少。新疆水资源总量次于西藏、青海和云南,居全国第4位;人均水资源量3726m3,为全国人均占有量的近2倍,居全国第4位。但是,新疆单位面积产水量5万m3/km2,仅为全国平均的1/6,为全国倒数第3位。

(2)水资源时空分布极不均衡,实现合理调配的难度大。“三山夹两盆”的地理条件决定了新疆水资源区域差异大,西多东少,北多南少,山区多平原少。新疆径流量年际变化幅度较小,但季节变化较大,6~8月集中了全年径流量的70%左右。由于水资源时空分布不均,资源性缺水、工程性缺水并存,使新疆土地、矿产、能源等资源优势难以充分发挥。

(3)干旱少雨,生态脆弱,人与自然争水矛盾突出。新疆年降水深(155mm),属于地球相同纬度最少地区之一。新疆约48%的地区为沙漠、戈壁、荒原,生态环境极为脆弱,人工绿洲与天然绿洲争水现象十分严重。

(4)跨界河流水资源是重要的战略性资源,目前开发利用程度低。新疆拥有与周边国家和地区的跨界河流33条,流出国境的水量占自产地表水资源量的28%。跨界河流是新疆水资源极其重要的后备水源,对新疆经济社会跨越式发展的水资源配置格局具有战略意义。

2 水资源开发利用现状

2.1 基本情况

新疆地表水供水量2012年增加到472亿m3,地下水供水量增加到111亿m3。总用水价量590亿m3,其中农业用水559亿 m3,占总用水量的94.7%,工业用水 12.4亿 m3,占总用水量的2.1%,生活用水18.7亿m3。农业用水占总用水量的比例超过94%。农业用水量增长与农业灌溉面积增长关系密切,新疆灌溉总面积由1980年的4474万亩增加到2012年的9266万亩,净增加4792万亩。

2012年新疆水资源量为903亿m3,社会经济用水量为590亿m3,用水量占资源量比重为65%。与2000年比较,2012年新疆水资源开发利用率提高了16%。

2.2 主要问题

(1)现状用水量超过用水总量控制指标。2012年,新疆国民经济用水总量约590亿m3,与新疆实行最严格水资源管理制度用水总量控制指标2020年516.0亿m3和2030年526.7亿m3相比,分别超出74.1亿m3和63.4亿m3。

(2)农业用水增长快、占比大、效率低。新疆农业用水量2012年为559亿m3,农业用水长期占总用水95%以上,居世界前列。而农业用水增加值占国民经济的比重却持续下降,由1995年的31.5%下降到2012年的17.5%,2011年单方农业用水增加值仅为2.55元。

(3)水资源过度开发导致生态环境恶化。天山北坡、吐哈盆地的地下水超采十分严重,哈密地下水开采率高达223%,吐鲁番地区坎儿井下降到目前的331条,出水量不足2.0亿m3。塔里木河流域遇到干旱年份生态趋于恶化的迹象明显。艾比湖面积上世纪50年为1300km2,2000年以来维持在540~900km2,湖面萎缩、湖底裸露,严重危及天山北坡经济带生态安全。

(4)水资源优化配置的格局尚未完全建立。目前新疆多数河流缺少控制性工程,因调节能力严重不足,水资源缺乏统一管理和调度的有效的工程手段,限制了年内水资源调配和实时调度能力。

(5)水资源综合管理和能力建设仍较薄弱。新疆水管理点多、线长、面广、错综复杂,水管理体制机制不健全,各流域与区域、区域与区域、各部门水管理间仍处于分割状态。水利监测计量、信息化管理基本仅限于水文监测,缺乏对供水、用水、排水、水质、生态、经济等全方位、全过程的水资源信息收集与整理,信息传递处理方式落后,监测体系十分薄弱。

3 跨越式发展对水资源的需求

3.1 新型城镇化发展对供水的要求

新疆城镇化发展的总体空间布局为“一圈多群、三轴一带”的空间组合模式。预测2020年和2030年新疆总人口分别达到2446万人和2710万人,城镇化率分别达到57%和67%,预计城镇化用水需求量将达到19.6亿m3和27.2亿m3。

3.2 新型工业化发展对供水的要求

新疆为全国重要的能源供应基地之一,十年后将建成我国五大能源供应基地。结合新疆工业部门相关规划,预测2020年和2030年工业用水需求将达到38.7亿m3和59.0亿m3。

3.3 农业现代化及节水高效生态农业的用水要求

为了实现新疆农业用水总量控制要求,结合国家和自治区发展高效节水灌溉面积的要求,2020年,新疆高效节水面积发展到5914万亩,较现状新增2614万亩,平均每年新增327万亩,高效节灌率达63.8%,预计可实现农业节水量29亿m3;2030年,新疆高效节水灌溉面积发展到6359万亩,在2020年基础上再新增445万亩,预计新疆农业节水量达到45亿m3。

综合采取高效节水、种植结构调整、灌区续建配套与节水改造等措施,2020年,新疆综合亩均灌溉水量由现状年的599m3/亩降至2020年的566m3/亩,农业灌溉需水量降为524亿m3。2030年,新疆综合亩均灌溉水量进一步降至544m3/亩,农业灌溉需水量降至504亿m3,比2020年减少水量20亿m3。

3.4 社会经济发展对水资源的需求

近年来,新疆产业结构不断调整和优化,建立了以农业为基础、以工业为主导的国民经济体系,初步形成了以天山北坡经济带为依托、以区域性和地区性经济中心城市为支点、辐射带动地区经济发展的区域经济格局。在维持现状新疆灌溉面积规模的条件下,预计2020年和2030年国民经济社会总需水量分别为592亿m3和600亿m3。

4 水资源平衡分析

4.1 可供水量分析

根据国务院下达的新疆用水总量控制指标,新疆2020年和2030年用水总量控制在515.97亿m3和526.74亿m3以内,以此作为新疆的可供水量。

4.2 水资源供需平衡计算

在新疆维持现有农业灌溉面积总规模不变的情况下,通过用水结构调整、大力发展高效节水灌溉,到2020年新疆用水需求量为592亿m3,与可供水量对比,超出控制指标量76亿m3;2030年,新疆用水需求量为600亿m3,与可供水量对比,超出控制指标量达73亿m3,缺口较大。

5 水资源调控关键措施

5.1 水资源调控思路

为了实现用水总量控制目标要求,新疆拟采取强化节水措施,大力推进以高效节水灌溉技术。若维持新疆现状年灌溉面积不变,仅挖掘农业节水潜力,则当2020年新疆高效节水灌溉面积达到5900万亩的情况下,仅能节出水量29亿m3,无法实现减水目标。若要实现2020年用水量控制目标,则需要在现有灌溉面积的基础上退减1300万亩,操作困难、实现难度相当大。考虑到新疆是一个少数民族聚居地区,情况比较复杂,按照“高效利用、利于稳定、分步实施、远期达标”的原则,确定新疆水资源调控思路为:2020年,新疆用水总量较现状用水总量应有明显减少,农业用水量较现状有根本性的减少,农业用水所占比例降至90%以下;2030年,新疆用水总量达到国务院下达的用水总量控制指标,即控制在526.74亿m3以内。

5.2 水资源调控方案

通过水资源供需平衡计算,在新疆维持现有农业灌溉面积总规模不变的情况下,若仅通过发展高效节水灌溉,到2020年新疆用水超出控制指标量76亿m3;2030年超出控制指标量达73亿m3,必须退减灌溉面积并调整工业规模。

方案一:完全依靠减少农业用水量来解决供需缺口。新疆供需平衡缺口完全通过减少农业用水量来解决,即新疆农业需水量2020年、2030年分别减少76亿m3和73亿m3,农业需水量分别降至459亿m3和431亿m3。经过分析计算,2020年和2030年新疆农业灌溉面积应控制在8200万亩和8000万亩左右。

方案二:通过降低工业用水需求和减少农业用水量两者结合的方式解决供需缺口。考虑到新疆工业发展的不确定性以及工业节水新技术应用的渐进性,将新疆工业用水需求量调整为2020年和2030年34亿m3和48亿m3,此时,农业需水量分别降至463亿m3和442亿m3。经过分析计算,2020年和2030年新疆农业灌溉面积应控制在8270万亩和8200万亩。

6 保障水资源安全措施

6.1 高效节水措施

解决水资源短缺问题必须首先立足于当地水资源,全面建设节水型社会,加强水资源合理配置和高效利用,提高用水效率和效益。通过农业节水、水权转换、当地挖潜保障新型工业化用水需求,发展工业,增加经济积累并反哺农业节水。结合新疆自然条件、水土条件、社会经济条件及以往经验教训,2020年,新疆高效节水灌溉面积新增2600万亩,累计达5900万亩,节灌率达64%;2030年再新增高效节水灌溉面积440万亩,累计达到6340万亩,节灌率达69%。工业发展起点要高,采用国内外先进的节水技术,严格控制发展高耗水、高污染工业。

6.2 调整区域用水结构

通过采取高效节水、农业退地等措施,到2020年,农业用水所占比例由现状的95%降至89%以下,工业用水所占比例由现状的2%升至6%以上,工业用水量由现状12亿m3增加至34亿m3以上,增加20亿m3发展空间;2030年,农业用水所占比例再继续下降至84%以下,工业用水所占比例继续上升至9%以上,工业用水量增加至48亿m3以上,再增加15亿m3发展空间。

6.3 建立“灌溉水量与灌溉面积”双总量控制制度

必须严格控制灌溉面积总规模,实行农业“灌溉水量与灌溉面积”双总量控制制度,全疆灌溉总规模宜控制在8000万亩左右,农业用水总量控制在450亿m3以内。同时,要认真研究解决灌溉面积压缩地区农民生存与发展以及农业人口转移与就业问题,要稳得住,防止反复。

6.4 完善水资源管理体制和机制

按照流域管理与行政区域管理相结合、行政区域管理服从流域管理的原则,建立权威、高效、协调的水资源流域管理体制;依法制定水资源调度方案、应急调度预案和调度计划,有效增强统一调度水资源的工程手段,对水资源实行统一调度;加强城乡水务一体化管理,促进城乡供水、水环境治理和防洪排涝的统筹协调;创新水资源管理机制,探索建立水权市场。

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