热西提・米吉提

（新疆阿克苏水文勘测局,新疆 阿克苏 843000）

兵团《第三师图木舒克市用水总量控制实施方案》规定,2021年红旗农场用水总量控制指标为2057.58 万m3、2025年为1999.92 万m3、2030年为1927.58 万m3,为了严格水资源管理,需对红旗农场灌溉需水情况进行分析。

1 概况

地处新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州的红旗农场,归新疆生产建设兵团第三师管辖,全场户籍人口1123 户4464 人。现有土地2.36 万亩,灌溉水源主要来源于托克拉水库。托克拉水库始建于1958年,库容0.35 亿m3,是一座以灌溉为主兼有防洪的注入式平原水库,水源为布谷孜河。

2 红旗农场需水量分析

2.1 需水过程分析

红旗农场主要作物为棉花、小麦、玉米、林地、苜蓿。棉花作物需水量从苗期、蕾期、开花期、吐絮期依次增大,由5 mm/d 增长至100 mm/d。小麦作物需水从苗期、分叶期、拔孕期、孕穗期、灌浆期、黄熟期依次增大,由5 mm/d 增长至50 mm/d。红旗农场现状农业用水采用地表水、地下水相结合的方式,以地表水供水为主,缺口水量需采用农灌机井开采的地下水进行补充。棉花灌溉方式为微灌（滴灌）,林地、苜蓿,小麦、玉米、灌溉方式为常规灌溉,年灌溉天数81 d。

2.2 灌溉水利用系数确定

2021年红旗农场实际用水量为2076.29 万m3,其中地表水1925.3 万m3,地下水151 万m3。地面灌溉水有效利用系数为0.54,其中,渠系水有效利用系数0.63（干支渠系0.83、斗渠系0.85、农渠0.9）,田间水有效利用系数0.85；节水灌溉水有效利用系数为0.72,其中,干支渠系水有效利用系数0.8,田间水有效利用系数0.9。

2.3 需水量计算

由于红旗农场现状无作物需水量及需水过程的监测数据,现根据《新疆维吾尔族自治区地方标准农业灌溉用水定额》（DB65/T 3611-2014）,结合现状灌溉方式确定灌域主要种植作物需水量及需水过程[1],在75%的保证率情况下,棉花的灌溉用水定额为305 m3/亩（微灌）、棉花冬灌及播前灌用水定额为110 m3/亩（常规灌溉）、小麦的灌溉用水定额为375 m3/亩（微灌）、小麦冬灌及播前灌用水定额为110 m3/亩（常规灌溉）、玉米的灌溉用水定额为350 m3/亩（微灌）、苜蓿的灌溉用水定额为340 m3/亩（微灌）、林地的灌溉用水定额为375 m3/亩（微灌）。

据此计算,红旗农场农业灌溉净取用水量为1309.29 万m3。根据现有成果资料,地面灌溉水有效利用系数为0.54,节水灌溉水有效利用系数为0.72,按照红旗农场灌溉制度及种植结构,结合灌溉水有效利用系数,计算出红旗农场毛灌溉需水量为2445.21 万m3。具体见表1。

2.4 供水工程水量损失分析

红旗农场现有干、支渠总长度84.042 km,防渗长度54.922 km,防渗率65%,设计流量1 m3/s~3 m3/s。红旗农场现有灌溉包含常规地面灌溉及渠道、滴灌等。玉米（小麦复播套种）为常规灌溉,种植面积占比33%,节水灌溉技术主要运用于棉花、林地及苜蓿种植,种植面积占比67%。根据《红旗农场灌溉水有效利用测算成果》：地面灌溉渠系水有效利用系数为0.63,田间水有效利用系数为0.85,地面灌溉水有效利用系数为0.54；节水灌溉渠系水有效利用系数为0.8,田间水有效利用系数为0.9,节水灌溉水有效利用系数为0.72。按照红旗农场灌溉制度及种植结构,结合渠系水有效利用系数,经计算,本工程维持现状灌溉面积23600 亩农作物生长,渠系供水损失量为625.13 万m3。

2.5 水库水量损失分析

红旗农场灌溉用水除计算农作物需水量、输配水损失外,还需考虑水库的蒸发及漏损量,以此分析核定工程用水量。水库的水量损失包括水库库面蒸发与水库漏损损失,本次水库水量损失采用初设批复的成果。

（1）蒸发量。根据托克拉克水库初设报告成果,水库蒸发量由Φ20 蒸发皿观测值进行实测,再经E601、大水体蒸发进行折算[2],得出托克拉克水库水面年蒸发量为1530.8 mm。蒸发损失量等于蒸发损失深度乘以水面面积进行计算[3],根据《托克拉克水库工程调度规划报告》及水库水位、面积、库容关系监测成果,托克拉克水库11 月至次年3 月为冰期,不考虑蒸发损失；蓄水月份主要集中于4 月~10 月。采用2005年~2020年共16年的长系列径流资料,进行长系列兴利调节计算,模拟水库的运行过程,得到的水库的兴利调节成果。其中,年内农业限制水位线最高为2 月（1400.61 m）,最低为9 月（1398.75 m）。对照水库水位、面积、库容关系,确定每月的水库平均水面面积,按月（4 月~10 月）计算水库蒸发量,见表2。

表2 托克拉克水库各月蒸发损失量计算表

根据计算结果,托克拉克年蒸发损失量为301.10 万m3。

（2）渗漏损失量

根据托克拉克水库初设报告成果,托克拉克水库渗漏损失量按正常蓄水量的1%进行计算。水库正常蓄水位为1402.3 m,相应库容为2121 万m3,则年最大渗漏损失量为21.21 万m3。

综上,托克拉克水库年损失水量为322.31 万m3。

2.6 总用水量

综上所述,红旗农场现状灌溉面积23600 亩,总用水量为2445.21 万m3,其中,净需水量为1309.29 万m3,考虑田间损失量188.48 万m3,渠系供水损失量625.13 万m3,水库损失水量322.31 万m3。

3 可供水量分析

托克拉克水库来源于布谷孜河。发源于天山山脉西段南坡的布谷孜河,地处海拔4000 m~4500 m 的高山狭谷之中,河谷自河源起由北向南流经82 km 山地经阿湖水库,向下游托克拉克水库、托卡衣水库及西克尔水库引水。该河水源主要依靠泉水补给,融雪极少,每年5 月~8 月有降雨洪水径流补给,集水面积2112 km2,河水流量较稳定,开发利用程度大于30%。托克拉克水库作为红旗农场地表水唯一供水水源,其放水涵洞（渠道）设计流量为2 m3/s。

4 水资源供需平衡分析

根据水量平衡计算原则,以引水渠渠首引水闸为计算节点,将项目区内农业用水作为用水对象,以地表水作为供水水源,进行水资源配置及水平衡计算。

4.1 用水量核定

红旗农场现状作物生长净需水量为1309.29 万m3,总需水量（毛灌溉水量）为2445.21 万m3,地面灌溉渠系水有效利用系数为0.63,田间水有效系数为0.85,本次论证充分考虑与相关技术标准的相符性,将地面灌溉渠系水有效利用系数调整为0.65,田间水有效系数为0.9,则地面灌溉水利用系数由现状的0.54 核定为0.59。节水灌溉现状渠系水利用系数0.8,田间水利用系数0.9,节水灌溉水利用系数0.72,符合《节水灌溉工程技术标准》（GB/T 50363-2018）。

红旗农场灌区农业灌溉净需水量仍为1309.29 万m3,考虑渠系及田间供水损失后毛灌溉需水量核减为2019.82 万m3,水库蒸发漏损仍为322.31 万m3,则红旗农场总用水量为2342.14 万m3,减少了103.08 万m3,核减前后水量变化情况见表3、表4。

表3 灌溉需水量计算表

表4 工程核减前后水量对比表 单位：万m3

4.2 合理的灌溉用水量

根据兵团《第三师图木舒克市用水总量控制实施方案》的通知,2021年红旗农场用水总量控制指标为2057.58 万m3、2025年 为1999.92 万m3、2030年 为1927.58 万m3，用 水 总量控制指标呈逐年减少趋势。由此可见,红旗农场核减后的2019.82 万m3用水量虽满足现状年用水总量控制指标,但超出了规划年用水总量控制指标。因此,需补充规划年取水量。

根据兵团《第三师图木舒克市用水总量控制实施方案》的通知,规划年红旗农场灌溉面积和种植结构均不变,因此,需从用水效率层面进一步核定红旗农场用水量。根据《节水灌溉工程技术标准》（GB/T 50363-2018）,渠道防渗输水灌溉工程,中型灌区灌溉水利用系数不应低于0.6,而目前红旗农场地面灌溉采用的干渠防渗率为65%,农渠防渗率仅为16%,若通过提高渠道防渗率,将红旗农场灌溉水利用系数提高到0.65,以此计算,红旗农场用水量核定为1916.87 万m3,如此,即可满足规划年2025年1999.92 万m3、2030年1927.58 万m3用水总量控制指标要求。

综上所述,红旗农场现状年（2021年）核定取水量为2019.82 万m3,规划年（2030年）核定用水量为1916.87 万m3。取水水源方面,红旗农场目前采用地表水+地下水综合灌溉方式,根据兵团《第三师图木舒克市用水总量控制实施方案》的通知,在核定红旗农场用水量的基础上扣除红旗农场地下水用水总量控制指标为155 万m3,增加托克拉克水库自身损失水量322.31 万m3。

因此,最终核定：红旗农场现状年（2021年）地表水源（托克拉克水库）取水量为2187.14 万m3；规划年（2030年）地表水源（托克拉克水库）取水量为2084.19 万m3。根据本工程灌溉制度,于每年3 月下旬~8 月下旬进行灌溉,年灌溉天数81 d,本工程用水量年内分配情况见表5。

表5 红旗农场灌溉（托克拉克水库）取水量年内分配核定表

5 结语

红旗农场灌溉用水主要来源于布谷孜河汇入的托克拉克水库,根据《第三师图木舒克市用水总量控制实施方案》,通过分析计算,红旗农场2021年取水量为2187.14 万m3,2030年取水量为2084.19 万m3。农场在现有灌溉模式下,需加强田间节水措施,提高田间灌溉水利用系数,方能达到水资源供需平衡,为农场节约用水加强灌溉管理提供了技术依据。