乌鲁木齐市水资源开发与利用研究

李培红，姜卉芳

(1.新疆农业大学，新疆 乌鲁木齐830042;2.新疆乌鲁木齐水业集团有限公司，新疆 乌鲁木齐830000)

乌鲁木齐市位于天山北麓准噶尔盆地南侧，三面环山，东临天山主峰博格达峰，西有卡拉勒山，南依天山支脉喀拉乌咸山，西北有准噶尔盆地，是新疆维吾尔自治区首府，是新疆政治、经济、文化和综合交通枢纽，也是我国连接欧亚大陆的重要枢纽和沿边重点开放城市。

乌鲁木齐地处欧亚大陆腹地，属温带大陆性气候，寒暑变化剧烈，干燥少雨，光照丰富，蒸发量大，冬季寒冷漫长，夏季热而不闷，春季多大风，秋季降温迅速，蒸发量冬季小、夏季大，属半干旱地区。乌鲁木齐市现辖7区1县，2个国家级开发区和一个出口加工区，境内还驻有新疆生产建设兵团农十二师和自治区单位，市区南北长16 km，东西长2～6 km，海拔高程为680～920 m，是一狭长带形城市，行政区总面积1.42万km2。2011年常住人口321.21万人，其中少数民族人口67.62万人，全市国民经济生产总值1 700亿元，占全疆生产总值的25.7%。

1 乌鲁木齐市水资源总量及利用现状分析

1.1 水资源总量

乌鲁木齐市共计有大小河沟43条，其中年径流量在1亿m3以上的河流4条，0.5亿～1.0亿 m3的有4条，0.1亿～0.5亿 m3的有7条。这43条河沟分别属于按照流域水系特征划分的乌鲁木齐河水系、头屯河水系、柴窝堡湖水系、达坂城白杨河水系和阿拉尔沟水系。

1.1.1 冰川

乌鲁木齐市山区冰川资源比较丰富，主要分布于哈拉乌成山和博格达山，按照五大水系统计冰川储量为74.97亿 m3。

1.1.2 湖泊乌鲁木齐市境内主要两大湖泊为位于博格达山南侧洼地间盐湖和柴窝堡湖。

1.1.3 降水

乌鲁木齐市水汽来源:太平洋和印度洋即东、南方向来的水汽因受高山阻隔长途跋涉至腹地已散失殆尽，进入乌鲁木齐市的多是干热暖流。大西洋和北冰洋的冷湿气流，随西风环流进入新疆，从西、北两方向影响乌鲁木齐市。降水分布总的趋势是西部多，东部少;迎风坡多，背风坡少;山区多，平原少。受水汽条件和地理位置的影响，降水量季节分配不均。乌鲁木齐山区降水量主要集中出现在5～8月，平原区降水量主要集中在4～7月，6、7月达到降水量的最高峰。

表1 乌鲁木齐市不同保证率的降水量计算表

1.1.4 径流量

按照各河沟径流补给来源分乌鲁木齐市径流组成有:降水和冰雪融水混合补给型、降水和融雪补给型、降水与裂隙水补给型、地下水补给型。

表2 乌鲁木齐市各流域分区流量对照表(地表水资源)

乌鲁木齐市地表水资源总量为10.77亿 m3。(地表水资源量:通常指河流、湖泊、水库、冰川等地表水体的动态水量)。

表3 乌鲁木齐市各流域地下水资源量一览表

1.1.5 水资源总量

根据水资源总量计算公式:W=R+Q-D。式中:W为表示水资源总量;R为表示地表水资源总量;Q为表示地下水资源总量;D为表示地表水与地下水资源互相转化的重复资源量。

乌鲁木齐市水资源总量:W=10.77亿 m3+4.67亿 m3-0.412 5亿 m3(不重复量)=11.18亿 m3

1.2 水资源可利用量

除去乌鲁木齐市水资源总量中不可以被利用水资源量和不可能被利用水资源量，乌鲁木齐市的水资源可利用量为9.97 亿 m3。

2 水资源利用现状

2.1 现状供水结构

2011年乌鲁木齐总供水量10.89亿 m3。地表水源供水量5.70亿 m3，占总供水量52.3%;地下水源供水量4.97亿m3(地下水资源超采1.3亿 m3)，占总供水量45.6%;其它水源供水量2 263万 m3，占总供水量2.1%。2011年乌鲁木齐总用水量10.89亿 m3，农业用水7.01亿 m3，占总用水量的 64.4%;工业用水 1.59 亿 m3，占总用水量的 14.6%;生活用水2.29亿 m3(其中城镇居民生活用水1.39亿 m3)，占总用水量的21.0%。

图1 2011年乌鲁木齐供水量组成图

2.2 现状用水指标

经分析，2011年乌鲁木齐市的人均用水量为339 m3/人，万元GDP(当年价)用水量为64 m3/万元，农田综合毛灌溉定额为567 m3/亩，万元工业增加值(当年价)用水量为24 m3/万元，城镇人均生活日用水量为116 L/(人·d)，农村人均生活日用水量为48 L/(人·d)，牲畜头(只)日均用水量8L/(头·d)。

图2 2011年乌鲁木齐用水量组成图

2.3 废污水回收及中水利用情况

根据《2011年乌鲁木齐市水资源公报》中的数据:2011年总用水量为10.89亿 m3，废污水排放总量2.15亿 m3，进入城市市政排水管线末端废污水处理量1.43亿 m3，占排放总量的64.8%。城市污水集中处理后用于农灌、绿化及工业5 276万 m3(其中完全接纳 2 263万 m3)，占总处理量37.0%，占废污水总量24.5%。2011年乌鲁木齐城市污水日处理能力76.5万 m3，而城市废污水集中排放量只为1.64亿m3，污水处理能力大于城市废污水收集排放量。

3 水资源存在的问题

3.1 水资源量严重不足，供需不平衡

2011年，乌鲁木齐市总用水量为10.89亿 m3，而水资源可利用量仅为9.9亿m3，用水量已经超过了水资源的可利用量。根据《乌鲁木齐市城市总体规划(2011-2020)》数据显示，预计2015年乌鲁木齐市总人口400万人，2020年乌鲁木齐总人口450万人，届时水资源将成为制约城市发展是的重要因素。

3.2 乌鲁木齐河上游缺乏控制性蓄水工程

乌鲁木齐市降雨时空分布不均，年内降雨季节性强的特点，但乌鲁木齐河上游没有控制性水库，调蓄能力薄弱。

3.3 地下水超采严重，柴窝堡湖等地生态破坏严重

乌鲁木齐市地下水资源总量为4.67亿 m3，地下水可开采量为3.76亿 m3，而2011年供水量地下水的供水量为4.97亿m3，已经超过了了地下水的可开采量1.3亿 m3，地下水超采，且已经给自然生态带来了破坏，柴窝堡湖破坏尤为严重。

3.4 用水结构不合理，农业用水比列偏高，效率偏低

2011年总供水量为10.89亿 m3，其中农业用水就用去了7.05亿 m3，占总用水的64.74%，多年来农业用水一直是用水大户，基本都在总用水的60%以上，但其产值却仅占国民生产总值的1.4%左右。

3.5 水资源重复利用率偏低

乌鲁木齐市近年来虽然加大了污水处理厂的建设速度，但由于排水管网不完善和再生水回用管网建设严重滞后，致使废污水得不到有效利用。

3.6 农业灌溉水利用系数、工业用水重复率偏低，市政管网漏失率偏高

乌鲁木齐市现状农田综合毛灌溉定额为567 m3/亩，万元工业增加值(当年价)用水量为24 m3/万元，现状灌溉水利用系数仅为0.5，工业水重复利用率为70%，管网漏损率为17.9%(含免费供水量损失)。

4 水资源合理开发与利用措施

4.1 工程措施

4.1.1 乌鲁木齐河上游修建控制性水库

在乌鲁木齐河上游修建控制性水库，在兼顾防洪任务的同时蓄储汛期洪水，以备枯水期人为的均匀调配水量，贯彻乌河流域，500 m高程以上由乌鲁木齐河供水，500 m高程以下由“500水库”供水的“高水高用、低水低用、优水优用”原则。根据《“500”水库受水区水资源利用及工程规划报告》2010年“500”水库给受水区配置中，0.5亿 m3水为通过在乌鲁木齐河上建设水库以实现“高水高用”，置换乌鲁木齐河现状给乌鲁木齐河下游的农六师的供水量。(“500”为阜康境内水库，因其正常蓄水位为高程500 m得名，库容为2.81亿 m3，主要给乌鲁木齐市、克拉玛依市、昌吉州供水)

4.1.2 限制、合理性开采地下水源

乌市城区的可利用水资源量与城区需水量之间尚有较大的缺口。就全区来说，目前地下水开采量已经超采1.3亿m3，部分生态环境和地下水量平衡已经遭到破坏。要维持当前的生态平衡，地下水已无多大潜力，所以，从总水资源来看，地下只能作为调节地表水余缺的补充，在缺水的季节或干早的年份适当加大开采量，丰水季节或年份调减地下水开采量以求平衡。

4.1.3 调整农业用水比例，实现水资源价值利用最大化

对于农业的高耗水和不成比例的低GDP的对策，一、改善农业灌溉方式，采取节水灌溉模式如滴灌、喷灌等，提高灌溉水利用系数提高至国际平均水平0.7。二、调整农业用水比例，降低农业用总量，从而增加不断增加的城市人口的生活需水量和飞速发展的工业用水总量，充挖掘本地区水资源能力。三、加快灌区续建配套与节水改造工程的建设，加强现有及新建渠道输送水的防渗长度和力度，渠道管道化，同时调整农业用水水价，起到促进建设节水灌溉模式的形成。

4.1.4 提高农业灌溉定额，工业用水重复率，降低管网漏失率

建议将乌鲁木齐市的生活用水指标调整为节水城市标准210 m3/d，同样依据节水型社会用水指标，乌鲁木齐县2015年，农业毛灌溉定额基本按550 m3/亩计，2020年农业毛灌溉定额基本达到491 m3/亩，考虑到米东区现状农业用水水平较高，现状灌溉定额为478 m3/亩，预测到2015年、2020年米东区农业灌溉定额按450 m3/亩计，达坂城农业退耕后主要为林地，林地采用滴灌，灌溉定额按350 m3/亩计。加强工业用水循环体系建设，提高工业冷却水循环利用率，重点抓好工业园区水的循环利用工作，将工业用水重复利用率达从现状年的70%提高到2015年的85%以上。通过乌鲁木齐市供水三、四期工程改造现有工程及合理的管理因素将2011年现状管网17.7%的漏失率调整为10%，实现有限水资源的高效利用。

4.1.5 改善排水管网现状，提高水源的回收利用率

通过城市发展规划及布局，建设和完善排水管网等基础设施，解决工程性缺水，解决由于管网的老化、供、排水范围小、管材差等管网发展跟不上城市发展、制约乌鲁木齐经济发展的供、排水瓶颈的局面。

4.1.6 提高污水回收率，挖掘中水水潜力

城市污水具有就近可取、水量受季节性影响小、基建投资和处理成本较远距离引水低等优点。城市污水处理后，可以在许多方面使用，如农业灌溉、工业回用、城市生活杂用水、地下回灌、水景用水。从长远来看，乌市城市污水的再利用前景是非常广阔的，将是城市稳定的再生水源。

4.1.7 外调水源

在充分利用本区域水资源的前提下，外调乌鲁木齐市周边水源，来补充城市发展所需水量，周边可调水源有白杨河水系和“500”水库等，建议外调水源在不同来水频率保障自己区域发展和不破坏生态环境的基础上，通过“扬水”或修建水库等工程措施补给乌鲁木齐市水量。

4.2 非工程措施

4.2.1 实施最严格水资源管理

明确确立水资源开发利用控制红线，严格开发控制红线进行开发利用，严格规划管理和水资源论证制度，严格控制流域和区域取水总量，严格实施取水许可、水资源有偿使用、地下水管理和保护等管理措施。

4.2.2 实行用水效率控制制度

全面加强节水用水管理，加快推进节水技术改造，提高科学技术和工艺水平，发展洁净生产，降低用水年耗以及开发节水设备、降低能耗等来实现用水效率的控制。

4.2.3 分质供水，合理有效的利用水资源

分质供水可以作到“水”尽其用，把高质量的地下水或优质的地表水用于生活饮用;把水质稍差但符合标准的源水、再生水用作工业或杂用水;再把经过一定处理的回用污水用于景观和农业灌溉用水。

4.2.4 加强环境保护，避免污染有限的水

取水点周围半径100 m的水域内，严禁捕捞、停靠船只、游泳和从事可能污染水源的任何活动，并由供水单位设置明显的范围标志和严禁事项的告示牌。

4.2.5 坚持节约用水，努力建设节水型城市

城市节约用水要做到“三同时，四到位”即建设项目的主体工程与节水措施同时设计、同时施工、同时投入使用;取水用水单位必须做到用水计划到位、节水目标到位、节水措施到位、管水制度到位。

4.2.6 实行阶梯水价

加强用水定额管理，实行计划内外用水的梯次收费标准，在保证人民正常生活用水及正常生产的基础上实现阶梯水价，利用经济杠杆，提高人们的节水意识，从而达到节约用水，提高水资源利用率的目的。

5 结语

水资源对城市的形成、发展、演变具有诱导和制约作用，不仅影响城市的性质、规模，而且还影响城市的结构布局和发展变迁，水资源正在取代石油而成为引起当今世界危机的主要问题。如何使乌鲁木齐市有限的水资源得到合理配置和高效使用，只有从根本上了解乌鲁木齐市的水资源情况和分析水资源现状利用和开发情况，找出水资源利用和开发的问题所在，按照节水城市的标准，有的放矢，给出乌鲁木齐市水资源的合理开发建议和措施。通过一系列的措施建议，到2020年乌鲁木齐市城区给水水源将形成以外调供水、污水回用、水库供水为辅、深层地下水限制开采的良好供水格局。

［1］乌鲁木齐水资源规划报告.西北市政设计研究院、新疆水利水电勘查设计研究院、乌鲁木齐市水利设计研究院、新疆绿源有限公司.2011:12-20.

［2］“500水库”引水至乌鲁木齐供水工程可行性研究报告.西北市政设计研究院.2011.4.

［3］乌鲁木齐市市政设施“十二五”规划报告.2010.5.

［4］乌鲁木齐市城镇排水水务“十二五”规划报告.2011:7-20.

［5］乌鲁木齐市城市供水管网改造三期工程初步设计报告.西北市政设计研究院.2009:2-20.

［6］乌鲁木齐市城市总体规划(2009-2020)》2011.

［7］乌鲁木齐市水资源公报.2003-2011.

［8］“500”水库受水区水资源利用及工程规划报告.

［9］乌鲁木齐市排水水务“十二五”规划草案.2011.

［10］乌鲁木齐市城镇给水水务“十二五”规划草案.2011.

［11］中国冰川目录”1986.