新疆乌鲁木齐市地表水资源可利用量分析

龚建新

(新疆乌鲁木齐水文水资源勘测局，新疆乌鲁木齐830000)

为贯彻执行国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见［1］，要求计算确定乌鲁木齐市最新地表水资源可利用量，确定河道内外生态环境用水量。由于乌鲁木齐市受自然、技术、经济条件的限制和生态环境需水的制约，水资源开发利用应有一定的限度，即不可能也不应该全部利用。因此，根据乌鲁木齐区域水资源特点和技术经济条件，在首先满足生态环境最小需水量的前提下，估算水资源可利用量，比水资源评价得到的天然水资源量更具有实际意义。近年来，乌鲁木齐市随着西部大开发战略的实施、人口的迅速增长，使水资源的环境容量和承载能力大大降低，已造成柴窝堡湖湖面萎缩、区域地下水位下降、流域生态环境退化等一系列环境问题。因此，研究乌鲁木齐市水资源可利用量，对区域水资源的供水能力、跨流域调水工程、合理配置水资源，使水资源与经济发展和生态环境之间建立良性循环，以实现经济的可持续发展等，都具有十分重要的现实意义。

1 计算原则和方法

1.1 计算原则

1.1.1 水资源可持续利用原则

水资源可利用量是以水资源可持续开发利用为前提，不对生态环境造成破坏。水资源可利用量是分析水资源合理开发利用的最大限度和潜力，将水资源的开发利用控制在合理的范围内。

1.1.2 统筹兼顾及优先保证最小生态环境需水的原则

在统筹河道内与河道外各项用水中，应优先保证河道内最小生态环境需水要求，必须维持生态环境最基本的需水要求，不能使河道干涸。

1.1.3 以流域水系为系统的原则

乌鲁木齐市的河流属于内陆河湖、天山北坡呼图壁河以东地区水系，流域内的水资源具有水力联系，是一个完整的水资源系统。水资源量是按流域和水系独立进行计算的，因此，为保持水资源成果的一致性、准确性、完整性，水资源可利用量也应按流域和水系进行分析。

1.1.4 因地制宜原则

由于乌鲁木齐市水资源条件、生态环境状况和社会经济发展程度与内地发达城市不同，水资源可利用量分析的重点与计算的方法也有所不同，因此要根据当地资料条件和具体情况选择相适应的计算方法进行分析计算。

1.2 计算方法

地表水资源可利用量是指在可预见的时期内，在统筹考虑河道内生态环境和其它用水的基础上，通过经济合理、技术可行的技术措施，在流域(或水系)河川径流量中，可供河道外生活、生产、生态用水的最大水量(不包括回归水的利用)。

乌鲁木齐地区属内陆河区，内陆河区地表水可利用量计算方法采用以下公式:

式中:WSU为地表水可利用量(108m3);WS为天然河川径流量(108m3);WN为不可以被利用地表水量(108m3);WDF为不可能被利用地表水量(108m3)。

1.2.1 不可能被利用水量计算

乌鲁木齐市的河流均发源于山区，从源头到尾闾经历径流形成区和径流散失区两个区及山区、平原、湖泊、沙漠等地貌单元。不可能被利用的水资源量主要为山前平原山洪沟由于暴雨或弃水形成的径流及一些独立的小河沟由于径流量较小无法利用的水量，这部分水量根据乌鲁木齐市径流深等值线图量算。

1.2.2 不可以被利用水量计算

不可以被利用的水资源量主要包括河道内生态环境需水量和可供下游邻区开发利用的水资源量。本次计算的不可以被利用水量主要是河道最小生态环境需水量和通河湖泊湿地需水量。

1)河道最小生态环境需水量计算

河道基流量是指维持河床基本形态，保障河道输水能力，防止河道断流、保持水体一定自净能力的最小流量，是维持河流的最基本环境功能不被破坏，必须在河道中常年流动着的最小水量。河道内生态环境需水量主要为维护天然生态保护目标所需水量。

乌鲁木齐市各流域生态基流计算以各河流观测控制断面为计算断面，采用百分数法、近10年最小月径流量法、保证率为90%的最小月径流量法分别估算河道基流量。

(1)百分数法:采用百分数法计算河道基流量，内陆干旱区采用比例系数为10%～20%，根据乌鲁木齐市各流域水资源开发利用情况，本次计算取15%。

(2)近10年最小月径流量法:依据各河流径流资料分析，选取各站2004－2013年近10年最小月径流量计算不可以被利用的水资源量。

(3)保证率为90%最小月径流量法:将各河流控制断面选样产生的最小月径流量系列，进行频率分析计算，分别得到保证率为90%的最小月径流量，按照公式计算得出多年平均最小生态环境需水量。

按照上述方法计算得到各水系的不可以被利用水量计算值，分别取其最小值。

2)通河湖泊湿地需水量计算

通河湖泊、湿地需水量是指用于补偿既定规模的湖泊、湿地多年平均天然蒸发、渗漏的水量，其理论计算公式为:

WSL=WE－WP+WI

式中:WSL为湖泊、湿地需水量;WE为湖泊、湿地水面蒸发及植物蒸散发水量;WP为湖泊、湿地直接降水补给水量;WI为湖泊、湿地渗漏损耗水量。

由于对不同湖泊、湿地水文地质条件和植被耗水规律掌握不足，湖泊、湿地的损耗渗漏水量难以计算，因此，湖泊、湿地的损耗渗漏水量可忽略不计［2］。

2 地表水资源可利用量计算

2.1 河流水系

乌鲁木齐市的河流属于内陆河湖、天山北坡呼图壁河以东地区水系，有5大水系: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、阿拉沟水系。年水量在1×108m3以上的河流只有4条，湖泊有柴窝堡湖和大小盐湖，湿地主要为达坂城湿地。大部分河流均发源于山区，各河流水量季节变化大，径流年内分配极不均匀，5－8月最大4个月水量约占全年的70%以上［4］。

2.2 湖泊、湿地需水量计算

本次计算仅考虑湖泊、湿地实际多年平均蒸发耗水量与湖泊、湿地直接降水补给量差值作为湖泊、湿地需水量。年蒸发能力为达坂城气象站E601型蒸发皿值折算成大水体的水面蒸发能力扣除降水后的数据，大水体折算系数采用0.90，达坂城气象站φ20 cm口径蒸发皿观测值2 689 mm，折算成大水体的水面蒸发能力后为1 525 mm。乌鲁木齐主要通河湖泊、湿地需水量计算见表1。

表1 乌鲁木齐通河湖泊、湿地需水量计算表

2.3 地表水可利用量计算

2.3.1 乌鲁木齐河水系地表水可利用量

乌鲁木齐河水系多年平均地表水量为4.754×108m3，河川径流量为4.833×108m3，山洪沟暴雨产流量汇入水库或者在一定程度上补给了下游区天然植被的生长和补给地下水供开采使用，原则上不考虑不可能被利用水量，河道生态基流量为0.343 8×108m3，地表水资源可利用量计算结果为 4.490 ×108m3。

2.3.2 头屯河水系地表水可利用量

头屯河水系多年平均地表水资源量为2.628×108m3，扣除不可能被利用水量(暴雨产流量)0.037 3×108m3、河道生态基流量0.248 0×108m3和宝钢集团八钢公司现状用水

量0.394 2×108m3之后，按剩余水量的 48.7%和 51.3%分别计算乌鲁木齐市、昌吉市地表水可利用量，乌鲁木齐市地表水资源可利用量计算结果为0.948 9×108m3。头屯河为乌鲁木齐市与昌吉市的界河，可利用量计算按全流域河川径流量计算。

表2 乌鲁木齐市各流域分区地表水可利用量计算成果表108m3

2.3.3 柴窝堡湖水系地表水可利用量

柴窝堡湖水系为一封闭的独立水系，三个山等河流及山洪沟暴雨产流量汇入湖泊或者在一定程度上补给了下游区天然植被的生长和补给地下水供开采使用，因此不考虑不可能被利用水量、河道生态基流量为0.058 0×108m3、柴窝堡湖通河湖泊需水量为0.436 5×108m3、大小盐湖通河湖泊需水量0.344 8×108m3，地表水资源可利用量计算结果为0.496 2 ×108m3。

2.3.4 达坂城白杨河水系地表水可利用量

白杨河水系多年平均地表水资源量为2.748×108m3，扣除不可能被利用水量(暴雨产流量)0.170 8×108m3、河道生态基流量0.343 8×108m3、湿地需水量 0.421 4×108m3之后，按剩余水量的50%分别计算乌鲁木齐市、托克逊县地表水可利用量，乌鲁木齐市地表水资源可利用量计算结果为0.906 0 × 108m3。

2.3.5 阿拉沟水系地表水可利用量

阿拉沟水系支流艾维尔沟位于山区产水区，考虑不可能被利用水量、河道生态基流量，约0.070×108m3为乌鲁木齐市的地表水可利用量［5］。

通过分析计算乌鲁木齐市地表水资源量11.97×108m3，流域地表水可利用量9.211×108m3，其中乌鲁木齐市地表水可利用量6.911×108m3。

3 结语

目前，地表水资源可利用量计算对于不同流域，其影响水资源可利用量的因素不同。本文从乌鲁木齐市水资源可利用量的问题出发，对流域不可能被利用水量、生态需水量进行了分析计算，得出乌鲁木齐市地表水资源可利用量6.911×108m3。由于乌鲁木齐市地处干旱和半干旱地区，生态环境十分脆弱，资源性缺水严重，地表水与地下水转化关系十分复杂，所以，在计算水资源可利用量时，在水循环和水平衡分析的基础上，还要充分考虑地下水对生态的补给关系，尚待进一步地研究［6］。

［1］国务院.关于实行最严格水资源管理制度的意见.国发［2012］3号.2012.11.12.

［2］梁忠民，等.水文水利计算.北京，中国水利电力出版社出版.2008:208－212.

［3］中华人民共和国行业标准.水资源评价导则(SL/T238－1999)［S］.

［4］李江风.乌鲁木齐河流域水文气候资源与区划［M］.北京，气象出版社.2006:1－71.

［5］新疆水利水电勘测设计院.乌鲁木齐区域水资源初步利用规划报告［M］.2012:23－47.

［6］王志杰，高建芳，党新成.乌鲁木齐河流域地表水资源可利用量分析［J］.水文.2005:36－39.