吐鲁番市景观用水水资源供需平衡分析

热依汗

（新疆维吾尔自治区水文局水文实验站，新疆 乌鲁木齐 830000）

社会经济的发展建设离不开水资源的综合开发利用，吐鲁番市是乌鲁木齐都市圈的副中心城市，也是一个水资源极度缺乏的区域，要实现综合完善的吐鲁番城市生态水系，就需对区域水资源供需平衡情况进行探讨。

1 吐鲁番市水资源开发现状

吐鲁番市主要河流有煤窑沟河、塔尔朗河，也是市区主要水源。其中煤窑沟河上，建有葡萄沟水库和煤窑沟水库，库容分别为550×104m3，和980×104m3，该水源由洋沙河公园通过洋沙支渠景观河穿火焰山路流经示范区向下游葡萄镇供水；塔尔朗河水通过塔尔朗干渠在塔尔朗流管理站桃儿沟分水闸处分别引入到312 国道以北的共青团渠、高昌路红光渠、东环路新光渠向下游亚尔镇供水；规划建设的大河沿水库库容3024 万m3，主要为吐鲁番市城市提供季节性水源保证。

2 需水量分析

2.1 规划用水方案

吐鲁番市规划的水系景观为“三纵、两横、九湖” ，水流方向为从北至南，水源源于冰川融化 ，汇聚葡萄沟水库，通过支渠，分散到各个河道。吐鲁番市水体景观规划区域内共有4 条渠道，分别为。桃儿沟支渠设计流量改造4.0 m3/s（2.0 m3/s引入其他支渠），其中新建共青团渠设计流量2.0 m3/s，灌溉面积0.8 万亩；高昌路红光渠设计流量0.8 m3/s，灌溉面积0.37 万亩；东环路新光渠设计流量1.2 m3/s，灌溉面积0.6 万亩。

洋沙支渠沙河子支渠水闸至区公安局段，设计流量9.0 m3/s，新建2 km沙河子支渠水闸至桃儿沟河水系引水渠流量2.0 m3/s，区公安局处恰特卡勒乡支渠分水后剩余流量4.5 m3/s，南环路处设计流量2.5 m3/s，下游灌溉面积2.0 万亩。

2.2 新需水量分析

根据塔尔朗流域管理站监测资料显示，桃儿沟支渠灌溉引水时间为4月23 日至11月15日左右，在此期间下游灌溉水量可满足本次水体景观规划用水需求，4 月1日至22日塔尔朗河道无来水可引用，这段时间由大河沿水库补充供水。煤窑沟流域管理站2008 年～2016 年资料显示，洋沙支渠灌溉引水时间为4月1日至11月30日左右，基本满足水体景观规划用水需求。因此，新需水量用下游灌溉时和下游不灌溉时两种情况进行分析确定。

（1）下游灌溉时

吐鲁番市生态水系规划水资源配置的要求进行供水，因此，下游灌溉时满足本次水体景观规划的要求，只补充蒸发量即可。按新增水面面积432200 m2（648 亩）计算新增蒸发新水68.29×104m3（按照每平方米年蒸发1580 mm计）。

桃儿沟支渠的莱帕尔景观河蒸发损失量为27.62×104m3；洋沙支渠的桃儿沟景观河蒸发损失量29.61×104m3、洋沙支渠景观河蒸发损失量为11.06×104m3。

（2）下游不灌溉时

当桃儿沟支渠4月1日至23日不引水时（22天），需要满足景观河最低和最大设计引水量0.5 m3/s～2.0 m3/s，则新增水景带需水量95.04×104m3～380.16×104m3

以上两种情况综合分析，景观河最低引水量0.5 m3/s为算，本次水体景观规划新增水量为163.33×104m3。

由于规划城市水体景观绿化用地为葡萄地，需水量很小可忽略不计，因此本次不考虑绿化用水；规划三条景观河对原有渠道进行改造， 按高标准的防渗措施进行处理， 因此新增河道的渗漏量也可忽略。

3 可供水量

3.1 水源来水量分析

根据本次水体景观规划，现状年主要水源由塔尔朗河和煤窑沟水库、葡萄沟水库补水；规划水平年大河沿水库建成后，从大河沿水库补充水调水满足本次城市水系水源需求，因此本次对上游大河沿、塔尔朗河和煤窑沟河来水量进行分析。

3.1.1 煤窑沟站来水量

煤窑沟站多年平均年径流量直接采用61年系列算术平均值（0.8128×108m3）（1956年～2016 年），径流系列频率计算采用P-Ⅲ型理论曲线，统计参数CV值为0.22，CS/CV比值为2.0，其设计径流量成果见表1。

3.1.2 大河沿、塔尔朗河来水量

根据《大河沿水库可行性研究工程水文计算报告》《吐鲁番市高昌区塔尔朗河至雅尔乃孜沟口雅尔乃孜水库防洪工程洪水分析计算》报告，其中大河沿水文站自1996 年～2006年共有11年、塔尔朗水文站自1995年～2003年共有9年实测径流系列资料。由于系列较短，用频率计算、水文比拟法、径流深等值线和长短系列订正法等方法分别计算大河沿和塔尔朗多年平均径流量进行对比分析，根据实测资料、技术路线和设计安全考虑，以煤窑沟站为参证站，大河沿和塔尔朗站采用长短系列订正法计算结果最为合理，其设计年径流量成果见表1。

表1 煤窑沟、大河沿、塔尔朗水文站设计年径流量成果表

3.2 取水水源

桃儿沟支渠：现状年4月23日至10月30日从塔尔朗桃儿沟支渠取水，4月1日至22日从大河沿水库（2018年初步发挥效益）取水。

洋沙支渠：现状年洋支渠取水，煤窑沟水库和葡萄沟水库补水。

3.3 取水地点

现状年项目取水地点两处：一处是塔尔朗干渠下游桃儿沟支渠取水（塔尔朗水管站），高程为142 m。

另一处：从煤窑沟下游葡萄沟分水闸洋沙支渠水取水，高程为118 m。

规划年水量不足时大河沿水库取水，取水地点为大河沿水库放水渠。按城市水体景观项目总体布局及分布，其占地面积有2683388 m2（4023 亩），总长14.4 km。

莱帕尔路景观河：临近城市主干道莱帕尔路，西环路，城市主干道高昌路，东环路，柏孜克里克路贯穿横向莱帕尔景观河，包括莱帕尔路-新环路景观河、莱帕尔路景观河和坎儿井主题景观湖，其规划红线范围面积约为813115 m2（1219亩），全长约为5.2 km，其中莱帕尔河- 西环路景观河水体宽度4 m，绿化宽度为65 m莱帕尔路景观河水体宽度10 m，绿化宽度为149 m（其中包含湿地景观宽度在内）。

桃儿沟景观河：临近城市支路驼铃南路，其规划红线范围面积约为1439409 m2（2158亩），全长约为6.2 km，水体宽度为20 m，绿化宽度为160 m（其中包含湿地景观宽度在内）。

洋沙支渠景观河：临近城市支路葡萄沟南路，其规划红线范围面积约为430864 m2（646 亩），全长约为3 km，水体宽度为15 m，绿化宽度为106 m（其中包含湿地景观宽度在内）。

3.4 供水线路

供水线路主要根据城市水景观线路进行：

（1）莱帕尔景观河供水方案：经桃儿沟分水闸引入（4.0 m3/s），经共青团大队灌溉，到西环路段水景带、坎儿井主题景观湖、莱帕尔路段水景带、桃儿沟景观河，引水流量一直为2.0 m3/s，沿南环路回归新光渠灌溉1.2 m3/s（余水0.8 m3/s），用于城南景观湖（0.8 m3/s），最后用于红光渠灌溉0.8 m3/s。

（2）桃儿沟景观河供水方案：从桃儿沟景观河引水2.0 m3/s到桃儿沟景观湖，最后到巴格尔英萨支渠进行灌溉，整个过程中水流量不变。

（3）洋沙河景观河供水方案：洋沙公园至区公安局段引水（9.0 m3/s）——经桃儿沟景观河引入2.0 m3/s（余水7.0 m3/s）——恰特卡勒乡支渠分水闸引入4.5 m3/s（余水2.5 m3/s）——周围灌溉引入2.1 m3/s（余水0.4 m3/s）——葡萄镇景观湖（0.4 m3/s）——先锋斗渠渠灌溉0.4 m3/s。

4 用水量平衡分析

（1）莱帕尔景观河：将红光渠、新光渠水量加入到共青团渠道，全长5.2 km，从塔尔朗流域管理站桃儿沟支渠——经莱帕尔路西环路段景观—坎儿井主题景观湖引入——莱帕尔路景观带——桃儿沟景观湖向以南放乡延伸，下游适当位置引入城南景观湖，后回归原灌溉渠道，剩余的补充艾丁湖生态水。

（2）桃儿沟景观河：该景观河全长有6.2 km，新建2 km沙河子分水闸至桃儿沟河水系引水渠，新建1 km下游南环路桃儿沟景观河至洋沙支渠景观河引水渠，将上游引水渠道原回归洋沙景观河，保障下游农业灌溉用水，剩余的补充艾丁湖生态水。

（3）洋沙支渠景观河：洋沙支渠景观河管控洋沙支渠景观河、葡萄镇景观湖和桃儿沟景观河，将上游引水渠道原回归洋沙支渠或洋沙水库，保障下游农业灌溉用水，剩余的补充艾丁湖生态水。

本次规划其取用水与下游灌溉同步进行，下游灌溉时可满足本项目水量需求，不灌溉时保证水体景观各河道保证最少0.5 m3/s。

4.1 各支渠引水时水量平衡

桃儿沟支渠下游灌溉时，可以满足莱帕尔景观河全长的需水，只补充蒸发损失量（27.62×104m3）即可。

同样，洋沙支渠下游灌溉时，可以满足桃儿沟景观河和洋沙支渠景观河的需水，只补充蒸发损失量（40.67×104m3）即可。见图1。

以上分析来看，桃儿沟支渠和洋沙支渠下游灌溉时，本项目补蒸发损失为68.29×104m3即可。当满足灌溉和本次工程需水后剩余的水量汇入到洋沙水库或艾丁湖。

4.2 各支渠无来水可引用时水量平衡

根据引水天数统计，塔尔朗流域管理站4月 22开始向桃儿沟支渠引水，之前无来水可引用，因此，本次4月1日至22 日从大河沿水库补充水。按22 天，景观河最少水量0.5 m3/s计算，本次莱帕尔景观河新需水量为95.04×104m3即可。见图1 。

图1 城市水体景观不灌溉时水量平衡图

表2 灌溉时的水体景观河需水量计算表 单位：104m3

从以上计算，现状塔尔朗和煤窑沟总来水量为1.5678×108m3，引水率分别69.9%和76.6%，全都用于下游灌溉，其中桃儿沟支渠和洋沙支渠下游灌溉时本次水体景观规划只补蒸发损失量68.29×104m3；桃儿沟支渠无来水可引用时水体景观需水量为95.04×104m3，本次规划总的需新水量为163.33×104m3，则桃儿沟支渠和洋沙支渠总需水量为4038.49×104m3，可满足下游灌溉和本次工程需水后剩余的水量汇入到洋沙水库或艾丁湖。

5 结语

吐鲁番市水资源蒸发量大，城市景观用水用的又是农业灌溉余水，这增加了水资源优化配置和水量调度的难度。通过分析探讨可知，以不影响下游农业灌溉效益为前提，现状塔尔朗和煤窑沟可供水量为1.5678×108m3，灌溉时总需水量为4038.49×104m3，通过科学调配，可以满足城市景观用水，为构建适应时代发展要求的新疆水安全保障体系提供了技术支撑和参考。