艾比湖流域未来10a水资源供需平衡分析

更新时间:2022-10-22 14:10:00 阅读: 评论:0


2022年10月22日发
(作者:张小盒漫画)

第47卷第4期 

2011年4月 

甘肃水利水电技术 

Gansu Water Conservancy and Hydropower Technology 

Vo1.47.No.4 

Apr.,2011 

・水文水资源・ 

艾比湖流域未来10 a水资源供需平衡分析 

程涛.洪晶晶 

833400) (博尔塔拉水文水资源勘测局,新疆博乐

摘要:通过分析艾比湖流域现状水资源利用情况。预测了202O年的供需平衡问题,得出结论:在不采取增加水源和 

节水措施下,需水量小于供水量将严重影响流域的生态环境,和制约流域的经济发展。通过增加供水量,调整农业用 

水、工业用水和生活用水结构中的关键参数,增加流域内控制性水利工程,将所有的水资源利用起来才能满足经济 

社会的可持续发展。 

关键词:水资源;供需平衡;分析;艾比湖流域 

中图分类号:P333.1 

1概况 

文献标识码:B 文章编号:2095—0144(2011)04—0011一O3 

1.2-3蒸发 

流域各地蒸发量的年变化与气温、太阳辐射一致。4—9 

月的蒸发量占年蒸发量的70% 90%,总的分布趋势是东部 

1.1艾比湖流域自然地理特征 

艾比湖流域位于欧亚大陆腹地的中纬度地区,远离海洋, 

且北、西、南三面被高山阻隔,气候十分干燥,属典型内陆干 

旱半干旱地区。流域地理位置介于43。38  ̄45。52 N和79。53 一 

85。O2 E之间。流域地跨博尔塔拉蒙古自治州的博乐市、温泉 

县和精河县,塔城地区的乌苏和托里县南部,伊犁直属的奎 

屯市和克拉玛依的独山子区。2005年流域面积5 062 kin2其 

中山地面积2 431.7 km2,平原区面积2 576.2 km ,湖泊面积 

大于西部,平原大于山区,戈壁大于农田。东部平原地区蒸发 

量相差非常悬殊,在950—2 500 mm之间,而最大年蒸发量是 

艾比湖畔的阿拉山口气象站2 495.3 mln。西部山丘区蒸发量 

在770~950 mm之间,最小年蒸发量是别珍套山北坡的阿合 

奇水文站778 mm。最大月一般多出现在6—7月,个别年份出 

现在8月,而最小月一般多出现在12—1月。 

I-3水资源总量 890 km2n】。湖区多年平均降水不足100 113111,而山区降水相 

对较多,是湖区的主要水源补给区。湖泊水面蒸发量大于 2008年艾比湖流域降水总量71.801 0亿m,,地表水资 

源量22.900 0亿m,,地下水天然补给量1.882 1亿m,,水资 

源总量24.780 0亿m ,较多年平均值增加3.6%。各地区水资 

源量如表1所列。 

表1 2008年艾比湖流域分区地表水资源量 

1 300//lm,湖水矿化度97~117 ,pH值8.44,属于典型的内 

陆盐湖。 

1.2水文特征 

1.2.1径流 

20世纪60年代,有23条河流水量流入艾比湖,其中年 

径流大于1亿m,的有奎屯河、四棵树河、古尔图河、精河、阿 

恰勒河、大河沿子河、博尔塔拉河等7条主要河流;20世纪 

70年代至今仅有博尔塔拉河、精河两条河流的水量流人艾 

名称 /计算面积k 

m= ,亿 

年譬流深 姜 

mm ; 

比湖,其它入湖的河流都已断流 ]。这些河流径流主要以降 

雨和冰雪混合补给、季节性积雪融水补给、地下水补给为主 

的4种补给方式。流域内各主要河流径流的年内分配不均, 

河流径流在一年中主要集中在夏季,连续最大4个月径流量 

发生在6-9月,特别是7月径流量最大,2月径流量最小。 

1.2.2降雨 

流域降水的水分主要来自大西洋和北冰洋的水汽,降水 

总的趋势是西部高于东部,山区多于平原,阴坡多于阳坡。各 

2需水计算方法 

流域主要用水包括农业需水、工业需水、生活需水和环 

地年降水量为90~500 mm。年降水量向西随海拔高度的升高 境补水,本文中主要采用定额法,根据增长率计算各部门的 

用水量。 

2.1农业需水量预测方法 

逐渐增多。根据气象站资料分析,降水量的季节变化表现为 

各站春、夏两季的降水量合计占年降水量的70%以上,而秋 

冬两季最大不超过30%。 

收稿日期:2011-03—28 

农业需水预测根据统计耕地面积的增长率及流域综合 

作者简介:程涛(1983一),男,湖北人,助理工程师,主要从事水文水资源勘察评价。 

2011年第4期 甘肃水利水电技术 第47卷 

灌溉定额计算,计算公式如下: 

Q规划年滚业=诅×^r农业×(1+ 农业)‘ 

式中:Q删年浓业——规划年农业需水量; 

(1) 

表2流域内各部门用水量 亿m】 

A——基准年总耕地面积; 

Ⅳj ——流域综合灌溉定额; 

农业——耕地面积增长率; 

卜一规划年和现状年之差。 

2.2工业需水量预测方法 

小于需水量,供需差额规划年2020年一14.202亿m,。供水量 

显然不能保证流域国民经济发展的需水要求,供需水矛盾已 

工业需水量预测根据统计工业产值增长率及流域工业 成为制约流域的经济发展主要原因,同时将严重影响流域的 

单位GDP用水量计算,计算公式如下: 

Q规村年 业= ×^,下业×(1+ 工业)‘ (2) 

式中:Q删年、工业——规划年工业需水量; 

——基准年工业总产值; 

^ 业——流域工业单位GDP用水量; 

I ——工业产值增长率; 

t——规划年和现状年之差。 

2.3生活需水量预测方法 

生活需水量预测根据流域人口增长率及流域人均用水 

量计算,计算公式如下: 

Q规划年、生恬=j ^r生活×(1+ 生活)‘ (3) 

式中:Q规划年’生恬——规划年生活需水量; 

尸L_.基准年总人口数; 

^r生i舌——流域人均用水量; 

——流域人口增长率; 

卜一规划年和现状年之差。 

3需水量分析计算 

3.1农业用水 

根据统计,1983—2008年耕地总面积由90.6万亩增加到 

2008年的272.2万亩,年增长速度为4.5%【9J。2008年流域总 

灌溉面积为272.2万亩,农业用水量为14.152亿m3,综合灌 

溉定额为520 m 亩,在不采取节水措施的情况下,由增长速 

度计算2020年的农业用水量为24.004亿m,。 

3.2工业用水 

根据统计,1949—2009年艾比湖流域工业企业由56家增 

加到1 709家,工业产值由1949年的7万元增加到2008年 

的40.0亿元,年增长速度为20.4%。2008年的工业用水量为 

0.520亿m ,流域工业单位GDP用水量为130.7m 万元。在 

不采取节水措施的情况下预计2020年的工业用水量为 

4.825亿m 。 

3.3生活用水 

根据统计,1949—1960年人口年平均增长速度为4.28%, 

1961—1970年人口年平均增长速度为4.81%,1971—1980年 

人口年平均增长速度为2.87%,1991—2008年人口年平均增 

长速度基本稳定于2.49%。2008年生活用水为0.131亿m3。 

在不采取节水措施的情况下2020年生活用水为0.176亿m,。 

2008年实际用水量、2020年预测流域用水量如表2所 

列。 

3.4供需平衡比较 

假定目前可供水量增长速度为O,2020年供水量、用水 

量如表3所列。从供需水平衡分析结果来看,规划年供水量 

・ 12・ 

生态环境。 

表3规划年供水量与用水量平衡分析 亿m, 

4供需不平衡原因分析及节水措施 

4.1原因分析 

艾比湖作为一个封闭的内陆湖泊,流域内出现供需不平 

衡的问题与人类活动有着紧密的联系,人类活动用水根据耗 

水途径主要分为三大部分:农业用水、工业用水和生活用水。 

其中以农业用水影响最大,近30 a来流域内大面积垦荒,农 

业用水迅速增长,在各河流修建多座大型引水工程,引用大 

量河水灌溉农田。 

4.2节水措施 

对于艾比湖流域水资源变化,人类活动在其中起着推 

波助澜的作用,而全球变化的影响同样不可避免。人类可以 

在研究和认识全球变化、人类活动对艾比湖流域的水资源和 

生态环境产生了影响的基础上,不断探索水资源变化中正反 

两方面适应过程的经验教训,通过采取工程技术、政策、法规 

等举措使该流域社会经济适应这种变化以减少受其影响的 

脆弱性,获得最大收益[9]。 

(1)农业节水 

流域采取节水措施,调节农业产业用水结构,发展流域 

灌溉定额少,且产值提高的粮食和经济作物,发展现代集约 

生态农业,通过工程和管理措施减少农田排水量。根据流域 

自然条件、土壤条件等,全流域种植业的发展方向是:以粮、 

棉、甜菜为主,主要采取措施为提高渠系有效利用率,提高灌 

溉技术,使滴灌技术代替传统的大水漫灌。从而使综合灌溉 

定额由520m'/- ̄降低到416nl 。规划年2020年的农业用 

水降低为19.203亿m c4]。 

(2)工业节水 

调整工业用水结构,重点发展耗水少,污染少,产值高的 

工业,将目前用水值百分数参数由0.3提高到0.4。从而使工 

业单位GDP用水量由130.7 m 万元降低到98.0 m3/万元,规 

划年2O20年的工业用水量降低为3.638亿m,。 

(3)其他节水措施 

艾比湖流域,保护山区森林就是保护水源。同时对流域 

内的河谷林、荒漠林,主风道区耕地要退耕还林还草,保护荒 

漠草原,建设高标准农田林网化和高标准生态城镇,组织实 

施阿拉山口绿化工程,扩大植被覆盖率,利于整个流域环境 

第4期 程涛,等:艾比湖流域未来10 a水资源供需平衡分析 第47卷 

的保护和发展.1o]。同时提高全流域居民的节水意识,推广节 达到29.034亿m3,需水量小于供水量将严重影响流域的生态 

水设施和器具,减少生活用水,从而使居民生活用水降低 环境,和制约流域的经济发展。通过节水措施调整农业用水、 

10%,规划年2020年的生活用水降低为0.159亿m 。 工业用水和生活用水结构后,需水量将减小到23.029亿m,, 

5采取节水措施后供需平衡分析 

再通过增加流域内控制性水利工程,将所有的水资源利用起 

采取节水措施后各部门节水量与需水量如表4所列。调 

来才能满足经济社会的可持续发展。 

节目前可供水量的年增长速度为4%;农业综合灌溉定额降 

参考文献: 

低为416 m3/- ̄;工业单位GDP用水量降低为98.0 m3/万元; 

[1]宫恒瑞,肖继东,李聪,等.基于MODIS卫星数据对艾比湖水 

居民生活用水量降低10%,2020年的供需水平衡如表5所 域面积变化的监测[J].新疆气象,2005,28(2):l7—2O. 

列。从表中可以看出,2020年只采取节水措施还无法满足实 

[2]李艳红,楚新正,金海龙.新疆艾比湖流域水文特征分析[J].水 

际需水要求,还需要修建控制性水利工程,把流域内的水资 文。2006,51(o5):64—68. 

源全部进行控制,增加供水保证率,才有可能实现流域内经 

[3]博尔塔拉蒙古自治州水利局.2008年博州水资源简报[R].(新 

济社会的可持续发展。 

疆)博州:博尔塔拉蒙古自治州水利局,2009. 

[4]吴敬禄,林琳.新疆艾比湖湖面波动特征及其原因[J].海洋地 

表4各部门节水置和需水量 亿m 

质与第四纪地质,21304,24(2):24—31. 

[5]李遐龄.艾比湖生态环境综合治理和经济可持续发展的研究 

[J].干旱区资源与环境,1997,11(2):27—36. 

[6]钱亦兵.近50 a来艾比湖流域生态环境演变及其影响因素分 

析[J].冰川冻土,2004,26(1):17—26. 

[7]高建芳,章曙明,李新贤.艾比湖流域水资源可利用量分析[J J. 

时间 供水量 需水量 供需差额 

水文,2004。49(10):24—25. 

[8]苏颖君,张振海,包安明.艾比湖生态环境恶化及防治对策[J]. 

干旱区地理,2002,25(2):143—148. 

[9]中国水利水电科学研究院.艾比湖流域水资源合理配置[R].北 

6结论 

京:中国水利水电科学研究院,2002:12—44. 

艾比湖流域现状水资源供水量为14.832亿m,,分析预 

[10]赵顺阳.艾比湖流域生态环境质量评价[J].干旱区资源与环 

测流域2020年在不采取增加水源和节水措施下,需水量将 

境,2007,21(5):63—65. 

(上接第2页) (3)分析成果可作为水行政主管等部门制定地下水资 

以上统计分析了水源区2001年以前的情况,由于近期 源系统管理和环境保护措施的技术依据。 

随着全球气候变化,祁连山区的产水量也不同程度的发生了 参考文献: 

变化,讨赖河出山径流量变得相对较多,其对水源地的影响 [1]余种波,黄勇,Franklin w.Schwartz.地下水水文学原理[M], 

发生一定的变化。 

北京:科学出版社,2008. 

(1)补给量 

[2]王澎.用数值模拟的方法划分地下水水源地保护区[J].山西 

2004—2008年,平均出山径流量为7.277 1亿m ,则河道 

焦煤科技。2003,27(SI):l3—15. 

渗漏补给量为0.968 6亿Ill3,侧向流入补给量为0.025 6亿 、降 

[3]李力争.划分地下水水源地保护区的研究[J].中国环境科学, 

雨人渗补给量同前为0.019 4亿m3。合计总补给量为1.013 6 

1995,15(5):338—341. 

亿m 。 

[43徐明蜂,马振溯,长春市区地下水源地保护区划分研究[J].东 

北水利水电,2006,24(9):22—24. 

(2)排泄量 

[5]张丽君,曹红,马颖.地下水源保护区划分方法的探讨[J]. 

2004—2008年,水源地平均开采量为0.673 4亿m3;泉水 

辽宁城乡环境科技,2006,(2):20—23. 

溢出量为0.167 2亿rfl3n侧向流出量为0.173 0亿m3。总排泄 

[6]嘉峪关市水利电力局.甘肃省嘉峪关市水资源开发利用现状评 

项为1.013 6亿m 。 价[R].(甘肃)嘉峪关:嘉峪关市水利电力局,1993. 

(3)可开采量 

[7]甘肃地质工程勘察院.嘉峪关市北大河北岸水源地供水井施工 

i可开采=0.85x1.0136=0.8616亿m 。 

报告[R].兰州:甘肃地质工程勘察院,2008. 

6结语 

[8]甘肃地质工程勘察院.嘉峪关市建设局北大河北岸地下水勘查 

(1)根据嘉峪关市2(X)4-2008年近期地下水均衡分析,地 

综合物探报告[R].兰州:甘肃地质工程勘察院,2007. 

下水资源总补给量为1.013 6亿m3,可开采量为0.861 6亿m3。 

[9]嘉峪关市统计局.嘉峪关统计年鉴[M].乌鲁木齐:新疆人民出 

版社。2007. 

(2)嘉峪关市目前开采水平下地下水供水水源充足、利 

[1O]中华人民共和国水利部水文局冲华人民共和国水文年鉴(河 

用合理,地下水供水水源能满足城市经济社会不断发展的需 

西内陆河流域)[R].北京:中华人民共和国水利部水文局, 

求。 

2Oo9. 

・ 13・ 


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