灌区供需水量预测及平衡研究

刘 军

（新疆塔里木河流域阿克苏管理局，新疆阿克苏843000）

灌区供需水量预测及平衡研究

刘 军

（新疆塔里木河流域阿克苏管理局，新疆阿克苏843000）

灌区是塔里木河流域经济发展的重要部分，也是区域环境保护的重要依靠。井渠结合的灌溉模式可以灵活调控地下水和地表水，达到灌区农业高效用水的目的。由于当地缺乏科学的地下水和地表水开采配置，导致地下水过度开发，甚至出现了地表沉降等恶劣的环境问题。对灌区供需水量进行合理预测，并研究井渠用水联合调控，合理利用水资源具有重要意义。通过对灌区需水量预测计算，得出2020年各部门需水量，并进行了供需水量平衡分析，希望研究结果可以指导当地地下水开采。

水资源；灌区；预测；平衡研究

塔里木河流域位于我国新疆地区，其地域广阔，农牧场较多，塔里木河是我国最大的内陆河，承担着整个区域的供水任务。灌区经济是塔里木河流域发展的重要部分，也是区域环境保护的重要依靠。塔里木河流域的灌溉模式为地表水与地下水联合调控模型，这种方法利用渠水渗漏量调控地下水位，可以实现水资源可持续发展［1］。

在长期探索中，人们逐渐发现地表水与地下水联合调控模型是水资源高效利用的有效途径。系统工程理论和线性规划技术为联合调度模型的建立提供了理论基础。这项研究源于20世纪60年代，历经初步探索阶段、发展阶段和优化阶段，目前已经形成一套完整的理论体系［2］。

由于当地缺乏科学的地下水和地表水开采配置，导致地下水过度开发，甚至出现了地表沉降等恶劣的环境问题［2］。对灌区供需水量进行合理预测，并研究井渠用水联合调控，合理利用水资源具有重要意义。通过对灌区需水量预测计算，得出2020年各部门需水量，并进行了供需水量平衡分析，希望为今后的灌区水资源优化研究提供帮助［3］。

1 需水量预测

需水量预测是基于灌区历史数据，采用定量计算的方法对灌区内各个部门的未来用水量进行估算，计算结果可以用于灌区水资源优化利用［4-6］。需水量预测包括：农业用水预测、工业用水预测、生活用水预测［7］。

农业用水即为灌溉用水，其与排灌定额mi，灌溉利用系数η和灌溉面积Ai有关，计算公式为［8］：

工业需水量根据工业产值进行计算，等于工业总产值乘以需水定额。生活需水量分为城镇需水量和农村需水量。生活需水量=（人口数量+牲畜数量）×需水定额［9］。

以塔里木河灌区为研究对象，首先计算当前灌区的灌溉需水量。通过建立灌区灌溉需水量数学模型，计算灌区不同月份50%和75%保证率下的灌溉需水量，见表1。

考虑到灌区经济的发展，参考喀什市各项经济指标对灌区工业产值、人口数量等经济指标进行预测。综合预测结果，得出灌区2010年50%、75%保证率下的灌区总用水量，分别为46994万t和62932万t。同理计算灌区2020年50%、75%保证率下的灌区总用水量，分别为48199万t和62842万t。图1给出了2020年灌区需水量组成图。

表1 不同年份灌区年灌溉需水量万t

图1 2020年灌区需水量组成情况

由图1可以看出，到2020年灌溉用水仍然是灌区需水量的主要组成，占到了77%以上；其次是工业蓄水量，在13%左右。

2 供需水量平衡分析

根据供水原则和塔里木河供水情况，对塔里木河进行供需平衡计算。塔里木河中的2个水库均按照满库起调，按照需水量计算方法，利用数学软件进行线性规划，得出最优解。研究表明：50%保证率下塔里木河灌区供需水量基本达到平衡，而75%保证率下的供需水量不能满足要求。将2010、2020年50%和75%保证率下的灌溉水量和缺水量情况列于表2。

表2 塔里木河灌区灌溉水量和缺水情况万t

75%保证率下的灌区供水存在矛盾，此供水率下2010年的缺口为1248万t。由于当地工业和灌溉用水量增加，尽管随着科技进步，灌溉水利用系数不断提高，但灌区需水量仍不能满足要求，2020年的缺水率为2010年的3.35倍。

3 结论

灌区是塔里木河流域经济发展的重要部分，也是区域环境保护的重要依靠。井渠结合的灌溉模式可以灵活调控地下水和地表水，达到灌区农业高效用水的目的。对灌区供需水量进行合理预测，并研究井渠用水联合调控、合理利用水资源具有重要意义。通过对灌区需水量预测计算，得出2020年各部门需水量，并进行了供需水量平衡分析。利用数值方法对其进行求解，得出了2020年50%和75%保证率下的灌溉用水量和缺水情况。研究表明：50%保证率下塔里木河灌区供需水量基本达到平衡，而75%保证率下的供需水量不能满足要求，最大缺水率可达6.7%。

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［3］周宏，黄腾，胡金杰.对蓄滞洪区设计及蓄滞洪区安全区涵闸设计的建议［J］.水利技术监督，2015（01）：9-11.

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［6］李慧，周维博，贺军奇，等.基于地下水合理埋深的井渠结合灌区水资源联合调控［J］.中国农村水利水电，2015（01）：29-32.

［7］高雅玉，张新民，吴玉锋.马莲河流域水资源短缺风险决策应用研究［J］.人民黄河，2014（10）：72-76.

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TV213

A

1672-2469（2015）12-0036-03

10.3969/j.issn.1672-2469.2015.12.014

刘 军（1973年—），男，工程师。