新疆地下水的研究论文

第一节 水资源需求分析

一、社会经济发展指标预测

（一）社会经济现状指标

2005年新疆生产总值2604 亿元，比上一年增长10.9%。其中，第一产业增加值494亿元，增长6.6%；第二产业增加值1165亿元，增长14.4%；第三产业增加值945亿元，增长9.3%。在国内生产总值中，第一、第二、第三产业增加值占国内生产总值的比重分别为19.6%、44.7%和35.7%。

2005年农林牧渔业总产值831.06 亿元，比上年增长7.4%。其中，农业产值595.84亿元，增长7.0%；牧业产值183.52亿元，增长9.0%；林业产值15.29亿元，增长5.8%；渔业产值4.34 亿元，增长5.4%。年末牲畜存栏头数为5333.60 万头（只），比上年增长2.4%；全年新增有效灌溉面积9.05万公顷。

2005年年末总人口2010.35万人，比上年增加47.24万人，增长2.4%。其中，城镇人口764.85万人，增加8.2%，城镇化率为37.2%；乡村人口1263.50 万人，增加17.49 万人，下降0.8%。全年人口出生率为 16.4‰，死亡率为 5.0‰，人口自然增长率为11.4‰。

（二）社会经济发展指标预测

社会经济发展指标预测方法是利用《新疆统计年鉴（2006）》、《新疆维吾尔自治区土地开发整理规划》（2001～2010 年）的有关基础数据，采用《新疆维吾尔自治区地下水资源开发利用规划报告》中的有关规划定额进行预测。

1.农业发展指标

土地变更统计显示，2005 年底，新疆农用地6306.07 万公顷，建设用地122.07万公顷，未利用地10220.83万公顷，详见表3-2-1。《新疆维吾尔自治区土地开发整理规划》（2001～2010 年）提出：2001～2010年开发整理土地160.68 万公顷，新增耕地面积66.67万公顷，详见表3-2-2，至2010年，预测全疆耕地面积为483.07万公顷（7246.05万亩）。

表3-2-1 新疆2005年土地资源利用现状 单位：万公顷

表3-2-2 各地（州、市）土地开发整理安排表（2001～2010年）单位：公顷

续表

2.工业发展指标

根据《新疆统计年鉴》2006 资料，工业总产值增长率按9%计算，预测到2010年工业总产值为3626.00亿元。

3.人口增长预测

根据《新疆统计年鉴》2006资料，人口增长率按1.1%计算，预测到2010年人口达到2122.93万人。

二、需水量预测

（一）需水量预测原则

水资源供需发展趋势预测的基本原则，主要考虑以下几个方面

1.节流与开源并举，利用与保护并重

为了满足未来经济发展对供水不断增长的需求，根据各区域社会经济发展和水资源需求，以及生态环境状况等具体情况，在进一步强化节约用水和现有工程配套改造挖潜的前提下，适当建设水资源开发利用工程，以保持供水量适度增长。做到新建工程与现有工程配套改造并进，节流与开源并举，利用与保护并重。

2.经济合理的原则

根据社会净福利最大准则，对水资源的需求与供给同时进行调整，使社会经济发展模式与资源环境承载能力相互适应。依据边际成本替代准则，在需求侧采取生产力转移、产业结构调整、水价格调整、行业器具型节水等措施，抑制需求的过度增长，并提高资源的利用效率；在供给侧统筹考虑降水和微咸水直接利用、洪水和污水资源化、地表水和地下水联合利用等措施，辅之以跨流域调水，增加水资源对区域发展的综合保障功能。

3.统一调配原则

根据国家社会经济发展战略，结合新疆区域社会经济需求，考虑水资源的区域分布特点，对水资源在流域间和流域内两个层次进行统一调配。流域间配置解决水资源天然分布与历史形成的用水重点地区不相协调的问题，主要依靠跨流域调水工程进行大范围内的水量余缺调配；流域内层次的配置以流域为基础进行，通过工程和非工程措施实现。

4.可持续发展原则

基于可持续发展的原则，兼顾满足国民经济需水和生态环境需水，水资源配置应立足于水资源的持续利用。从保持人与自然和谐发展的观念出发，协调发展进程中的人—地关系和人—水关系。兼顾除害与兴利、当前与长远、局部与全局，在社会经济发展与生态环境保护两方面进行权衡，合理分配社会经济用水与生态环境用水。根据自然规律和经济规律，在社会经济发展需求和资源环境承载能力之间寻求平衡，在水资源高效持续利用的资金需求和社会经济的承受能力之间寻求平衡。

5.工业、城镇、农村生活用水按95%保证率考虑，农田灌溉、经济林、饲草按75%保证率考虑，防风林、成林、牧草生态用水按50%保证率考虑

6.到2010年使我区春旱缺水的矛盾基本得到缓解，基本满足农牧业、石油和工矿企业、城镇生活、生产和生态各方面的用水要求

（二）需水量预测依据

《全国地下水资源开发利用规划工作技术细则》5.1 中明确指出，地级行政区2000年和2010年的社会经济发展指标及其供水需求预测，可引用《全国水资源中长期供求计划》中的成果。本次工作本着上述指示精神，参照《全疆水资源中长期供求计划》中的成果进行分析计算。

需水预测的目标和原则：对水资源需求的预测应以可持续发展为目标，既预测国民经济需水，也兼顾生态环境对水资源的需求。对于水资源相对比较贫乏的新疆，节水是一项长期的任务，需水定额按照节水型农业、节水型工业、节水型社会的要求来确定。在预测定额时，考虑了各流域的水资源条件、水资源开发利用潜力、节水水平等众多因素，参考了国内外用水效率比较高的地区的用水水平。

（三）2010年需水量预测

1.渠系有效利用系数和用水定额的确定

依据《全疆水资源中长期供求计划》成果，确定本次需水量预测的有关参数和定额。

（1）渠系有效利用系数，详见表3-2-3。

表3-2-3 渠系有效利用系数规划表

（2）农业灌溉定额：农业灌溉是指大田和水稻田的灌溉定额，详见表3-2-4。

表3-2-4 农业灌溉定额规划表 单位：立方米/亩

（3）城镇生活用水定额：城镇用水人口为市镇人口中的非农业人口，生活用水定额包括居民生活用水、公共设施用水和商品菜田用水3部分。规划指标见表3-2-5。

表3-2-5 城镇生活用水规划指标 单位：升/人·日

（4）工业用水定额：工业需水量预测包括电力行业、乡镇企业、其他行业等需水量的预测。故工业用水定额采用重复利用率提高法，利用万元产值耗水量推算工业需水量。全疆工业万元产值用水量规划指标详见表3-2-6。

表3-2-6 工业用水定额规划表 单位：立方米/万元

2.需水量预测

根据《新疆统计年鉴》，2006 中各地（州、市）2005 年工业总产值、人口指标，年工业总产值增长率依据《新疆维吾尔自治区国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》提出的9%计算，人口增长率按11‰计算，工业用水定额、城镇生活用水定额按上述分析确定的定额进行计算，据此预测工业和城镇生活需水量。耕地面积依据《新疆维吾尔自治区土地开发整理规划（2001～2010）》资料，农业灌溉定额北疆地区综合水田和旱田平均取700 立方米/亩，南疆地区平均取750 立方米/亩。据此预测的需水量详见表3-2-7至表3-2-9。

表3-2-7 工业需水预测分析表

表3-2-8 城镇生活需水量预测分析表

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表3-2-9 农业需水量预测分析表

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3.需水量确定

2010 年全疆工业需水量 68.4549 亿立方米，农业需水量513.7456亿立方米，城镇生活需水量9.4534 亿立方米。全疆需水总量为591.654亿立方米。详见表3-2-10。

表3-2-10 2010年需水量预测结果汇总表 单位：亿立方米

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4.耗水量、回归水量和工业及城市废污水排放量预测

根据《新疆维吾尔自治区地下水资源开发利用规划报告》资料：依据《新疆水中长期供求计划》中城镇生活、工业生产和农业灌溉不同耗水率情况，进行地（州）耗水量、回归水量和城市废污水排放量的预测，详见表3-1-11。

表3-1-11 耗水量及回归水量分析预测统计表 单位：万立方米

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5.生态环境需水量分析

生态环境用水在水资源丰富的湿润地区，并不构成问题，而在水资源紧缺的干旱、半干旱和半湿润地区，由于在经济发展过程中，城市和工业用水挤占农业用水，农业用水又挤占生态用水，导致生态环境的恶化。

关于生态环境用水评价，国内外的研究一致认为，应以生态环境现状作为评价生态用水的起点，而不是以天然生态环境为尺度进行评价。因此，狭义的生态环境用水是指为维护生态环境不再恶化并逐渐改善所需要消耗的水资源量。生态环境用水评价的区域，应当是水资源供需矛盾突出，生态环境相对脆弱和问题严重的干旱、半干旱和季节性干旱严重的半湿润区。

生态环境用水的评价工作起步较晚，目前能掌握的资料有限。现就国家“九五”攻关重点项目《西北地区水资源合理开发利用与生态环境保护研究》（96-912）有关专题提出的成果，对新疆的生态环境用水状况，作粗略的评价。

（1）生态和经济耗水的平衡分析

新疆气候干旱、光热条件好，但生态环境非常脆弱。近年来，部分地区由于过度开发水土资源，荒漠化、盐碱化等生态问题十分突出。根据“九五”攻关96-912-01 课题“生态环境保护”研究专题，利用遥测判读所得到的生态要素信息和地面水文观测资料，用分流域水量平衡分析估算法，求得现状经济耗水量、人工生态和天然生态耗水量，其成果见表3-2-12。

表3-2-12 生态耗水与经济耗水平衡表 单位：亿立方米

（2）典型河流耗水量的平衡分析

为了分析水资源开发利用程度对生态环境的影响，选择水资源开发利用程度不同的4条河流进行比较，详见表3-2-13。

表3-2-13 典型河流耗水量比例关系表

博尔塔拉河、奎屯河是天山北坡西部艾比湖的源河，水资源开发利用程度相对较低，经济耗水量分别占41%和50%；生态耗水分别占59%和50%。目前尚有部分余水退入艾比湖，会同其他河流的退水，共同维持艾比湖现状湖面的稳定。其余河流的经济耗水量所占比重都小于50%，生态环境用水大于50%，尚有一定比例的余水供给下游的终端湖泊或荒漠区的地下水。

玛纳斯河与呼图壁河是玛纳斯湖的源河，这两条河的水资源开发利用程度较高，经济耗水量均已超过60%。因此，在河流末端的玛纳斯湖已干涸。由于玛纳斯河与呼图壁河通过发展人工绿洲生态替代了大部分的天然绿洲，该地区的生态环境基本没有恶化。

通过以上分析可知：内陆河地区任何一条河流都是生态河流，随着水资源的开发，人工生态耗水的增长，必然要对天然生态环境带来影响。经济耗水与生态耗水的比例关系，直接反映流域的生态环境状况。水资源的开发利用应当有一定的限度，根据我国内陆河水资源开发利用的现状，要使生态环境不再继续恶化，经济耗水应控制在30%～50%范围内比较合理，最高不宜超过60%。目前内陆河地区水资源开发利用的程度已达到50%，部分地区甚至超过60%，生态环境已明显恶化，因此内陆地区水资源的进一步开发，必须对生态环境可能产生的不利影响作出评价。联合国发表的“全面评价世界淡水资源”报告，曾对用水紧张程度进行分类（详见表3-2-14），认为用水与可用淡水之比达到20%～40%属于中高度用水紧张的范围，要求加强供需水的管理，确保水生生态系统的用水。用水与可用淡水之比超过40%属于用水高度紧张范围，流域内将出现严重水荒，对水生态系统产生严重影响，缺水将成为经济增长的限制因素，现有的用水格局和用水量需作调整。这一资料可供新疆水资源合理开发利用参考。

表3-2-14 用水紧张程度分类

根据新疆的实际情况，为保护和改善生态环境，需考虑以下几方面的用水：①保护和恢复内陆河流下游的天然植被及生态环境；②水土保持及水保范围之外的林草植被建设；③维持河流河道内所必需的水量，如冲沙水及湿地、湖泊、洼地等生态用水；④回补超采区的地下水。

很多专家对维持目前的天然生态系统需水量进行过多方面研究，认为现状条件下天然生态系统需水量主要包括三部分：一是570.7万公顷湿地草甸需水150.9亿立方米。55.4万公顷荒漠河岸林需水10.4 亿立方米。2.49 万公顷河谷林需水 1.3 亿立方米。98.07万公顷灌木林需水16.1 亿立方米。以上天然生态植被共计需水178.7亿立方米。二是3 个重要湖泊（博斯腾湖、乌伦古湖、艾比湖）的生态需水量为27.4 亿立方米。三是重要河道的生态需水量1.5亿立方米。以上3项共计需水量约208亿立方米。

因此，在现状条件下，不包括天然植被利用的降水及吸收的地下水，天然生态用水量为208 亿立方米是不可减少的。这些水量基本上是天然河道经引水后下泄的水量，必须得到保证，以确保绿洲外围的天然生态系统安全，保护绿洲的稳定和持续发展。

对内陆河流域来说，河道每年要有一定下泄水量用于输盐和维系河道两岸及外延区荒漠植被用水和尾闾湖泊用水，生态用水量视不同河流而异，但它是确保流域生态系统稳定和农业可持续发展所必须的。根据国际上的经验，干旱地区生态用水要占到水资源总量的30%～40%。故208 亿立方米的生态用水量是可计算水量中必须给予保证的最低限。

第二节 水资源供需平衡分析

一、水资源供需平衡现状分析

根据《新疆维吾尔自治区地下水资源评价》（新疆维吾尔自治区国土资源厅2002年）资料，1999年全疆总水资源利用量为485.9亿立方米，其中，利用地表水434.24 亿立方米，占89.37%；开采地下水51.35亿立方米（不含坎儿井、引泉量），占10.57%；污水处理回用0.293亿立方米，占0.06%。详见表3-2-15。

表3-2-15 1999年新疆行政分区供水量统计表 单位：亿立方米

1999年地表水利用量434.24亿立方米，占全疆地表水总径流量的41.4%，占全疆地表水资源量的46%。准噶尔盆地地表水利用量为143.2493亿立方米，占全疆地表水利用量的33%。塔里木盆地地表水利用量为289.7632 亿立方米，占全疆的67%，较准噶尔盆地高出1倍。详见表3-2-16。

表3-2-16 1999年新疆水资源利用情况统计表 单位：亿立方米

全疆地表水资源量为942.1933亿立方米/年，地表水供水量为434.2404亿立方米/年，地表水供水量占全疆水资源利用总量的89.42%，全疆平均地表水利用率为46%，其中，准噶尔盆地地表水利用率为31%，塔里木盆地地表水利用率为60%，南疆地表水开发利用程度高于北疆。全疆河川多年平均径流总量885.3亿立方米/年，扣除高原、荒漠区难以利用的37.8 亿立方米/年，地表水可利用量为847.5亿立方米/年。现状生态环境需水量为208 亿立方米/年，国际河流出境水量259.2亿立方米/年，若扣除难以利用的和生态环境用水以及现状国际河流的出境水量，可供国民经济利用的地表水量约为400 亿立方米/年左右。现状地表水可利用量与目前实际引入灌区的地表水基本相当，除国际河流外，新疆地表水已基本无开源潜力。

全疆地下水可开采资源量为233.1242 亿立方米，地下水实际开采量为51.3965 亿立方米，全疆平均地下水开采系数为0.22。其中准噶尔盆地地下水开采系数为0.28，塔里木盆地地下水开采系数为0.19，北疆地下水开发利用程度高于南疆。虽然全疆地下水开发利用程度整体上处于较低水平，全疆范围内地下水可供水量远大于需水量，具有很大的开发利用潜力，现状供需平衡结果：地下水开发潜力剩余181.7277亿立方米/年。但新疆地下水开发利用很不均衡，南疆与北疆、经济发达地区与不发达地区之间存在较大差异，北疆地下水开发利用程度远高于南疆，北疆的天山北麓经济带远高于北疆其他地区。天山北麓个别地区已出现了地下水超采现象，乌鲁木齐市、石河子市、昌吉州、吐鲁番地区、哈密地区地下水开采系数均已接近或超过1，地下水已处于超采状态，不同程度地出现了区域地下水降落漏斗。如奇台县1991～1996 年地下水平均开采量为3.33 亿立方米/年，大于可开采量2.47 亿立方米/年，也大于总补给量2.97亿立方米/年。从全县现有26 个观测井得到的数据看，多年动态变化中地下水位持续下降，下降0～1 米的有3个点，下降1～2米的有2个点，下降2～4 米的有9 个点，下降4～5米的有6个点，下降5～6米的有2个点，下降6～7米的有4个点，平均下降3.7 米。奇台县平原泉水共有6 条，1966 年年径流量11200万立方米，1979年为5000 万立方米，1993 年降至460万立方米，到1996 年仅为2.2 万立方米，30 年内泉水逐渐减少，目前几乎干涸。地下水位持续下降，平原泉水的减少，固然与地面水利工程的完善、灌溉技术的提高有一定关系，然而，超量开采是导致地下水位持续下降、泉水干涸的主要原因这一客观事实是不可否认的。

二、水资源供需平衡预测分析

（一）地表水资源供水潜力分析

（1）全疆河川多年平均径流总量885.3 亿立方米/年，扣除高原、荒漠区难以利用的 37.8 亿立方米/年，地表水可利用量为847.5亿立方米/年。现状生态环境需水量为208 亿立方米/年，国际河流出境水量259.2亿立方米/年，若扣除难以利用的和生态环境用水以及现状国际河流的出境水量，可供国民经济利用的地表水量约为400亿立方米/年左右。现状地表水可利用量与目前实际引入灌区的地表水基本相当，新疆地表水已基本无开源潜力。

（2）预测2010年污水排放量为19.5918 亿立方米，根据自治区“十五”规划，到2005年工业废水排放要达到75%以上。据此推算，到2010年，污水排放处理率按75%计算，污水处理回用量将达到14.6939亿立方米。现状年污水处理回用量仅为0.293亿立方米，此举可以新增供水量14.4亿立方米。

（3）1999年全疆总水资源利用量为485.9 亿立方米，其中，利用地表水434.24 亿立方米，占89.37%；全疆农业用水约占总用水量的70%，个别地区可达90%以上，行业用水比例严重失调，而且浪费相当严重。如，有的地区农业用水采取大水漫灌的方式，全疆平均毛灌溉定额一般在1000 立方米/亩以上，个别地区可达1500立方米/亩以上；工业和生活用水浪费的情况也不容忽视，全疆工业万元产值耗水量平均达435立方米（南疆平均为448立方米/万元，北疆平均423 立方米/万元），远高于全国平均水平。因此，通过节水措施、提高水资源利用率，可以大大提高水资源的供水潜力，灌溉定额如果能够下降到700 立方米/亩，按灌溉面积416公顷计算，每年可以节约水资源180 亿立方米。详见表3-2-17。

（二）地下水资源供水潜力分析

1.地下水资源开采潜力分析

现状年新疆地下水平均开采程度只有22%，尚有181.7739 亿立方米/年的地下水可开采资源量的潜力；如加上引泉量（17.345亿立方米/年），开采程度为29%，尚有166亿立方米/年的地下水可开采资源量的潜力。

塔里木盆地平均开采程度为19%，低于全疆平均水平，有117亿立方米/年的地下水可开采资源量的潜力。但哈密地区和吐鲁番地区开采程度均已在110%以上，并有3个超采区，地下水已无潜力；其他地区仍有较大潜力。

准噶尔盆地平均开采程度为28%，高于全疆平均水平，有66亿立方米/年的地下水可开采资源量的潜力。昌吉州、乌鲁木齐市已无潜力；石河子市虽超采严重，但从大的流域范围考虑仍有一定潜力；其他地区仍有较大潜力，但部分县市（如博乐市）潜力也已不大。

2.地下水资源规划开采量保证程度分析

规划2010年总的可供水量为855.3403亿立方米，总的需水量为589.9995亿立方米，供需平衡结果尚有265.3408亿立方米的盈余，总体上是有保证的。但需要说明的是，新疆地域广阔，水资源时空分布极不均衡，真正需水量大的地区主要集中在范围极为有限的绿洲带，加之生态环境脆弱，生态需水量很大，因此总体上仍然表现为水资源不足，特别是在天山北坡经济带表现尤为突出，乌鲁木齐市、克拉玛依市、石河子市、昌吉州已经表现为供需严重失衡。

表3-2-17 水资源供需平衡预测分析表 单位：亿立方米