林志強

(新疆維吾爾自治區(qū)灌溉排水發(fā)展中心，新疆 烏魯木齊 830000)

水是南疆經(jīng)濟社會發(fā)展的命脈，新疆的水資源主要用于農(nóng)業(yè)，農(nóng)業(yè)節(jié)水對整體水資源優(yōu)化使用意義巨大。喀什噶爾河大型灌區(qū)已從單一的灌溉供水功能逐步拓展為灌溉，城鄉(xiāng)生活、工業(yè)、生態(tài)等多功能供水，承擔(dān)著更多的供水重任，水資源供需矛盾突出[1]。灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造措施可加快建立，設(shè)施完善、用水高效、管理科學(xué)、保障有力的灌區(qū)工程建設(shè)和運行維護體系，充分發(fā)揮工程效益。

1 灌區(qū)概況

喀什噶爾河灌區(qū)位于新疆西南部，塔里木盆地西緣，南屏昆侖山，北連西天山，西部為帕米爾高原，東部為塔克拉瑪干沙漠[2]。平原綠洲地處流域中部的克孜河、蓋孜河和庫山河3條河流的沖積平原上。整個地形由西向東傾斜，地勢西高東低，呈倒三角形分布。灌區(qū)按地貌成因主要可劃分沖洪積礫質(zhì)平原和沖洪積及沖積細(xì)土平原，其中洪積礫質(zhì)平原海拔1300～2000m，地形平坦，扇軸方向地形坡度3‰～15‰。沖洪積及沖積細(xì)土平原平原海拔1100～1300m，地形平坦，順河流方向的地形坡度為1‰～5‰。

灌區(qū)地處歐亞大陸“山”字型構(gòu)造前弧東翼與南部昆侖山帕米爾“歹”字型構(gòu)造頭部的復(fù)合部位，包含喀喇昆侖山、西昆侖山、西南天山和塔里木盆地等構(gòu)造地貌單元。在喜馬拉雅運動作用下，天山、昆侖山和喀喇昆侖山山區(qū)老構(gòu)造運動復(fù)活-急劇隆起，在南北向主壓應(yīng)力作用下，形成以近東西向為主的南天山構(gòu)造格局和西昆侖、喀喇昆侖弧形構(gòu)造，以升降運動為主的新構(gòu)造運動表現(xiàn)極為強烈，天山、昆侖山和喀喇昆侖山大幅抬升，而塔里木盆地相對下降。

灌區(qū)的地形特點是集水盆地，具有巨厚的第四紀(jì)沉積物，儲存豐富的地下水。潛水埋藏深度除克孜河沖積扇較淺外，沖積扇區(qū)一般均在30～40m以上，至沖積扇的下部及交接處，含水層的上部巖性變細(xì)，在20～30m深度以內(nèi)為細(xì)砂及亞砂，潛水深度3～5m。東部為沖積平原，其表層潛水來源于河水滲漏和渠道及田間灌溉滲漏，沖積平原下部伽師縣和岳普湖縣成為潛水的消耗區(qū)，受長期蒸發(fā)的結(jié)果，此處是重鹽土和沼澤地的分布區(qū)。

喀什噶爾河灌區(qū)包括1個大型灌區(qū)(喀什噶爾河大型灌區(qū))和7個中型灌區(qū)(疏附縣卡爾馬克灌區(qū)、索塞灌區(qū)、亞勿灌區(qū)、疏勒到躍進(jìn)灌區(qū)、岳普湖縣阿其克中型灌區(qū)、英吉沙縣勝利灌區(qū)、伽師縣青年渠中型灌區(qū))，灌區(qū)現(xiàn)狀灌溉總面積為323.4千hm2，其中大型灌區(qū)現(xiàn)狀灌溉面積253.33千hm2，中型灌區(qū)灌溉面積共計70.07千hm2。

2 灌區(qū)現(xiàn)狀及主要存在的問題

2.1 灌區(qū)現(xiàn)狀

喀什噶爾河灌區(qū)包含7縣4團場，總?cè)丝?04.89萬人，農(nóng)村人口148.36萬人。有22座平原水庫，總庫容24473萬m3，引水工程共計21處，除5座已經(jīng)進(jìn)行過除險加固，其余皆帶病運行。灌區(qū)渠系工程總長11311km，襯砌率32.33%；其中，總干渠8條，全長141.38km，襯砌率73.03%；干渠128條，全長1703.59km，襯砌率66.03%；支渠666條，全長3297.74km，襯砌率41.86%。排水工程總長3009.97km，其中，干排全長1036.71km，支排全長1973.26km。灌區(qū)有水量調(diào)度監(jiān)控中心，管理站9處、“井電雙控”智能計量設(shè)施14316眼、自動雨量站16個、自動水位站7個，山洪災(zāi)害防治監(jiān)測站點41處，量水設(shè)施2805處。

灌區(qū)用水包括農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生活用水、人工生態(tài)環(huán)境用水、城鎮(zhèn)環(huán)境用水等，總用水量33.68億m3，其中農(nóng)業(yè)用水量31.50億m3，工業(yè)用水量0.6069億m3，生活用水量1.2414億m3，人工生態(tài)環(huán)境用水量0.1369億m3，城鎮(zhèn)環(huán)境用水量0.1277億m3，河湖補水總量0.0392億m3；灌區(qū)中農(nóng)業(yè)用水量占灌區(qū)用水總量的93.56%，工業(yè)用水量占1.80%，生活用水量占3.68%。

2.2 存在的問題

灌區(qū)引水工程老化損壞嚴(yán)重，帶病運行，河道上有較多的非攔河式及半永久性、臨時性的引水口，輸配水工程中土渠占比較大，渠系建筑物破損較為嚴(yán)重，灌區(qū)水利工程設(shè)施損壞、老化和配套不完善，排水工程未形成網(wǎng)絡(luò)，排渠瘀堵現(xiàn)象較嚴(yán)重，排水不暢，灌排設(shè)施基礎(chǔ)仍然薄弱，不能滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展要求。

灌區(qū)骨干工程防滲率低，末級渠系不完善，灌區(qū)渠系工程總長11311km，襯砌率32.33%，灌區(qū)灌溉用水效率不高，供水和用水矛盾仍然突出，現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)用水量占灌區(qū)用水量93.55%，老灌區(qū)田塊零散，種植作物品種不統(tǒng)一，與高效節(jié)水所要求的規(guī)?；s化經(jīng)營管理不相適應(yīng)。特色林果及林糧套種面積比重較大，影響高效節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用，渠系防滲率較低，現(xiàn)狀灌溉水有效利用系數(shù)僅為0.48。

排水系統(tǒng)不完善，欠缺田間斗、農(nóng)排工程，已有的排水渠排水深度不夠，邊坡坍塌，淤積現(xiàn)象突出，洪水期排水渠又做泄洪渠或者退水渠使用，造成地下水排水不暢。

量水設(shè)施不配套，水量計量斷面不標(biāo)準(zhǔn)，斗口計量也未全覆蓋。還不能實現(xiàn)精準(zhǔn)計量到戶，影響節(jié)水的積極性，大水漫灌等水資源浪費現(xiàn)象依然嚴(yán)重。

灌區(qū)河流平原區(qū)內(nèi)大部分渠首、水電站等攔河水利工程建成年代遠(yuǎn)，在運行過程中多按工程實際引水，下泄的生態(tài)基流不能滿足沿線生態(tài)需求，使得平原區(qū)河段出現(xiàn)減水或季節(jié)性斷流，下游河道污水通過或被渠系化，導(dǎo)致下游河道功能喪失，生態(tài)極其脆弱，亟待生態(tài)補水。

正常運行的高新節(jié)水灌溉面積僅占灌區(qū)總面積的15.64%，灌區(qū)水利行業(yè)的管理設(shè)施和水平與現(xiàn)代化灌區(qū)的管理要求相距甚遠(yuǎn)。缺乏信息管理設(shè)備和配套軟件，無法實現(xiàn)信息的快速、準(zhǔn)確傳遞和有效管理，無法對灌區(qū)內(nèi)的水情、工情進(jìn)行實時監(jiān)測和適時調(diào)度。

3 灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造措施

3.1 水源工程

喀什噶爾河包括克孜河、蓋孜河和庫山河3條河流，現(xiàn)狀3條河流上引水工程共計21處，其中，克孜河水系引水工程13處、蓋孜河水系引水工程5處、庫山河水系引水工程3處。3條河流上的引水工程運行至今已有30～60a，老化損毀嚴(yán)重，此次灌區(qū)水源工程主要對16座渠首改造，主要新建或重建進(jìn)水閘、泄洪沖沙閘及上下溢流堰、游導(dǎo)流堤、閘門及啟閉機、工作橋，增設(shè)管理站房、檢測設(shè)施。主要是通過對渠首的改造，提高安全泄洪能力和引水防砂能力，提高引供水保證率。

3.2 輸配水工程

灌區(qū)骨干渠道工程包括干渠和支渠，主要建設(shè)任務(wù)是對現(xiàn)狀的土渠進(jìn)行防滲改造，提高灌區(qū)渠道水利用系數(shù)；同時對已防滲但破損嚴(yán)重、嚴(yán)重影響灌區(qū)正常用水的渠段進(jìn)行改造加固。渠系配套建筑物包括水閘、橋梁、涵洞、渡槽、倒虹吸等，配套建筑物基本不能正常運行的，拆除重建。灌區(qū)改造流量1m3·s-1以上干支渠道406條，改造總長度2141.09km，總干渠2條，改造長度22.65km；干渠63條，改造長度540.66km；支渠341條，改造長度1575.95km，渠道襯砌采用全斷面8～10cm厚現(xiàn)澆混凝土板，并改造配套沿線渠系建筑物，水閘、渡槽、倒虹吸、跌水、陡坡、涵洞、交通橋共計5608座。

3.3 排水工程

灌區(qū)骨干排水渠工程為干排，主要建設(shè)任務(wù)是對現(xiàn)狀的干排渠道進(jìn)行清淤疏浚，保障排水通暢。灌區(qū)對設(shè)計流量3m3·s-1以上(含)的排水干支溝道，骨干溝道0.5m3·s-1以上(含)的建筑物進(jìn)行改造，改造干排4條，改造總長度162km。

3.4 量水設(shè)施

按照量水建筑物的水力特點和結(jié)構(gòu)形式的不同，量水設(shè)施一般可采用量水器和復(fù)合斷面量水堰、量水堰、量水槽4大類。在灌區(qū)內(nèi)流量干、支渠小于3m3·s-1流量分水口下游設(shè)置量水設(shè)施，在支渠上新增903座量水設(shè)施、斗渠上新增7615量水設(shè)施，總計新增量水設(shè)施8588座，1～4級渠道(溝)道和渠道設(shè)計水深大于1.5m的5級渠道跌水、倒虹吸、渡槽等主要建筑物進(jìn)、出口及穿越人口聚居區(qū)需要設(shè)置安全警示牌、防護欄等防護措施，設(shè)立安全警示牌910個，防護欄58500m。

3.5 水生態(tài)治理

生態(tài)需水量是水生態(tài)保護和修復(fù)的重點內(nèi)容，需要滿足河水與湖水范圍中由地表徑流或者地下徑流來支撐的生態(tài)系統(tǒng)需水。應(yīng)加大對水源地的涵養(yǎng)和水土保持，加大對水源地涵養(yǎng)林建設(shè)任務(wù)，控制水土流失。外源污染消減和控制需要通過封閉工業(yè)、生活污水的排污口，建立足夠數(shù)量的高標(biāo)準(zhǔn)污水處理和回用系統(tǒng)，并且需要加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染控制區(qū)的建設(shè)，控制農(nóng)業(yè)農(nóng)村的污染。通過工程調(diào)度與監(jiān)控管理等措施保障生態(tài)基流，針對各類生態(tài)敏感區(qū)的敏感生態(tài)需水過程及生態(tài)水位要求，提出具體生態(tài)調(diào)度與生態(tài)補水措施[3]。加強水源涵養(yǎng)與水土保持，水源涵養(yǎng)林建設(shè)，控制水土流失。外源污染控制及消減需要通過封閉工業(yè)、生活污水排污口，建立高標(biāo)準(zhǔn)的污水處理和回收利用系統(tǒng)，加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染控制區(qū)的建設(shè)，控制農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染。內(nèi)源污染控制和消減以清除污染重的淤泥為主，實施生態(tài)清淤，泥底疏浚，減少淤泥對水體釋放污染物，減少重復(fù)污染。尊重河道現(xiàn)狀，不要求河流順直，河道斷面需要有變化，縱斷面和橫斷面的坡度需有急有緩，深水和淺灘交錯。

表1 量水和安全設(shè)施一覽表

3.6 灌區(qū)信息化建設(shè)

按照智慧灌區(qū)建設(shè)要求開展灌區(qū)信息化建設(shè)，針對灌區(qū)現(xiàn)代化發(fā)展的要求和灌區(qū)業(yè)務(wù)需求，利用新一代信息技術(shù)，關(guān)注灌區(qū)江河渠溝調(diào)度、工程運行、智能灌溉、應(yīng)急處置、便民服務(wù)等方面，構(gòu)建灌區(qū)江河渠溝水系、水利基礎(chǔ)設(shè)施體系、管理運行體系三位一體的網(wǎng)絡(luò)平臺，建設(shè)各層級、各專業(yè)和相關(guān)行業(yè)的大數(shù)據(jù)，構(gòu)建業(yè)務(wù)支撐、決策支持、公共服務(wù)的大系統(tǒng)，引領(lǐng)灌區(qū)現(xiàn)代化發(fā)展[4]。在喀什噶爾河灌區(qū)規(guī)劃建設(shè)云平臺，在喀什地區(qū)水利局設(shè)立1處灌區(qū)水利信息化服務(wù)及調(diào)度中心，優(yōu)化9處業(yè)務(wù)應(yīng)用分中心；新建22座水庫閘門控制系統(tǒng)；建設(shè)21處渠首自動化監(jiān)測站；建設(shè)灌區(qū)干渠閘門自動化控制設(shè)施4448處；建設(shè)6801處水情監(jiān)測站；新建一套灌區(qū)水利信息化綜合管理平臺，包括各平臺信息的接入、支撐保障體系、信息服務(wù)平臺、智慧應(yīng)用體系。

4 效益評價

項目總投資785366萬元，灌區(qū)改造后可以改善灌溉面積，節(jié)水灌溉面積發(fā)展占比達(dá)到60%，灌溉水利用系數(shù)由現(xiàn)狀年0.48提升至0.57，工業(yè)產(chǎn)值由現(xiàn)狀年771181萬元，增加到1919887萬元，年增長率達(dá)到5.9%。實施灌區(qū)改造后，農(nóng)業(yè)人均管理面積由現(xiàn)狀年的0.18hm2增加至0.20hm2。

國民經(jīng)濟內(nèi)部收益率9.01%，大于社會折現(xiàn)率8%。經(jīng)濟凈現(xiàn)值(i=8%)為76167.68萬元，大于0，經(jīng)濟效益費用比為1.5大于1，各項指標(biāo)均大于國民經(jīng)濟基準(zhǔn)參數(shù)，國民經(jīng)濟評價可行。

依據(jù)成本計算分析，此工程總成本水價費用為總成本費用除以年供水量288218萬m3，完全成本水價為0.17元·m-3，經(jīng)營成本水價為0.07元·m-3，農(nóng)戶對完全成本水價可以接受，施工工程后，管理單位可以正常運轉(zhuǎn)，工程滿足營運要求。

通過量測水設(shè)施及末級梁系防滲改造工程，增設(shè)量水設(shè)施，使農(nóng)民對農(nóng)業(yè)灌溉用水有了量的概念，可以使用自己“用水監(jiān)督”的合法權(quán)利，降低水費支出，同時也提高了農(nóng)民的節(jié)水積極性，使灌溉水量得到有效控制，既節(jié)約了水量，又提高了糧食產(chǎn)量，增加農(nóng)牧民收入[5]。

5 結(jié)論

新疆水資源時空分布不均，水資源是制約發(fā)展的重要因素，水資源匱乏，想要發(fā)展就必須從工程節(jié)水入手，喀什噶爾河灌區(qū)用水量中農(nóng)業(yè)用水量占93.55%左右，項目實施后可有效的節(jié)約水資源，緩解工程性缺水，緩解用水矛盾，將更多的水資源用于生活和工業(yè)用水，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，土地鹽漬化、沙漠化和草場退化，增加河岸林和灌木林面積?，F(xiàn)代化改造能有效提高水資源的利用率，提高田間管理水平，減少田間管理所需人力物力，使農(nóng)民增收創(chuàng)收。對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、社會經(jīng)濟均有較大的幫助，能有效提高人民生活水平和改善灌區(qū)環(huán)境。