哈密市水资源特征分析

No.6November袁2017第6期2017年11月陕西水利ShaanxiWaterResources

咱收稿日期暂2017-06-29咱作者简介暂裴晶晶渊1989-冤袁女袁新疆巴里坤人袁助理工程师袁主要从事地下水监测工作遥文章编号院1673-9000渊2017冤06-0034-03哈密市水资源特征分析裴晶晶袁奥斯曼袁郭伟渊新疆哈密水文勘测局袁新疆哈密839000冤咱摘要暂基于气象和水文监测数据分析哈密市降水尧地表径流尧地下水等水资源的特点遥结果表明袁身处亚欧大陆腹地的哈密市气候干旱尧降水匮乏袁水资源以冰川融水尧地下水为主遥全市水资源量具有年季分配不均尧月际差异大尧西多东少的时空格局袁不利于安排工农业生产遥当前水资源供需矛盾突出袁水资源承载压力大袁为保护水安全袁须节源尧控污尧科学调配遥咱关键词暂哈密曰水资源曰冰川融水曰地下水咱中图分类号暂TV211.1咱文献标识码暂B哈密市地处亚欧大陆腹地尧我国新疆维吾尔自治区东部袁属于典型的干旱区生态脆弱带袁区域环境恶劣尧降水稀少尧荒漠化严重袁水资源问题成为该市生态环境与经济社会可持续发展的限制因素遥由于地形封闭尧距离海洋偏远袁水汽难以到达[1]袁全市多年降水量仅有33.8mm袁这从本源上形成了水资源匮乏的格局曰冰川融水为重要水资源类型之一袁随着全球增暖趋势加剧袁该市冰川退化尧地表径流萎缩遥当前袁哈密市形成了种植农业尧牧业尧采掘业尧工矿业等部门经济体系袁市区人口逐年增加袁而全市水资源量供给不足与区域经济发展矛盾凸显遥在此背景下袁本文深入探讨哈密水资源时空分配尧空间布局特征袁掌握其变化规律袁以期为促进区域水资源调配和可持续发展提供信息基础遥1资料来源本研究以统计数据和水文站尧气象站点监测资料为支撑遥其中哈密市降水量数据来源于气象观测数据袁沿用Gird方法测算区域降水量时空特征曰社会经济和人口相关数据来源于叶哈密市统计年鉴曳曰水文数据来源于水文观测遥水资源共有降水尧地表径流尧地下水等3种常规形式袁本研究着重分析哈密市这3种水资源在时空尺度上的分布特征袁并结合区域经济社会背景探讨了全市水资源特点袁并基于水安全的角度提出来节水策略遥采用常规数据统计分析法袁分析平台为Excel2016遥2结果分析2.1哈密市水资源总量特征哈密市既有天山余脉等高大山体袁又有哈密盆地绿洲尧荒滩戈壁分布袁加之海洋暖湿气流难以到达袁本地降水量极少袁这对哈密市水资源产生较大影响遥经测算袁全市水资源量多年平均值为12.75伊108m3/a袁其中袁地表水资源尧地下水资源依次为3.62伊108m3/a尧9.13伊108m3/a遥冰川为该市最终要的水资源袁随着全球气候变化加剧袁本底气候成暖干化发展袁这里冰川退化问题引起广泛关注[2]袁资料显示(2001年)哈密市冰川水资源量达35.44.78伊108m3/a袁补给地表0.4064.78伊108m3/a遥图1为哈密市水资源总量年际变化袁依图可知2000~2014年全市水资源总量波动性强遥应用一元回归方法进行拟合分析袁可知该时域内哈密市水资源总量呈减少趋势袁并且年减少量为0.1984亿m3遥2.2哈密市降水资源特征深受温带大陆性沙漠气候控制的哈密市袁全年气候干燥袁降水量多低于120mm袁极端降水量最高达140mm袁最低为0mm袁域内年际变化大遥2000~2014年间袁全市降水量介于60~110mm之间袁平均值为78.06mm遥一元回归拟合分析表图1哈密市水资源变化窑34窑.com.cn. All Rights Reserved.No.6November袁2017第6期2017年11月陕西水利ShaanxiWaterResources图3哈密市地下水深度变化表1哈密市主要河流径流量分布河流名称径流量(108m3/a)河流名称径流量(108m3/a)河流名称径流量(108m3/a)故乡河0.5049八道沟0.1261三道沟0.3027五道沟0.4900头道沟0.1167四道沟0.2334榆树河0.4860六道沟0.1072大白杨沟0.1545庙尔沟0.3721七道沟0.1356乌拉台河0.1325八齐墩河0.3060二道沟0.2239其他河流0.6732明袁2000~2014年间全市降水量变化趋势不明显袁表明其波动性强尧变率不稳定遥受地形影响袁哈密市降水量呈北高南低的空间格局袁受北部天山余脉的地形效应袁区域水汽相对较多袁在地形抬升的作用下容易成云至雨袁北部中高山地区年降水量可达400mm袁沁城区为134.9mm袁而东部哈密盆地不足50mm遥2.3哈密市地下水资源特征鉴于哈密降水缺失尧地表径流量少的不利格局袁地下水成为全市最稳定的水资源供应来源遥全市有哈密盆地袁地势较为平坦袁区域地下水资源的开采和利用具有2000年的历史遥近现代以来地下水资源开发利用过度袁导致区域地面沉降尧断裂等灾害发生遥图1显示袁2008~2010年这30年间袁哈密市平均地下水深度由-3.75m呈逐年降低袁到2000年为-20.65m袁在2010年达-43.21m袁特别是2000年以后袁地下水深度降低趋势明显遥经拟合分析表明袁每一年地下水深度降低1.3866m袁地下水深度降低速度如此之快袁究其原因袁为资源开采量增强的缘故[3]遥

由表2可知袁哈密市水资源开发空间分布不均衡遥其中七角井区和哈密盆地区用水主要以地下水资源为主袁年供水量分别为835尧150万m3袁开发率较低袁依次是3.0%尧4.9%遥巴里坤山南坡地表径流达17381万m3袁但仍以地下水供应为主袁占11050万m3袁总开发率为64.4%曰哈尔克山南坡区水资源以冰川融水为主袁但其主要以地下水工业为主袁开发率较高袁为143.4%曰石城子河地区也以地下水利用占优袁水资源开发率高达177.3%遥3结论与建议3.1结论以哈密市气象站点监测和水文监测数据为基础袁运用基础统计和一元回归方法袁对哈密市水资源量时空分布特征进行研究袁得出结论如下院淤由于地处世界上处亚欧大陆腹地袁哈密市气候干燥袁水资源在时间尧空间上的分布不仅受降水过程控制袁图2哈密市降水量变化2.4哈密市地表水资源特征虽然区域地表水资源较之于地下水稀缺袁但作为最易被利用的水资源袁全市地表水尤为重要遥全市境内河流以季节性河流为主袁多为夏季冰雪融水形成袁具有流程短尧流量小尧季节性不均衡的特点遥全市形成独立水系的河流有29条袁受地形与气候影响袁多注入湖泊或消失于沙漠遥地表径流北部山区袁河流大多为由巴里坤山尧哈尔里克山区形成的一些间歇性河流遥河流存在春汛和夏讯袁春汛以积雪融水为主袁汛期较短尧水量较少而集中袁主要发生于4~6月曰夏讯以冰川融水为主要来源袁期间炎夏高温尧冰川消融袁汛期在7~8月袁水流量大而平稳袁并为耕地尧牧草提供灌溉水源曰9~11月为平水期袁河流水量稳定于年均值水平袁变异性小曰9~3月是河流枯水期袁鲜有地下水尧降雪补给袁期间河流冻融袁间歇性强[4]遥2.5哈密市水资源空间分布分析降水的空间分布不均衡袁也造成了地表径流分布差异曰中部以北的山区汇集了全区80%的地表径流袁而东南部地区不足20%遥本底环境的限制袁使得区域水资源开发也极具空间不均衡性[5]袁如表2所示遥表2哈密市水资源开发空间分布(万m3)区域供水量水资源总量开发率地表水地下水合计地表水地下水合计七角井区0152152835421150463.0%巴里坤山南坡608411050171341738192222660364.4%石城子河区12137289944113114864832823192177.3%哈尔克山南坡8698138572255513029306415725143.4%哈密盆地区01501500303730374.9%合计86981385722555461402786274002109.

6%窑35窑.com.cn. All Rights Reserved.No.6November袁2017第6期2017年11月陕西水利ShaanxiWaterResources渊上接第25页冤方法三院利用2-7节点洪水沿程损失率袁代替3尧4节点袁5尧6节点之间的洪峰流量相对衰减率来计算设计洪水遥由于3尧4节点袁5尧6节点之间的洪峰流量相对衰减率袁是利用3尧4节点袁5尧6节点之间的合计洪峰流量计算的衰减率袁存在一定的误差袁本方法用2要7节点洪峰流量相对衰减率渊表2冤来代替3尧4节点袁5尧6节点之间的洪峰流量相对衰减率来计算设计洪水袁利用方法一计算出的2节点的设计洪峰流量袁根据2节点与4个节点之间的河道距离推算出4个节点的设计洪峰流量袁计算原理同方法一袁计算结果见表6遥2.2.3成果合理性分析本次8个节点的不同频率下的设计洪水计算袁衰减率采用相应频率下的洪峰流量相对衰减率袁减少了误差袁使设计值更加精确遥方法一尧二尧三设计的设计洪峰流量相差不大袁方法一采用的是利用清水河引水枢纽直接到下游各节点的洪峰流量相对衰减率来计算的设计洪峰流量袁方法二采用的是各节点之间的洪峰流量相对衰减率袁利用清水河引水枢纽设计洪峰流量递推出各节点的设计洪峰流量遥方法三采用的是用2耀7节点之间的洪峰流量相对衰减率来代替区间节点之间的衰减率袁由于洪峰流量相对衰减率在每段河道中的衰减是不同的袁是呈曲线变化的袁而方法一尧三应用的是直线衰减率袁方法二应用的是折线衰减率袁鉴于目前资料的情况下袁选用折线衰减率比直线衰减率要更加精确袁所以本次设计洪峰流量采用方法二计算的值遥3结语通过三种洪水分析计算方法比较可知袁清水河引水枢纽尧东西支分水口尧314国道西支桥尧314国道东支桥尧解放二渠北干渠西支泄洪闸尧解放二渠北干渠东支泄洪闸尧东西支汇合口尧博斯腾湖入湖口20年一遇设计洪峰分别为288m3/s尧271m3/s尧260m3/s尧262m3/s尧248m3/s尧245m3/s尧231m3/s尧196m3/s袁这为将堤防确定20年一遇防洪标准提供参考袁有利于减轻清水河洪涝灾害遥表64个节点设计洪峰流量成果表单位院m3/sP=1%P=2%P=3.3%P=5%P=10%P=20%P=50%东西支汇水口43736531427120213556.2314国道西支桥42735730626419713254.9314国道东支桥42535530526319613154.6解放二渠北干渠西支泄洪闸39032628024118012150.2解放二渠北干渠东支泄洪闸38432127523717711949.4设计频率还与地理环境密切相关遥于哈密市实测最大年降水量与最小年降水量的比值均大于3袁大部分地区降水量的变异系数在0.15耀0.20之间袁这种变异性特点是由温带季风性气候区降雨季节性分配不均衡和年际波动性大造成的遥盂哈密地表径流量季节性特征显著袁夏季径流量最大袁其次为春季尧秋季尧冬季袁这种分配不均衡不仅为农作物生存造成不利影响袁也为洪涝尧干旱灾害的发生带来潜在威胁遥榆该市地下水为最主要供水来源袁总体而言其变率小尧分布稳定曰而地表径流年际变化大尧空间分布不均衡袁在全球气候变化的背景下袁哈密市降水尧水循环过程的年季节波动性将会增加遥3.2建议哈密市降水资源匮乏尧冰川融水减少袁水资源供需十分不平衡袁水资源缺失是区域可持续发展的限制因素遥鉴于此袁应该把节水视作长效任务袁农业上应优化作物结构尧提升种植技术尧普及高新灌溉技术袁加强水资源节约曰工业上注重水资源重复利用尧污水处理尧控制水污染曰生活上从水资源供应网络尧供水设备尧日常等方面进行袁总之节水是永恒主题遥哈密市水资源年内分布不均衡袁为水资源调蓄增加困难遥春季水资源量占全年10%~15%袁而需水量占20%~30%袁并且水库等蓄水设施缺乏袁无法满足有效调配利用袁导致用水量尧特别是农业生产需水严重不足遥在此背景下应该科学规划建设蓄水设施袁确保地表径流保蓄袁为灌溉尧区域水源调配做准备曰并设计引水路线袁做好西水东调工作遥哈密市面临着冰川退化尧地下水深度加深袁水污染等水生态问题袁因而做好水资源涵养尧固碳行动应是第一位的袁从源头上增强水源保持功能曰其次加大污水处理尧治理措施袁从财政投入尧基础减少尧环境执法等方面综合行动袁遏制排污尧治理污染遥参考文献[1]王璞玉,李忠勤,周平,金爽,陈辉.近期新疆哈密代表性冰川变化及对水资源影响[J].水科学进展,2014,25(12104):518-525.[2]贾丽丽,王晓强.哈密地区水资源评价与利用对策研究[J].中国水运,2010,.1005:127-128.[3]焦宏波.哈密地区水资源利用规划节水研究[J].水利规划与设计,2009,No.8802:4-5+77.[4]肖重华,李鹏.哈密市水资源承载能力及其供水对策[J].新疆水利,1996,No.9304:34-37.[5]张立民.合理配置水资源并实现新疆优势资源转换问题的研究[D].天津大学,2008.