塔里木河流域近期综合治理工程施工与管理(塔里木河流域近期综合治理系列丛书)
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2.3 节水工程

2.3.1 灌区节水改造工程

近期综合治理工程实施前,“四源一干”灌区水资源利用粗放,水量浪费严重,通过节水改造,不仅可以提高水资源利用效率,防治土壤盐碱化,又可为抢救干流下游绿色走廊提供水资源保证。

近期灌区节水改造的原则为:以常规节水技术为主,渠系工程和田间工程并重,加快渠系工程衬砌、田间工程配套和渠首工程改造,适度发展高新节水面积。规划近期“四源一干”地区新增节水灌溉面积971万亩,占现状灌溉面积的51%,节水量15.65亿m3(指灌区当地节水量),工程总投资55.11亿元。

(1)常规节水。“四源一干”在节水灌溉方面存在的主要问题是:灌区建设标准低,配套程度差,经过多年运行,老化失修严重;渠首缺乏控制工程,引水保证率低;闸门漏水,启闭不灵;渠系衬砌率不足1/4,输水损失量大;田间工程不配套,土地不平整,畦块面积过大;灌水技术落后,部分灌区仍采用大水漫灌;部分灌区由于排水不畅,地下水位长期偏高,土壤盐碱化严重,为了洗盐压碱而采用大水漫灌,造成水资源浪费和土壤盐碱化的恶性循环。运行多年的塔里木拦河闸见图2.7。

灌区常规节水改造以节水增效为中心,采取农业、水利等综合措施,发挥灌区节水、增产综合效益。在积极调整农作物种植结构,降低田间需耗水量的基础上,进行灌区续建配套和节水改造。合并引水口门,建设渠首引水控制工程,提高引水保证率;以输水渠道防渗和改进地面灌水技术为重点,搞好干渠、支渠、斗渠各级渠系衬砌和建筑物配套(见图2.8节水改造后的预制六棱板输水干渠)。大力开展平地缩块农田基本建设,积极推广膜上灌、沟灌和小畦灌,完善配套渠系量水设施;在地下水位高、盐碱化威胁较重的灌区积极发展井渠双灌和灌排配套,控制地下水位,防止盐碱化。在布局上,优先在灌区配套程度差,现状灌溉定额高,节水效果显著的灌区。规划“四源一干”在现有灌区中发展常规节水灌溉面积926万亩,渠系水利用系数由0.4提高到0.5以上,节约引水量14.59亿m3,投资50.62亿元。其中源流区发展节水面积867万亩(阿克苏河379.8万亩、叶尔羌河318.7万亩、和田河101.9万亩、开都河—孔雀河66.7万亩),节水量12.21亿m3,投资46.29亿元;塔里木河干流发展节水面积59.1万亩,节水量2.38亿m3,工程总投资4.33亿元。

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图2.1 近期综合治理工程分布图

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图2.2 塔里本河干流近期综合治理工程分布图

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图2.3 和田河近期综合治理工程分布图

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图2.4 叶尔羌河近期综合治理工程分布图

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图2.5 阿克苏河近期综合治理工程分布图

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图2.6 开都河—孔雀河近期综合治理工程分布图

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图2.7 1972年投入运行的塔里木拦河闸

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图2.8 节水改造后的预制六棱板输水干渠

(2)高新技术措施节水。与常规节水措施相比,高新节水措施不但节水效率更高,而且还具有节能、省力、节地、对地形和土质适应性强、保土保肥、灌水均匀等特点,从长远看,是节水发展的主要方向。但高新节水措施相应投资较大,运行管理中技术要求较高,运行费用也较高。

高新节水技术主要有管灌、喷灌和微灌(包括滴灌、渗灌、涌流灌等)。根据高新节水技术特性和适用范围,同时,考虑到塔里木河流域各地区高新节水灌溉发展的经验,结合灌区种植结构的调整,高新节水措施主要安排在管理水平较高的灌区、经济作物种植区和井灌区等,以管灌、喷灌为主(低压管道灌溉工程首部见图2.9)。在现有灌区中发展高新节水措施面积44.9万亩,节水量1.05亿m3,投资约4.5亿元,其中源流区高新节水措施面积29.9万亩(阿克苏河7.5万亩、叶尔羌河13.9万亩、和田河3.5万亩、开都河—孔雀河5.0万亩),节水量0.75亿m3,投资约3.0亿元;干流高新节水措施面积15万亩,节水量0.3亿m3,工程总投资1.5亿元。

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图2.9 低压管道灌溉工程首部

2.3.2 平原水库节水改造工程

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图2.10 改造前的帕满水库引水口

“四源一干”河川径流时空分布不均,加之缺乏山区控制性水库调节,不能满足农业灌溉高峰期的用水要求,从20世纪60年代开始,源流和干流相继修建了大量平原水库。平原水库由于其水深浅,水面面积大,蒸发渗漏损失水量较大,而且建设标准低,经过多年运行,多为病险库。为了提高水资源利用率,近期应结合平原水库的除险加固,进行坝体防渗、增建引水控制闸等改造,并结合山区控制性水库建设,废弃部分平原水库。改造前的帕满水库引水口见图2.10。

(1)源流平原水库调整和节水改造(节水改造后的叶尔羌河流域依干其水库见图2.11)。源流区平原水库主要集中在叶尔羌河流域和和田河流域。和田河流域已建成乌鲁瓦提山区控制性水利枢纽,叶尔羌河流域规划建设下坂地山区控制性水利枢纽,根据其规划开发任务,一部分平原水库的调节供水功能改由山区水库承担。规划近期在叶尔羌河流域废弃平原水库16座。对12座平原水库进行节水改造,其中阿克苏河2座,叶尔羌河6座,和田河4座。共可节水量2.22亿m3,工程总投资4.52亿元。

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图2.11 节水改造后的平原水库

(2)干流平原水库调整和改造。塔里木河干流上中游的其满、大寨、塔里木、喀尔曲尕4座平原水库,均为病险库,蒸发渗漏损失严重,规划对其实施坝体防渗、增建引水控制闸、增深缩库等节水改造。

下游大西海子水库,将塔里木河干流来水全部拦截,是造成下游绿色走廊断流的重要原因之一。为抢救下游生态,打通干流下游输水通道,规划废弃大西海子水库。水库废弃后,其灌区的灌溉任务由恰拉水库承担,结合博斯腾湖输水工程,规划对恰拉水库进行除险加固和防渗改造,并修建相应的配套工程(改扩建恰铁干渠及库塔干渠等)。

塔里木河干流平原水库调整、节水改造工程总投资4.92亿元,可节水量0.98亿m3

2.3.3 地下水开发利用工程

塔里木河四源流平原地区地下水资源丰富,水位埋深浅,蒸发损失量大。在宜井区积极稳妥地发展井灌(正在抽水的水源地机井见图2.12),既可以夺取地下水潜水蒸发损失量,减少地表引水输、配水损失,又能缓解灌溉高峰期的供水矛盾,也有利于控制地下水位,防治土地盐碱化。现状源流区纯井灌面积仅占总灌溉面积的5%,地下水开采量4.8亿m3,仅占灌溉供水量的2.3%,占可开采量71亿m3的6.6%,地下水开发利用的潜力较大。

根据各源流区的水文地质条件、机电井发展现状和水资源配置的需要,源流平原区地下水开发,应遵循统一规划、分片布局、解决春旱供水和排水相结合、水源地集中开发与分散开发相结合、机电井建设与高新节水相结合、渠井双灌等原则,并考虑灌区生态系统对地下水位的要求,做到地下水开发与生态保护之间的协调统一。

规划近期源流区新建机电井3272眼,并使现有机电井全部配套发挥效益,新增地下水开采量4.58亿m3。新建机电井主要安排在开都河—孔雀河流域的焉耆盆地、阿克苏河平原三角洲、叶尔羌河泉水溢出带及冲积平原上、中段,地下水开发利用工程总投资为4.18亿元。

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图2.12 正在抽水的水源地机井

2.3.4 生态建设工程

生态建设工程包含:退耕封育保护和林草生态建设。

(1)退耕封育保护。为保护塔里木河干流两岸的森林资源,制止毁林开荒乱占林地,杜绝新的毁林开荒,禁止林地逆转和非法流失,规划在塔里木河干流上中游现有耕地中实施退耕封育保护33万亩,需投资3.3亿元。其中上游阿克苏地区退耕封育19.5万亩,投资1.95亿元,中游巴州退耕封育13.5万亩,工程总投资1.35亿元。

(2)林草生态建设。生态闸的建设为天然植被合理用水提供了可能,但要最终实现两岸生态保护目标,需配合一定的林业和草地生态工程措施。规划在塔里木河干流建设荒漠林恢复、封育工程280万亩(干流下游林草封育见图2.13),其中上中游荒漠林封育250万亩(胡杨林110万亩,灌木林140万亩),下游荒漠林恢复30万亩;在塔里木河干流建设草地改良和保护面积104万亩,其中上中游草地改良面积94万亩,甘草、罗布麻草地经济植物保护区10万亩。林草建设工程总面积384万亩,工程总投资1.5亿元。

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图2.13 干流下游林草封育