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摘 要： 摘要：除每年冬蓄外，水庫(kù)每年還要4次關(guān)閘調(diào)蓄水量，以及分別為小麥二水灌溉、復(fù)播玉米及棉花各次水灌溉、冬小麥播前水灌溉、冬灌調(diào)蓄水量，這四次調(diào)蓄也可為灌區(qū)生產(chǎn)調(diào)蓄水量約3108m3，充分發(fā)揮了水庫(kù)工程的調(diào)節(jié)作用。由于基本解決了作物生長(zhǎng)期缺水問題，使
摘要：除每年冬蓄外，水庫(kù)每年還要4次關(guān)閘調(diào)蓄水量，以及分別為小麥二水灌溉、復(fù)播玉米及棉花各次水灌溉、冬小麥播前水灌溉、冬灌調(diào)蓄水量，這四次調(diào)蓄也可為灌區(qū)生產(chǎn)調(diào)蓄水量約3×108m3，充分發(fā)揮了水庫(kù)工程的調(diào)節(jié)作用。由于基本解決了作物生長(zhǎng)期缺水問題，使灌區(qū)灌溉面積不斷增加，作物的單產(chǎn)、總產(chǎn)都有較大幅度提高。近年來，灌區(qū)圍繞“糧、棉、畜、園”四大基地，推動(dòng)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。
關(guān)鍵詞：水庫(kù)經(jīng)濟(jì),水利,灌溉
糧食總產(chǎn)由1995年的27.316萬(wàn)t增長(zhǎng)到2011年的39.287萬(wàn)t;棉花總產(chǎn)由1995年的6.92萬(wàn)t增長(zhǎng)到2011年的19.86萬(wàn)t，農(nóng)牧民人均收入由建庫(kù)前的不足600元增加至2011年的4848元。工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值由1995年的16億元增加到2010年的27.67億元，其中農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值21.86億元，總產(chǎn)值5.81億元。年平均灌溉直接經(jīng)濟(jì)效益在4.6億元左右。
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由于春旱缺水，灌區(qū)作物種植單一，棉花等經(jīng)濟(jì)作物只能小規(guī)模種植，經(jīng)水庫(kù)調(diào)蓄水量后，灌區(qū)各縣經(jīng)濟(jì)作物(棉花)比例成倍增長(zhǎng)，全灌區(qū)棉花種植面積從1990年的3萬(wàn)hm2發(fā)展至2011年的12.296萬(wàn)hm2，為原種植面積的4.09倍。㈡渭干河灌區(qū)可灌面積及種植面積大幅提高由于克孜爾水庫(kù)冬、夏調(diào)蓄，基本解決了渭干河灌區(qū)春播、春灌、夏灌和冬播、冬灌缺水問題。灌區(qū)灌溉面積從建庫(kù)前的10.933萬(wàn)hm2發(fā)展到2011年的20.585萬(wàn)hm2,復(fù)播面積3.4萬(wàn)hm2，共計(jì)23.985萬(wàn)hm2。總灌溉面積凈增13.051萬(wàn)hm2。其中糧食作物面積為7.26萬(wàn)hm2,占總灌溉面積的30.0%,主要種植小麥、復(fù)播玉米;經(jīng)濟(jì)作物面積12.296萬(wàn)hm2，占灌溉面積的51%，主要種植棉花、油料、瓜菜;灌溉草場(chǎng)面積0.32萬(wàn)hm2，占總灌溉面積的2%;林果業(yè)面積3.549萬(wàn)hm2,占總灌溉面積的14%;防護(hù)林0.353萬(wàn)hm2。克孜爾水庫(kù)每年為配合灌區(qū)做好抗旱調(diào)度工作，多年來始終堅(jiān)持發(fā)電服從灌溉的原則，調(diào)配水量。
克孜爾水庫(kù)下游有庫(kù)車、新和、沙雅三個(gè)縣，共75萬(wàn)人口，總灌溉面積23.333萬(wàn)hm2，是自治區(qū)大型農(nóng)業(yè)灌區(qū)和重要糧棉生產(chǎn)基地之一。水庫(kù)下游還是塔里木油氣田主產(chǎn)區(qū)，并有渭干河引水樞紐、庫(kù)木吐拉水電站、314國(guó)道和南疆鐵路、塔河油田等重要設(shè)施。克孜爾水庫(kù)建成后，渭干河百年一遇洪水經(jīng)水庫(kù)調(diào)蓄后，可將3380m3/s的洪峰流量削減至661m3/s，低于下游河道安全過洪能力750m3/s，使下游河道防洪標(biāo)準(zhǔn)從大約4年一遇洪水提高到100年一遇洪水。克孜爾水庫(kù)運(yùn)行21年來，三縣幾乎已沒有防洪任務(wù)，僅該項(xiàng)每年可節(jié)約防洪投入533.5萬(wàn)元(2011年價(jià))。而且每年汛期正是農(nóng)忙季節(jié)，水庫(kù)調(diào)蓄洪水后，可使三縣人民更好地投入到生產(chǎn)建設(shè)中。克孜爾水庫(kù)自1991年開始攔洪度汛，至今水庫(kù)已安全度汛21年，期間攔蓄5年～10年重現(xiàn)期(設(shè)計(jì)洪水流量809m3/s～1312m3/s)的洪水共8次;超過及僅稍次于20a重現(xiàn)期(設(shè)計(jì)洪水流量1885m3/s)的洪水各1次;攔蓄略次于50a重現(xiàn)期(設(shè)計(jì)洪水流量2718m3/s)的洪水1次。攔蓄流量超過100a重現(xiàn)期(設(shè)計(jì)洪水流量3380m3/s)的洪水1次。攔蓄流量100a重現(xiàn)期(設(shè)計(jì)洪水流量3380m3/s)的洪水1次詳情(見表2)。根據(jù)《新疆渭干河克孜爾水庫(kù)工程經(jīng)濟(jì)后評(píng)價(jià)》中分析計(jì)算結(jié)果，克孜爾水庫(kù)多年平均防洪效益為5360萬(wàn)元。徹底解決了下游庫(kù)車、新和、沙雅三縣的汛期防洪問題，其中1999年7月，克孜爾水庫(kù)成功攔蓄了接近50年一遇洪水的特大洪水，洪峰流量高達(dá)2590m3/s，經(jīng)水庫(kù)調(diào)蓄削峰后最大下泄流量小于400m3/僅此一年，減少洪災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失近4.8億元;特別是2002年渭干河上游先后出現(xiàn)了5場(chǎng)洪水，洪峰流量均超過了下游安全泄量750m3/s。其中最大一場(chǎng)為7月23日的洪峰流量為3600m3/s的洪水，由于克孜爾水庫(kù)對(duì)渭干河“7.23”特大洪水的合理調(diào)蓄，保護(hù)了下游防洪區(qū)內(nèi)庫(kù)車、新和、沙雅三縣人民生命財(cái)產(chǎn)安全以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、及通迅、開發(fā)等，總共減少下游防洪保護(hù)區(qū)內(nèi)的洪災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失在31.3億元以上，其中不包括洪災(zāi)可能造成的間接經(jīng)濟(jì)損失。2010年克孜爾水庫(kù)發(fā)生“7.28”100年一遇洪水，最大洪峰流量達(dá)3360.0m3/s，為渭干河歷史上有實(shí)測(cè)記載排位第二的大洪水。洪水發(fā)生后在自治區(qū)防辦和地區(qū)領(lǐng)導(dǎo)的統(tǒng)一指揮和關(guān)心下，水庫(kù)又一次成功攔蓄了2010年“7.28”接近100年一遇的洪水，并將最大泄量控制在750.0m3/s左右，削峰率達(dá)78.0%，確保了下游庫(kù)、沙、新三縣人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，據(jù)不完全僅此一年，減少洪災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失近21億多元，水庫(kù)再次發(fā)揮了巨大的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。
塔里木河的水質(zhì)的到了有效改善，由于新和、沙雅大部分農(nóng)田灌溉排水，經(jīng)新沙總干排排入塔里木河其最大排水量達(dá)7m3/s，年排水流量達(dá)2.2108m3，投入的年排水量是塔河現(xiàn)有徑流量的5.25%，使塔里木河中游兩岸綠色長(zhǎng)廊的供給水量由所增長(zhǎng)，排水總干渠穩(wěn)定后硬化度為2g/L～3g/L，低于塔里木枯水期河道水硬化度，且保持住塔里木河不致斷流，維持了塔里木河中游枯水期生態(tài)環(huán)境的延續(xù)。渭干河灌區(qū)土壤鹽堿化改良創(chuàng)造了優(yōu)勢(shì)條件，由于水庫(kù)的調(diào)蓄作用，灌區(qū)渠道防滲的擴(kuò)大，排水系統(tǒng)的完善，灌區(qū)內(nèi)地下水大面積下降，沼澤面積逐漸落干，農(nóng)區(qū)內(nèi)荒漠半荒漠地都逐漸開墾為耕地，畝毛灌溉定額由17100m3/hm2，降低到10650m3/hm2以下，灌區(qū)生態(tài)環(huán)境逐漸好轉(zhuǎn)。灌溉面積可進(jìn)一步擴(kuò)大,這時(shí)渭干河灌區(qū)可擴(kuò)大到近24萬(wàn)hm2(包括草湖地區(qū)場(chǎng)和林地)，其中下游草湖地區(qū)發(fā)展人工灌溉草場(chǎng),林地及農(nóng)田可達(dá)4.907萬(wàn)hm2,從而使下游60667萬(wàn)hm2天然草場(chǎng)及林地的大部分成為人工灌溉,進(jìn)一步發(fā)展下游生態(tài),保證了該地區(qū)的草場(chǎng)林木,為防風(fēng)固沙、水土保持、穩(wěn)定綠洲,保證草湖地區(qū)人民生產(chǎn)、生活提供了天然的保護(hù)屏障。克孜爾水庫(kù)的建成不但為該地區(qū)人民提供了便利清潔的能源,其巨大的環(huán)保、生態(tài)效益正在日益發(fā)揮著作用。
太湖流域處于中國(guó)東部濕潤(rùn)性季風(fēng)區(qū)，每年降水主要集中于夏季，短期暴雨引起的洪水也多集中于夏季，由區(qū)域降水補(bǔ)給和徑流輸入導(dǎo)致洪澇災(zāi)害也頻發(fā)于夏季。由于南京地處太湖流域上游，南京站降水量能反映下游徑流特征。故以南京站數(shù)據(jù)為主，輔以同一流域降水情勢(shì)相同的上海和杭州站夏季降水記錄，得到流域夏季降水序列。采用流域夏季(6、7和8月)降水大于90%百分位作為極端豐水年，結(jié)合長(zhǎng)江干流下游河段水文監(jiān)測(cè)大通水文站1950年以來徑流量大于90%百分位做為極端洪水年，并與文獻(xiàn)洪水記錄對(duì)比，綜合分析得到洪水參數(shù)(圖略)。對(duì)比洪水參數(shù)，太湖沉積、湖相韻律變化，佐以磁學(xué)特征，獲得太湖流域洪水指標(biāo)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)太湖TXS鉆孔沉積粒度砂級(jí)粒徑(>64μm)與過去150a來洪水年重合15次，誤差±1年，重合年份為1849，1859—1860，1870—1871，1882—1883，1895—1896，1901—1902，1907，1912—1913，1931，1954—1955，1973—1974，1980，1986—1987，1991—1992，1998年等，識(shí)別率達(dá)到62.5%。緣由可能是采樣間隔精度尚未達(dá)到1a數(shù)量級(jí)(本鉆孔為±3a/樣)。根據(jù)現(xiàn)代150a粒度—磁化率—洪水參數(shù)建立的洪水指標(biāo)，進(jìn)行快速傅里葉頻譜變換(FFT)。表明沉積粒徑、低頻磁化率具共同的48a和20a周期(圖5)。此外，對(duì)TXS鉆孔巖芯4.12m段進(jìn)行類比，獲得了洪水重發(fā)信號(hào)。其中粗顆粒砂級(jí)粒徑(>64μm)—低頻磁化率指標(biāo)捕獲洪水事件64次;沉積物中值粒徑(D=50)—低頻磁化率指數(shù)分析獲得洪水事件58次。
TXS孔位于湖泊中心區(qū)，與湖泊邊緣相比較，沉積速率更低。雖然局部湖岸因風(fēng)浪沖擊崩塌也能增加太湖水中的含沙量，但對(duì)整個(gè)太湖影響不大。因此，太湖盆地是一個(gè)以外來碎屑沉積為主的開放型沉積湖盆，進(jìn)入湖盆的來水是控制沉積物粒徑構(gòu)成變化的主要?jiǎng)恿σ蜃印８鶕?jù)沉積分選原理[31]，沉積物顆粒大小由湖邊向湖中心逐漸變細(xì)，并呈同心圓狀分布;在湖泊中的不同位置，沉積物顆粒的大小隨搬運(yùn)動(dòng)力改變可發(fā)生變化。當(dāng)降水量增加尤其集中降雨、強(qiáng)降雨增加時(shí)，進(jìn)入湖泊水量增加，水流搬運(yùn)泥沙能力增強(qiáng)，搬運(yùn)相對(duì)較粗的碎屑顆粒物質(zhì)進(jìn)入湖泊沉積;當(dāng)流域降水減少，入湖水量減少，流速變緩，水動(dòng)力搬運(yùn)能力減弱，水流挾帶泥沙的搬運(yùn)動(dòng)力下降，搬運(yùn)的沉積碎屑物也就相對(duì)較細(xì)。所以粗顆粒物質(zhì)砂(>64μm)的沉積指示著較高的區(qū)域降水和較大的徑流輸入，于中國(guó)東部濕潤(rùn)季風(fēng)區(qū)則預(yù)示著暴雨和洪澇事件的發(fā)生;如果只有細(xì)顆粒的沉積而缺失粗顆粒物質(zhì)則代表著降水量偏少年份，表明當(dāng)時(shí)氣候相對(duì)干旱。本研究表明太湖湖泊沉積物粒度砂級(jí)粒徑(>64μm)與磁學(xué)特征能捕獲過去150a來洪水事件14次，識(shí)別率為62.5%。該指標(biāo)對(duì)洪水的分辨率達(dá)不到90%或更高，主要原因是沉積速率低(約0.173cm/a)，盡管鉆孔位于湖心位置，取樣是5mm間隔。磁化率作為一項(xiàng)環(huán)境代用指標(biāo)，反映了各種環(huán)境營(yíng)力之間相互作用和轉(zhuǎn)化過程，能指示區(qū)域沉積環(huán)境。磁化率能夠較好地反映黃土和古土壤成土過程的作用程度，高值表明了較強(qiáng)烈的成壤作用和適宜的氣候狀況，低值表明了鐵磁性礦物含量較少和較為惡劣的氣候狀況[32，33]。沉積物中磁性礦物來源有三類;外源磁性礦物、自生磁性礦物和成巖磁性礦物，湖泊沉積磁性礦物中外源磁性礦物占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)[34]。沉積物磁化率的大小與其磁性礦物種類、粒徑、含量相關(guān)，它們都受物源區(qū)影響。因此，磁化率可以反映沉積動(dòng)力的強(qiáng)弱及其變化趨勢(shì)，若沉積動(dòng)力與沉積環(huán)境不變，可以反映沉積物源區(qū)的變化[27]。太湖盆地磁性礦物來源以外源磁性礦物為主，受輸入碎屑物質(zhì)磁性礦物成分、含量和粒度控制，磁性礦物含量和粒度組成與水動(dòng)力條件相關(guān):若物源區(qū)磁性礦物以粗顆粒砂級(jí)碎屑為主，當(dāng)水動(dòng)力搬運(yùn)能力強(qiáng)時(shí)，磁化率就大;若物源區(qū)磁性顆粒礦物以細(xì)顆粒黏土為主，則動(dòng)力搬運(yùn)能力較弱時(shí)，沉積物磁化率也相對(duì)較大。文中依據(jù)沉積物粒度、湖相韻律以及磁學(xué)特征嘗試對(duì)太湖流域150a來洪澇事件進(jìn)行定量重建，個(gè)別洪水事件的沉積剖面年齡與洪水參數(shù)年齡有大約1年的偏離，這可能與210Pb年齡測(cè)試的誤差有關(guān)，也可能與風(fēng)浪、風(fēng)涌水和湖流對(duì)湖底的擾動(dòng)造成沉積環(huán)境的不穩(wěn)定有關(guān)。同時(shí)，鉆孔粗顆粒砂級(jí)沉積并不能與洪水參數(shù)形成一一對(duì)應(yīng)，一些沉積顆粒較粗年份并沒有洪水事件發(fā)生，也表明自然狀況下湖泊沉積動(dòng)力環(huán)境的復(fù)雜性。
