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user: 3. 结果与分析 3.1. 灌溉水资源量分析 新疆水资源利用刚性约束2030年用水总量控制 [ 16 ] [ 17 ] 指标526.7亿m 3 ，以2018年供水总量农业用水占比为基准，按2%占比等差递减地方系统农业水资源量如表1所示，可以看出，2030年新疆用水总量526.7亿m 3 控制指标，其中地方系统379.29亿m 3 左右。地方系统现状2018年农业用水386.20亿m 3 ，占比91.8%。供水总量379.29亿m 3 条件下，占比90.0%的农业用水量339.79亿m 3 ；占比86.4%时的农业用水量326.20亿m 3 ；占比81.2%时的农业用水量306.63亿m 3 ；占比74.7%时的农业用水量282.10 亿m 3 。分析表明，水资源 Table 1 Agricultural water supply of local system in Xinjiang (100 million m3 灌区 2018年现状统计 2030年供水 总量控制 农业用水占供水总量2%等额递减 供水总量 农业 用水 占供水 总量% 农业用水 占供水 总量% 农业用水 占供水 总量% 农业用水 占供水 总量% 农业 用水 占供水 总量% 和田 41.13 38.40 93.4 38.77 35.49 91.5 34.07 87.9 32.02 82.6 29.46 76.0 喀什 91.84 88.47 96.3 79.81 75.32 94.4 72.31 90.6 67.97 85.2 62.53 78.4 克州 10.75 9.98 92.8 10.23 9.30 90.9 8.93 87.3 8.40 82.1 7.72 75.5 阿克苏 81.43 78.50 96.4 67.53 63.80 94.5 61.25 90.7 57.57 85.3 52.96 78.4 巴州 36.39 31.93 87.7 36.77 31.60 85.9 30.34 82.5 28.52 77.6 26.24 71.4 吐鲁番 12.26 10.73 87.5 10.44 8.95 85.8 8.59 82.3 8.08 77.4 7.43 71.2 哈密 7.18 5.70 79.4 6.53 5.08 77.8 4.88 74.7 4.59 70.2 4.22 64.6 乌鲁木齐 5.55 3.74 67.3 1.67 1.10 66.0 1.06 63.3 0.99 59.5 0.91 54.8 昌吉州 27.74 24.13 87.0 22.49 19.17 85.3 18.41 81.8 17.30 76.9 15.92 70.8 博州 10.13 9.36 92.4 9.45 8.56 90.6 8.21 86.9 7.72 81.7 7.10 75.2 塔城 20.38 18.47 90.6 16.57 14.71 88.8 14.12 85.2 13.28 80.1 12.21 73.7 伊犁州 45.10 39.65 87.9 45.10 38.85 86.1 37.30 82.7 35.06 77.7 32.25 71.5 阿勒泰 26.28 25.06 95.4 26.28 24.57 93.5 23.59 89.8 22.17 84.4 20.40 77.6 克拉玛依 4.75 2.08 43.8 7.65 3.28 42.9 3.15 41.2 2.96 38.7 2.73 35.6 北疆 139.93 122.49 87.5 129.21 110.25 85.8 105.84 82.3 99.49 77.4 91.53 71.2 东疆 19.44 16.43 84.5 16.97 14.03 82.8 13.47 79.5 12.66 74.7 11.65 68.7 南疆 261.54 247.28 94.5 233.11 215.51 92.6 206.89 88.9 194.48 83.6 178.92 76.9 全疆 420.91 386.20 91.8 379.29 339.79 90.0 326.20 86.4 306.63 81.2 282.10 74.7 表1. 新疆地方系统农业供水量(亿m 3 ) 总量控制目标下，随着经济社会用水结构调整引起农业用水占比下降，农业用水负增长和水资源节约高效利用尤显突出。 3.2. 农业用水田间灌溉定额分析 以新疆86个县域灌区30种大田作物灌溉用水为研究对象，采用式(1)~(8)综合分析得14个地州灌区不同灌溉模式田间灌溉定额(表2)看出，常规灌田间灌溉定额5085 m 3 /hm 2 ，膜上灌田间灌溉定额4530 m 3 /hm 2 ，喷灌田间灌溉定额4035 m 3 /hm 2 ，滴灌田间灌溉定额3720 m 3 /hm 2 。不同灌区灌溉模式灌溉定额大小呈现东疆 > 南疆 > 北疆灌区基本规律，与灌区地理生境区位、有效降水气象水文、植物水分蒸散及作物需水特征吻合。 Table 2 Field irrigation quota of different irrigation modes in Xinjiang irrigation distric 灌区 常规灌(m 3 /hm 2 ) 膜上灌(m 3 /hm 2 ) 喷灌(m 3 /hm 2 ) 滴灌(m 3 /hm 2 ) 和田 5205 4680 4185 3810 喀什 5130 4590 4110 3750 克州 5085 4560 4065 3720 阿克苏 5175 4650 4155 3810 巴州 5190 4605 4125 3795 吐鲁番 6825 6000 5370 4980 哈密 4920 4320 3855 3585 乌鲁木齐 5550 4920 4395 4050 昌吉州 4845 4380 3840 3540 博州 4935 4395 3915 3600 塔城 4725 4140 3720 3450 伊犁州 4815 4305 3840 3510 阿勒泰 4755 4185 3735 3480 克拉玛依 5325 4695 4185 3885 北疆 4995 4440 3945 3645 东疆 5865 5160 4620 4290 南疆 5160 4620 4125 3780 全疆 5085 4530 4035 3720 表2. 新疆灌区不同灌溉模式田间灌溉定额 为获取灌区不同灌溉模式综合田间灌溉定额，以2018年水利统计总灌面积滴灌面积占比48.5%为基准，在此基础上，滴灌面积占比分别提高到52.6%、60.4%、77.3%和86.2%，利用不同灌溉模式田间灌溉定额及其面积，由式(9)加权平均得灌区综合田间灌溉定额，如表3所示。由结果看出，灌区2018年滴灌面积占比48.5%时，综合田间灌溉定额4170 m 3 /hm 2 、滴灌面积占比52.6%时，综合田间灌溉定额4305 m 3 /hm 2 、滴灌面积占比60.4%时，综合田间灌溉定额4200 m 3 /hm 2 、滴灌面积占比77.3%时，综合田间灌溉定额3975 m 3 /hm 2 、滴灌面积占比86.2%时，综合田间灌溉定额3870 m 3 /hm 2 。分析表明，随着滴灌面积占比增加，综合田间灌溉定额逐步下降并接近滴灌田间灌溉定额，这有利于水资源高效利用和节水增效。 Table 3 Comprehensive field irrigation quota of Xinjiang irrigation district (m3/hm2 灌区 2018滴灌面积占比48.5% 滴灌面积占比52.6% 滴灌面积占比60.4% 滴灌面积占比77.3% 滴灌面积占比86.2% 和田 5115 4695 4590 4335 4110 喀什 4995 4770 4680 4275 4065 克州 5265 4830 4770 4320 3915 阿克苏 5025 4470 4335 4020 3930 巴州 4515 4080 3990 3900 3855 吐鲁番 5490 5955 5820 5370 5175 哈密 3585 3975 3840 3750 3690 乌鲁木齐 4425 5325 5250 4740 4350 昌吉州 3045 3750 3645 3585 3585 博州 3870 3795 3705 3645 3645 塔城 1950 3660 3585 3525 3510 伊犁州 3705 4230 4065 3810 3690 阿勒泰 4620 3825 3750 3630 3555 克拉玛依 4260 4035 3900 3900 3900 北疆 3240 4035 3930 3795 3735 东疆 4605 4950 4815 4560 4440 南疆 4950 4545 4455 4140 3990 全疆 4170 4305 4200 3975 3870 表3. 新疆灌区综合田间灌溉定额(m 3 /hm 2 ) 3.3. 灌溉水利用系数分析 以2018年灌溉水利用系数0.542为基准，2020年实现0.570， 2025年预期由0.570提升到0.600提高5.26%，2030年预期由0.600提升到0.630提高5.00%，2035年预期由0.630提升到0.650提高3.17%，努力实现新疆灌区综合灌溉水利用系数0.650 (中型灌区不低于0.60，微灌工程近于0.85) [ 18 ] 目标。由此得不同灌溉水利用系数及毛灌溉定额如表4所示，由分析结果看出，新疆灌区2020年，实现毛灌溉定额7560 m 3 /hm 2 ，灌溉水利用系数需达到0.570；灌区2025年，预期毛灌溉定额减少到7005 m 3 /hm 2 ，灌溉水利用系数需提升至0.600；灌区2030年，预期毛灌溉定额减少至6315 m 3 /hm 2 ，灌溉水利用系数需提升至0.630；灌区远景2035年，预期毛灌溉定额下降至5955 m 3 /hm 2 ，灌溉水利用系数需提升至0.650。由此可见，随着灌溉水利用系数提升，毛灌溉定额呈逐步下降状态，但由于灌溉水利用系数趋近上限值，毛灌溉定额下降空间十分有限。 3.4. 农业用水承载灌溉能力分析 由表1~4参数，以式(12)得影响因素与农业用水承载灌溉面积(表5)成果，并由此建立W、N、D、M、η与S多元回归方程式(13)，经拟合方程R、F均为极显著。 S = 58.8595 + 1.2375 W + 0.1077 N − 0.0206 D − 0.0059 M − 33.3210 η (13) [ R ( 70 - 2 ， 0.01 ) = 0.980 * * > R ( 70 - 2 ， 0.01 ) = 0.325 ; F ( 70 ， 0.01 ) = 334.73 * * > F ( 70 ， 0.01 ) = 2.37 ] 由式(13)看出，灌溉水资源可承载灌溉面积S，与农业用水量W、供水总量农业用水占比N成正比，与总灌面积滴灌面积占比D、毛灌溉定额M、灌溉水利用系数η成反比，对水资源承载灌溉面积影响大小顺序： W > N > D > M > η ，表明影响承载灌溉面积多因素中农业水量最为明显。由此，灌区S与W之间存在关系如图1所示，经拟合北疆、东疆、南疆灌区回归方程如下： S 北 疆 灌 区 = 0.0268 W 2 − 10.374 W + 1099.30 (14) ( R ( 5 - 2 ， 0.01 ) = 0.993 * * > R ( 5 - 2 ， 0.01 ) = 0.959 ) S 东 疆 灌 区 = 0.7133 W 2 − 28.982 W + 306.73 (15) ( R ( 9 - 2 ， 0.01 ) = 0.949 * > R ( 5 - 2 ， 0.01 ) = 0.878 ) S 南 疆 灌 区 = 0.1141 W 2 − 62.594 W + 8774.80 (16) ( R ( 9 - 2 ， 0.01 ) = 0.878 * > R ( 5 - 2 ， 0.01 ) = 0.878 ) Table 4 Irrigation water utilization coefficient and gross irrigation quota (m3/hm2 灌区 2018年现状 η 灌溉 = 0.542 2020年实现 η 灌溉 = 0.570 2025年预期 η 灌溉 = 0.600 2030年预期 η 灌溉 = 0.630 2035年预期 η 灌溉 = 0.650 M 毛 η 灌溉 M 田 M 毛 η 灌溉 M 田 M 毛 η 灌溉 M 田 M 毛 η 灌溉 M 田 M 毛 η 灌溉 M 田 和田 10500 0.487 5115 9135 0.512 4680 8520 0.539 4590 7635 0.566 4320 7035 0.584 4110 喀什 10230 0.489 4995 9270 0.514 4770 8640 0.541 4680 7515 0.568 4275 6915 0.586 4065 克州 10680 0.493 5265 9255 0.518 4800 8715 0.546 4755 7515 0.573 4305 6630 0.591 3915 阿克苏 9390 0.535 5025 7950 0.563 4470 7320 0.592 4335 6465 0.622 4020 6120 0.642 3930 巴州 8325 0.542 4515 7155 0.570 4080 6645 0.600 3990 6180 0.630 3900 5925 0.650 3855 吐鲁番 8895 0.618 5490 9165 0.650 5955 8505 0.684 5820 7470 0.718 5370 6975 0.741 5175 哈密 5355 0.669 3585 5655 0.704 3975 5190 0.741 3840 4845 0.778 3765 4605 0.802 3690 乌鲁木齐 7680 0.577 4425 8775 0.607 5325 8220 0.639 5250 7080 0.671 4740 6285 0.692 4350 昌吉州 4380 0.696 3045 5130 0.732 3750 4725 0.770 3645 4440 0.809 3600 4290 0.835 3585 博州 6030 0.641 3870 5625 0.674 3795 5220 0.710 3705 4890 0.745 3645 4740 0.769 3645 塔城 3120 0.626 1950 5565 0.658 3660 5175 0.693 3585 4845 0.728 3525 4665 0.751 3510 伊犁州 6900 0.536 3705 7500 0.564 4230 6855 0.593 4065 6105 0.623 3810 5730 0.643 3690 阿勒泰 8580 0.538 4620 6765 0.566 3825 6300 0.596 3750 5805 0.625 3630 5505 0.645 3555 克拉玛依 6375 0.669 4260 5730 0.704 4035 5265 0.741 3900 4995 0.778 3885 4860 0.802 3900 北疆 5460 0.593 3240 6465 0.624 4035 5985 0.656 3930 5505 0.689 3795 5250 0.711 3735 东疆 7245 0.636 4605 7395 0.669 4950 6840 0.704 4815 6165 0.739 4560 5820 0.763 4440 南疆 9720 0.510 4950 8475 0.536 4545 7890 0.565 4455 6975 0.593 4140 6510 0.612 3990 全疆 7695 0.542 4170 7560 0.570 4305 7005 0.600 4200 6315 0.630 3975 5955 0.650 3870 表4. 灌溉水利用系数及毛灌溉定额(m 3 /hm 2 ) 注：M 毛 为毛灌溉定额；η 灌溉 为灌溉水利用系数；M 田 为综合田间灌溉定额。 Table 5 Total control area of agricultural water resources and its influencing factor (b) 灌区 可灌面积万hm 2 2018年现状 农业用水量亿m 3 农业用水占比% 滴灌面积占比% 毛灌溉定额 (m 3 /hm 2 ) 灌溉水利用系数 代码 S W N D M η 和田 36.57 38.40 93.4 24.7 10500 0.487 喀什 86.48 88.47 96.3 22.3 10230 0.489 克州 9.34 9.98 92.8 11.6 10680 0.493 阿克苏 83.60 78.50 96.4 43.3 9390 0.535 巴州 38.35 31.93 87.7 71.3 8325 0.542 吐鲁番 12.06 10.73 87.5 34.3 8895 0.618 哈密 10.64 5.70 79.4 55.3 5355 0.669 乌鲁木齐 4.87 3.74 67.3 12.2 7680 0.577 昌吉州 55.09 24.13 87.0 77.1 4380 0.696 博州 15.52 9.36 92.4 76.5 6030 0.641 塔城 59.20 18.47 90.6 78.6 3120 0.626 伊犁州 57.46 39.65 87.9 31.7 6900 0.536 阿勒泰 29.21 25.06 95.4 60.9 8580 0.538 克拉玛依 3.26 2.08 43.8 81.2 6375 0.669 北疆 224.62 122.49 87.5 62.4 5460 0.593 东疆 22.71 16.43 84.5 44.2 7245 0.636 南疆 254.35 247.28 94.5 36.5 9720 0.510 全疆 501.67 386.20 91.8 48.5 7695 0.542 (c) 灌区 可灌面积/万hm 2 2020年实现 农业用水量亿m 3 农业用水占比% 滴灌面积占比% 毛灌溉定额(m 3 /hm 2 ) 灌溉水利用系数 代码 S W N D M η 和田 38.85 35.49 91.5 27.2 9135 0.512 喀什 81.25 75.32 94.4 24.6 9270 0.514 克州 10.05 9.30 90.9 12.8 9255 0.518 阿克苏 80.25 63.80 94.5 47.5 7950 0.563 巴州 44.16 31.60 85.9 75.8 7155 0.570 吐鲁番 9.77 8.95 85.8 37.8 9165 0.650 哈密 8.98 5.08 77.8 60.8 5655 0.704 乌鲁木齐 1.25 1.10 66.0 13.8 8775 0.607 昌吉州 37.37 19.17 85.3 83.7 5130 0.732 博州 15.22 8.56 90.6 84.1 5625 0.674 塔城 26.43 14.71 88.8 83.8 5565 0.658 伊犁州 51.80 38.85 86.1 34.9 7500 0.564 阿勒泰 36.32 24.57 93.5 66.5 6765 0.566 克拉玛依 5.72 3.28 42.9 89.3 5730 0.704 北疆 174.12 110.25 85.8 67.6 6465 0.624 (d) 东疆 18.75 14.03 82.8 48.6 7395 0.669 南疆 254.57 215.51 92.6 39.8 8475 0.536 全疆 447.43 339.79 90.0 52.6 7560 0.570 (e) 灌区 可灌面积/万hm 2 2025年预期 农业用水量亿m 3 农业用水占比% 滴灌面积占比% 毛灌溉定额(m 3 /hm 2 ) 灌溉水利用系数 代码 S W N D M η 和田 39.99 34.07 87.9 34.0 8520 0.539 喀什 83.69 72.31 90.6 30.7 8640 0.541 克州 10.25 8.93 87.3 16.9 8715 0.546 阿克苏 83.67 61.25 90.7 56.8 7320 0.592 巴州 45.66 30.34 82.5 83.0 6645 0.600 吐鲁番 10.10 8.59 82.3 45.3 8505 0.684 哈密 9.40 4.88 74.7 73.0 5190 0.741 乌鲁木齐 1.29 1.06 63.3 19.4 8220 0.639 昌吉州 38.96 18.41 81.8 91.2 4725 0.770 博州 15.73 8.21 86.9 91.1 5220 0.710 塔城 27.29 14.12 85.2 89.7 5175 0.693 伊犁州 54.41 37.30 82.7 46.6 6855 0.593 阿勒泰 37.44 23.59 89.8 72.7 6300 0.596 克拉玛依 5.98 3.15 41.2 98.3 5265 0.741 北疆 181.11 105.84 82.3 75.5 5985 0.656 东疆 19.50 13.47 79.5 58.3 6840 0.704 南疆 263.26 206.89 88.9 47.1 7890 0.565 全疆 463.87 326.20 86.4 60.4 7005 0.600 灌区 可灌面积万hm 2 2030年预期 农业用水量亿m 3 农业用水占比% 滴灌面积占比% 毛灌溉定额(m 3 /hm 2 ) 灌溉水利用系数 代码 S W N D M η 和田 41.94 32.02 82.6 53.0 7635 0.566 喀什 90.45 67.97 85.2 60.6 7515 0.568 克州 11.18 8.40 82.1 50.4 7515 0.573 阿克苏 89.05 57.57 85.3 80.2 6465 0.622 巴州 46.15 28.52 77.6 90.6 6180 0.630 吐鲁番 10.82 8.08 77.4 69.9 7470 0.718 哈密 9.47 4.59 70.2 82.5 4845 0.778 乌鲁木齐 1.40 0.99 59.5 52.9 7080 0.671 昌吉州 38.96 17.30 76.9 95.3 4440 0.809 博州 15.79 7.72 81.7 95.5 4890 0.745 塔城 27.41 13.28 80.1 94.0 4845 0.728 伊犁州 57.43 35.06 77.7 68.3 6105 0.623 阿勒泰 38.19 22.17 84.4 82.6 5805 0.625 克拉玛依 5.93 2.96 38.7 98.3 4995 0.778 北疆 185.10 99.49 77.4 85.5 5505 0.689 东疆 20.29 12.66 74.7 75.8 6165 0.739 南疆 278.76 194.48 83.6 70.1 6975 0.593 全疆 484.15 306.63 81.2 77.3 6315 0.630 灌区 可灌面积万hm 2 2035年预期 农业用水量亿m 3 农业用水占比% 滴灌面积占比% 毛灌溉定额(m 3 /hm 2 ) 灌溉水利用系数 代码 S W N D M η 和田 41.88 29.46 76.0 69.8 7035 0.584 喀什 90.43 62.53 78.4 75.9 6915 0.586 克州 11.64 7.72 75.5 80.7 6630 0.591 阿克苏 86.54 52.96 78.4 88.2 6120 0.642 巴州 44.29 26.24 71.4 93.8 5925 0.650 吐鲁番 10.65 7.43 71.2 83.8 6975 0.741 哈密 9.16 4.22 64.6 88.1 4605 0.802 乌鲁木齐 1.45 0.91 54.8 79.3 6285 0.692 昌吉州 37.11 15.92 70.8 96.0 4290 0.835 博州 14.98 7.10 75.2 96.4 4740 0.769 塔城 26.17 12.21 73.7 95.7 4665 0.751 伊犁州 56.28 32.25 71.5 81.2 5730 0.643 阿勒泰 37.06 20.40 77.6 90.1 5505 0.645 克拉玛依 5.62 2.73 35.6 98.3 4860 0.802 北疆 178.67 91.53 71.2 91.1 5250 0.711 东疆 19.82 11.65 68.7 85.8 5820 0.763 南疆 274.77 178.92 76.9 81.9 6510 0.612 全疆 473.26 282.10 74.7 86.2 5955 0.650 表5. 农业水资源总量控制可承载灌溉面积及影响因素 拟合方程相关性具有显著和极显著水平代表性。对式(15)~(16)一阶求导得北疆、东疆、南疆水资源极限承载灌溉面积为193.54万hm 2 、20.32万hm 2 、274.29万hm 2 ，整体合计488.15万hm 2 。