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user: 3. 基于“三条红线”下喀什地区水资源配置 3.1. 水资源配置的原则 水资源合理配置是指在给定流域或特定区域范围内。遵循公平、高效和可持续利用的原则，通过各种工程与非工程措施，考虑市场经济的规律和资源配置准则，通过合理抑制需求、有效增加供水、积极保护生态环境等手段和措施，对多种可利用水源在区域内和各用水部门间进行调配。水资源配置需遵循以下原则：1) 综合利用水资源，保障社会、经济、生态可持续发展，以水资源综合利用为核心，优化配置区域内的地表水与地下水资源，遵循充分利用地表水，合理开采地下水的原则，实现水资源的合理配置。2) 充分开发利用有限的水资源， 图1. 喀什地区四大生态屏障工程建设——工程总体布局图 采取节水与增水相结合的方式，坚持节水与保护原则。3) 公平公正原则，地方与兵团、上中下游要统筹兼顾 [ 7 ] 。 3.2. “三条红线”原则 2011年中央1号文件和中央水利工作会议明确要求实行最严格水资源管理制度，确立水资源开发利用控制、用水效率控制和水功能区限制纳污“三条红线”。 用水总量控制是对一个流域(区域)用水总量进行管理，是水资源管理的宏观控制指标。用水总量控制红线只考虑水量，没有考虑水质。用水效率控制红线是一个综合性指标，包含人均综合用水量、万元工业增加值用水量和亩均用水量等指标。水功能区限制纳污控制红线主要针对水域纳污能力。“三条红线”分别从不同方面对水资源的开发利用进行管理。三者之间虽有所区别，但也密切相关，三者一起形成一个完整的水资源管理体系，并且“三条红线”控制指标在任何情况下都不允许被逾越 [ 8 ] [ 9 ] 。 3.3. 水资源配置模型的建立及求解 3.3.1. 模型建立 该水资源配置模型的目标为在满足生活、工业、农业用水量的基础上，求解地区不同水平年可用于生态工程的供水量，为评价区域未来可能承载的生态林的数量提供支撑。 模型要满足的约束条件主要有： 1) “三条红线”约束 W i ≤ W j (1) 式中： W i 为各水平年各用水单位用水量； W j 为各水平年“三条红线”指标控制水量。 2) 水量平衡约束 W 用 水 + W 剩 余 = W 来 水 (2) 式中： W 用 水 为各水平年用水总量， W 剩 余 为各水平年剩余水量， W 来 水 为各水平年来水总量。 3.3.2. 模型求解 基于上述建立的模型及水资源开发利用现状，本研究将采用长系列算法 [ 10 ] 来求解模型，其计算步骤如图2所示。 1) 以地表径流、地下水年开采量作为地表水、地下水资料，确定各水平年的来水总量。 2) 确定各水平年各用水单位的需水量，生活、农业和工业需水量按照“三条红线”指标供给。 3) 以多年来水资料对2015现状水平年、2020和2030规划水平年进行长系列供需平衡计算，得出各水平年的剩余水量。 4) 将剩余水量中可用于林牧渔畜供水的不同比例，农业节水的不同力度和地下水开采的不同程度等节水措施进行方案组合。 5) 对各水平年不同方案进行供需平衡分析，判断是否满足喀什地区“三条红线”要求，若不满足则需重新调整供水方案和节水措施。 3.4. 长系列计算 以2001~2013年来水资料对2015现状水平年、2020和2030规划水平年进行长系列计算，各水平年的计算结果如表2所示。 由表2可得： 1) 长系列来水在满足各水平年各用水单位的用水后，剩余部分水量将进入河道中，这部分水量称为“剩余 图2. 水资源配置流程 Table 2 Long term calculations of each level year (unit: 108 m3 年份 地表水 地下水 2015需水量 2020需水量 2030需水量 剩余水量 工业 农业 生活 工业 农业 生活 工业 农业 生活 2015 2020 2030 2001 82.65 20 0.94 82.71 2.31 2.17 78.1 2.62 3.4 74.91 3.03 16.69 19.76 21.31 2002 70.52 20 0.94 82.71 2.31 2.17 78.1 2.62 3.4 74.91 3.03 4.56 7.63 9.18 2003 79.97 20 0.94 82.71 2.31 2.17 78.1 2.62 3.4 74.91 3.03 14.01 17.08 18.63 2004 72.17 20 0.94 82.71 2.31 2.17 78.1 2.62 3.4 74.91 3.03 6.21 9.28 10.83 2005 97.88 20 0.94 82.71 2.31 2.17 78.1 2.62 3.4 74.91 3.03 31.92 34.99 36.54 2006 93.00 20 0.94 82.71 2.31 2.17 78.1 2.62 3.4 74.91 3.03 27.04 30.11 31.66 2007 75.15 20 0.94 82.71 2.31 2.17 78.1 2.62 3.4 74.91 3.03 9.19 12.26 13.81 2008 74.47 20 0.94 82.71 2.31 2.17 78.1 2.62 3.4 74.91 3.03 8.51 11.58 13.13 2009 58.13 20 0.94 82.71 2.31 2.17 78.1 2.62 3.4 74.91 3.03 −7.83 −4.76 −3.21 2010 92.34 20 0.94 82.71 2.31 2.17 78.1 2.62 3.4 74.91 3.03 26.38 29.45 31.00 2011 69.58 20 0.94 82.71 2.31 2.17 78.1 2.62 3.4 74.91 3.03 3.62 6.69 8.24 2012 98.84 20 0.94 82.71 2.31 2.17 78.1 2.62 3.4 74.91 3.03 32.88 35.95 37.50 2013 105.24 20 0.94 82.71 2.31 2.17 78.1 2.62 3.4 74.91 3.03 39.28 42.35 43.90 均值 82.30 20 0.94 82.71 2.31 2.17 78.1 2.62 3.4 74.91 3.03 16.34 19.41 20.96 表2. 各水平年长系列计算结果(单位：亿m 3 ) 水量”。但“三条红线”中未给出喀什地区各水平年的生态需水量和林牧渔畜需水量，为保持喀什地区生态平衡，故剩余水量中应包含这两部分水量。 2) 2015现状水平年剩余水量为16.34亿m 3 ，2020和2030规划水平年平均剩余水量分别为19.41亿m 3 和20.96 m 3 ，这些水量在给生态用水和林牧渔畜用水后，其余部分均进入河道中。 3) 农业用水占喀什地区总用水的80%以上，加强农业节水措施和提高用水效率，可使农业用水量减少，各水平年剩余水量增加。 3.5. 喀什地区水资源多方案设置 根据喀什地区水资源系统调配研究思路和实际情况，设置2015现状水平年、2020规划水平年和2030规划水平年水资源配置方案，其目的主要是分析和研究在不同的节水方案下，喀什地区通过水资源配置后可用与“四长廊”、“四屏障”生态工程的水量。在此基础上，考虑高效节水与渠道防渗发展程度，地表水、地下水供水比例以及多年平均剩余水量可用比例等情况组成27种方案集，不同水平年27种方案均相同，共81种方案。 1) 可用水量：由长系列供需平衡计算各水平年的剩余水量，具体水量见表2。鉴于近十年《喀什地区水资源公报》，在设置方案时采用剩余水量的5%、10%和15%的三种比例方案为喀什地区的林牧渔畜供水，这部分水量定义为“可用水量”。各水平年的剩余水量在扣除林牧渔畜的用水量后，依然远大于未考虑“三条红线”时河道中剩余的水量。 2) 地下水：适当的开采喀什地区的地下水，可以缓解喀什地区水资源供需矛盾。在不影响自然生态环境的前提下，年可采量约为23亿m 3 ，年开采量一般限制在20亿m 3 以内。鉴于此，在方案设置中分别考虑开采地下水21亿m 3 、22亿m 3 和23亿m 3 。 3) 农业节水：2015现状水平年农业用水量为82.71亿m 3 ，常规灌溉水利用系数为0.5。但以目前的高效节水工程而言，喀什地区暂时没有多余的节水能力在方案设置时2015现状水平年农业节水的低方案、中方案和高方案的灌溉水利用系数均为0.5，节水量为零；2020规划水平年农业用水量78.1亿m 3 ，常规灌溉水利用系数为0.55，为进一步节水，将灌溉水利用系数分别提高为0.56、0.57和0.58作为农业节水的低方案、中方案和高方案，此时相应的农业用水量分别为76.71亿m 3 、75.36亿m 3 和74.06亿.m 3 。同理，2030规划水平年农业用水为74.91亿m 3 ，将灌溉水利用系数从0.57提高至0.59、0.60和0.61后，相应的农业用水量为72.37亿m 3 、71.17亿m 3 和70.0亿m 3 ，各节水措施相互组合的水资源配置方案集如表3所示，各水平年提高灌溉水利用系数后农业用水量见表4。