西部大开发战略下的西北水资源开发利用与保护

中国水利学会2003学术年会特邀报告1西部大开发战略下的西北水资源开发、利用与保护王浩（中国水利水电科学研究院）摘要：本文在对西北地区水资源与生态环境进行系统评价的基础上，面向西部大开发战略，提出了西北水资源的合理开发、高效利用与保护的模式。通过对西北地区水资源与生态环境本底和问题的分析，以及对其水分与生态结构及其驱动关系的剖析，认为该地区的合理开发模式为建立水资源利用的社会公平性、高效率和高效益；高效利用模式为保证基本生态用水(50%)、提高开发利用效率和开发替代性水资源；保护体系为在上游产水区建立水土保持与水源涵养体系、在中游用水区建立用水与排污总量的平衡体系、在下游耗水区建立生态用水保障和高效利用体系。在保障措施方面，应树立新型资源和生态价值观、加强区域水资源合理配置、实行流域水资源统一管理、建设节水防污型社会和加快骨干水利工程建设，最终达到在西北地区建立与水资源和生态环境条件相匹配的经济结构体系的目的。1西部大开发战略西部大开发战略是党中央、国务院按照“两个大局”的战略部署，在东部地区经济发展取得相当成就的基础上，为缩小东西部差距，实现均衡发展，对我国经济发展战略布局所作的又一次重大战略调整。实施西部大开发战略的主战场，是指西部的重庆、四川、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆等10个省区市，另外一些中部省区尤其是与西部接壤的内蒙古、山西、河南、湖北、湖南，甚至广西等省区也被纳入到西部大开发战略的整体框架内。受区域自然条件，生态和水资源是限制西北地区发展的两大“瓶颈”因子。历史经验告诉我们，制约西部发展的关键不在于其自身“优势”未能得到充分发挥，而在于其水资源贫乏、生态脆弱、基础设施条件差、人口聚集程度低和体制转变滞后等一系列区位劣势未能得到有效克服，导致区域一方面不得不长期承受资源产品大量流出和加工制造产品净流入的双重利益损失，同时区域内部实际的经济资本增值的很大一部分也是通过自然资本的转化而来的，如宁夏灵武市，据测算，1990－1997年经济资本增加3.609亿元，单纯考虑经济资本增加，GDP年均递增12.5％，而同期自然资本减少1.424亿元，而如果同时考虑自然资本、经济资本和社会资本，年均递增率则降为4.5％[1]。中国水利学会2003学术年会特邀报告2为此，实施西部大开发战略的具体内容包括两方面，一是加强生态环境建设，二是完善现有基础设施建设，建立与水资源和生态环境本底条件相匹配的经济结构体系。生态环境建设内在涵义很宽泛，可以理解为一切旨在保护、恢复和改善生态环境的行为总称，对于西北地区来说，生态环境建设的提出是针对目前由于各种人类活动（主要是水土资源的过渡开发）所引发的生态环境退化现象而言，其基本任务是限制或取消那些引起生态系统退化的各种人为干扰，充分利用生态系统的自我修复功能来实现生态环境系统的良性发展和循环[1]。因此西北地区生态环境建设不能脱离固有的自然条件和规律（主要是生态系统的宏观地带性规律），盲目地去建设一个新的生态环境，而应根据西北地区不同尺度的生态环境差异性特点，因地制宜，宜林则林、宜灌则灌、宜草则草、宜荒则荒。另外根据西北地区生态环境系统的脆弱性，以及恢复重建的艰巨性，生态环境建设首先要防止对现有生态环境的继续破坏，并尽可能地恢复重建已被破坏的自然生态环境；在经济上，西北地区目前以基础产业为主体，农业生产以自给为主，特色经济规模不大，且大耗水的粮食作物所占比例过高，工业上处于工业化初级阶段，大部分属于资源开发型且未形成较长的产业链，大量的初级能源原材料进入市场，主导功能不强，对地区经济发展的带动力不强[2]。因此西北地区应及时把握西部大开发战略机遇，高起点地发展交通、通信、水利等基础设施，对传统产业进行技术改造，调整产业结构尤其是种植结构，大力发展养殖业、高效特色农业和生物工程产业，有选择地发展采矿业和相应的加工业，有重点地发展高新技术产业，完善旅游业设施和拓展旅游业市场，从而建立起高效、节水和防污型的经济结构体系。2西北地区水资源及生态环境评价本文所说西北地区，包括新疆、甘肃、青海、陕西、宁夏五省区以及内蒙西部的阿拉善、伊克昭两盟和乌海市，涉及四个一级流域，即内陆河流域片、黄河流域片、长江流域片以及属于西南流域片，总面积339万km2，占全国面积的35%，区内共有总人口近1亿，目前城镇化率约28％，粮食总产量约3000万t。2.1水资源评价西北地区深居内陆腹地而远离海洋，加之高山峻岭的阻隔，气候十分干旱，多年平均降水量235mm，内陆河区降水量一般都在200mm以下，蒸发量却高达1中国工程院重大咨询项目“西北地区水资源配置、生态环境建设和可持续发展战略研究”项目综合报告。中国水利学会2003学术年会特邀报告31000～2800mm，降水少而蒸发大，使得西北地区的水分稀缺程度远高于国内其他地区。西北地区水资源总量2344亿m3，仅占全国水资源总量的8%。西北地区传统水资源评价结果见表1。表1西北地区水资源及其分布（狭义水资源）（单位：亿m3）省区面积(万km2)降水量(亿m3)地表水资源量地下水资源量水资源总量产水系数产水模数(万m3/km2)新疆165.42515.7794.4383.0857.00.345.2甘肃39.61319.2297.7154.8311.90.247.9青海72.32083.8622.1262.8627.50.308.7陕西20.61376.8425.8161.1445.00.3221.6宁夏5.2151.29.729.811.70.082.3内蒙西部36.0488.715.143.150.90.101.4西北全区338.97935.42164.71034.72304.30.296.8广义水资源是从水分的有效性出发所提出评价口径2，西北内陆河流域部分地区广义水资源评价结果见表2。表2西北内陆河区广义水资源计算成果(单位：×108m3)降水量无效降水量有效降水量广义水资源量狭义水资源量降水组成(%)合计山区平原无效有效产水新疆25467064832239831840857283934北疆10471516487466896430144541东疆141552530598627394219南疆1357500394106458858400373429河西走廊418132904220428682324920疏勒河164705712719423424414黑河1644626207711942284725石羊河9017611567318196219柴达木296110941613918647374716合计326094966728213262312986294130西北地区水资源基本特点主要有：（1）干旱少雨，生态脆弱。西北地区是全国降水最低值地区，也是唯一降雨量少于农田作物需水量的地区；（2）水土矛盾突出，时空分布不均衡，调节代价高，不利于水资源的开发利用；（3）生态对水分依存度高，生态需水刚性大、水资源国民经济可利用量相对较少；（4）地表水地下水转化频繁、下游对上游开发利用方式极为敏感。2.2生态环境评价受区域降水等自然因素的影响，西北地区绿色面积的比例，包括有林地、灌木林地、疏林地和其它类型的林地，以及耕地，均远远低于全国平均水平，而难利用土地面积（包括沙漠、戈壁、盐碱地、裸岩、裸土等）占总面积的一半，2见本次会议交流论文《水资源评价准则与计算口径》。中国水利学会2003学术年会特邀报告4远高于全国33%的平均水平。西北地区各省生态环境基本组成情况见表2。表2西北各省生态环境概况表区域评价面积（万km2）水面（%）林地（%）草地（%）耕地（%）人居建设（%）难利用地（%）内蒙古西部32.540.40.935.31.31.061.6陕西20.571.123.040.127.113.22.0甘肃40.460.39.635.113.55.738.7青海71.671.93.857.60.90.635.5宁夏5.181.15.148.726.314.511.5新疆164.000.52.229.82.71.561.0全西北334.430.84.637.85.42.750.0全国960.001.824.231.614.54.733.0西北/全国（%）34.8015.765.641.712.920.052.8根据20年代70年代到90年代遥感影像，结合地面统计数据，西北内陆区生态环境变化情况见表3。总体上看，西北内陆地区山区植被在过去的20年里处于不断退化的状态。表320世纪70-90年代西北地区生态环境变化情况（单位：万km2）区域山区植被人工绿洲天然绿洲绿洲总和交错过渡带荒漠区面积变化变化率%面积变化变化率%面积变化变化率%面积变化变化率%面积变化变化率%面积变化变化率%北疆-0.8-71.2854-0.02-11.2627-1.29-90.030东疆-0.7-210.0313-0.06-31-0.03-8-0.23-120.262南疆-8.6-320.155-0.31-10-0.17-3-1.15-161.323新疆-10.1-241.4527-0.39-71.0610-2.66-121.603疏勒河-1.3-400.0219-0.01-110.017-0.09-60.072黑河-0.9-28-0.01-1-0.08-29-0.09-11-1.18-371.2726石羊河-0.1-110.057-0.08-52-0.03-4-0.32-340.3631河西走廊-2.3-310.065-0.18-34-0.11-6-1.58-281.7017柴达木-0.4-90.0228-0.12-10-0.10-8-0.20-80.303西北内陆-12.8-241.5323-0.68-90.856-4.44-143.605由于人为砍伐和山区夏草场的过度放牧超载，累计减少植被面积12.8万km2，退化面积的比率达24%。平原地区，从70年代以来，人工绿洲累计增加1.53万km2，增长23%，天然绿洲面积减少了9%，而绿洲和荒漠之间的交错过渡带严重退化，累计减少4.44万km2，萎缩了14%，荒漠区面积扩大5％。由此可以看出，受以水土资源开发为基本特征的人类活动影响，西北地区的生态呈现出“两扩大、一缩小”的明显趋势，即荒漠化面积扩大，人工绿洲面积扩大，荒漠—绿洲过渡交错带面积缩小，生态环境总体上向劣化方向演变。中国水利学会2003学术年会特邀报告53西北内陆地区水分与生态结构及驱动关系西北内陆地区高山高原和山前盆地相间的地形特征，形成了干旱地带中独具特色的水循环系统。上游山区降水相对丰富，且蒸发消耗较小，为主要径流形成区，河川径流沿程加大。出山口以下为平原区，这里降水稀少，大部分地区基本不产流，为径流排泄区，其间不断蒸散发和渗漏，最终消失，其中平原盆地上中游的沿河两岸，属于径流消耗和地表－地下水强烈转化区，在平原盆地的下游和人工生态系统周边地带，属于径流的耗散区。3.1天然状态下的水分条件与生态结构关系水分和热量是地区生态系统演化的最为重要的两大控制性因子，具体约束区域生态系统结构和演化的还要看两项因子中的“较短板”。对于山区来说，高海拔区主要受热量控制，低海拔区水分则成为主导影响因子，两项因子交替作用造成山区生态景观垂直带谱发育，依次为冰川积雪带、高山砾漠、高山草甸（冰雪补给为主）；亚高山和山地草甸（雨雪混合补给），森林带、山地草原（降雨补给为主）。对于平原区而言，由于热量相对较为充足，生态结构则几乎完全受水分条件的控制，沿河两侧依次形成绿洲、过渡带、荒漠；植被等级和盖度逐渐由高向低演变。支撑生态系统的水分补给来源包括降水性水资源和径流性水资源，其中前者是降雨过程或是降水形成径流过程中直接为生态系统所利用的有效水分，后者是径流运动过程中或经过人工调控后为生态系统所利用的有效水分。其中地带性植被所在的天然生态系统完全消耗降水量，非地带性植被所在的天然生态系统消耗径流量为主、降水为补充，处于地带性与非地带性的交错过渡带以消耗降水为主、径流为补充。山区的河流是地下水排泄的基准面，一