285-石羊河流域水资源与生态环境变化及其对策研究- 张永明

石羊河流域水资源与生态环境变化及其对策研究张永明1，2，宋孝玉1，沈冰1，沈清林2，张晓伟1(1西安理工大学水资源研究所，陕西西安710048；2甘肃省水利厅石羊河流域管理局甘肃兰州730000)摘要：本文通过对石羊河流域水资源利用现状及存在问题的分析，认为流域水资源已经严重超载，进行流域综合治理已刻不容缓。针对流域面临严峻的水资源及生态环境问题，提出分抢救和治本两个阶段来解决问题，近期以抢救为重点。按照南护水源、中建绿洲、北防风沙的治理思路，实行治理上游、改造中游、拯救下游的流域综合治理，以遏制生态环境恶化的趋势为目标，以提高用水效率为核心，以流域水资源统一管理为保证，实现流域水资源的可持续利用，支撑经济社会的可持续发展，达到人与自然和谐共处。关键词：石羊河水资源配置可持续利用对策措施中图分类号：文献标识码：A文章编号：1000-6060（2006）05-StudyonCountermeasuresforWaterResourcesshortageandChangesofEcologicalEnvironmentinShiyangRiverBasinZhangYongming1，2,SongXiaoyu1,Shengbing1,ShengQingling2,ZhangXiaowei1(1Instituteofwaterresources,Xi’anUniversityoftechnology,Xi’an710048,Shanxi,China;2ShiyangRiverBasinAdministrationBranch,GansuBureauofWaterResources,Lanzhou,730000,Gansu,China)Abstract:ThispapershowsthatitisimperativetotakemeasuresforsynthesisremedyingoverloadedwaterresourcesbyanalyzingthecurrentsituationandproblemsofexploitationonwaterresourcesinShiyangRiverBasin.Thepapersuggestsaresolutiontoaimatsevereproblemsofwaterresourcesandecologicalenvironment.Theresolutionisdividedintotowstages:rescuewaterresourcesofShiyangRiverfirstandthenrestoration,andtheformeristhemajorprojectinthenearfuture.Bycountermeasurestoreservesourceinsouthpartofbasin,developoasisofmiddlepart,controlnorthpartsandstorm,withthemeasureofprotectingupperriver,reformingmiddleriver,rescuingdownstreamtopreventthetrendsofecologicalenvironmentdegrading,improvingtheefficiencyofwaterresourcesutilization,realizingintegrateadministrationandsustainableutilizationofwaterresourcesofbasin,itwillsupportthesustainabledevelopmentofsociety,promoteharmonicrelationshipbetweenhumanandnature.Keywords:ShiyangRiverBasinredistributionofwaterresourcessustainableutilizationcountermeasures项目资助：甘肃省科技厅、水利厅科技项目，国家水利部资助项目。作者简介：张永明（1969－），男，在读博士，高级工程师，主要从事水资源及流域管理方面的研究工作。西北内陆河流域经济发展落后，城市化进程发展[1]伴随着生态环境安全问题[2]受到水资源短缺的威胁，其可持续发展受到人们的关注[3]。石羊河流域是我国内陆河流域中人口密度最大，人均国内生产总值较高，人均水资源占有量最少，中下游水资源供需矛盾最突出，生态环境恶化程度最严重的地区。由于“水”而引发的生态问题主要集中表现在下游民勤绿洲，引起中央领导同志的高度重视。温家宝总理批示：“当务之急是石羊河流域生态综合治理应提上议程。建立流域统一管理机构，大力实施节水工程，有效地控制土地沙化和草场退化。决不能让民勤成为第二个罗布泊”。近年来学多学者也从不同的角度对石羊河流域的问题进行了研究，冯绳武[4]对民勤的水系演变进行了研究，陈隆亨等[5]研究了石羊河流域水土资源合理利用的问题，肖洪浪[6]对民勤土地退化进行了研究，杨永春等[7]研究了石羊河下游民勤绿洲变化的人文机制，唐斌山[8]应用模糊综合评判法对石羊河流域水资源开发利用的战略问题进行了研究，高飞[9]分析了水资源多次转化特性，提出了反映水资源转化关系的数学模型，刘恒等[10]以石羊河流域下游民勤盆地为例，对水资源利用与绿洲演变规律进行了研究，钟华平等[11]对民勤水资源与生态环境治理问题进行了研究，常兆丰等[12]对石羊河下游沙漠化的自然因素和人为因素及其变化进行了研究。流域地处丝绸之路和欧亚大陆桥之要地，农牧业开发历史悠久，自古以来就是“人烟扑地桑柘绸”的富庶之地；下游的民勤绿洲，延伸于腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠夹缝之中，它阻止了两大沙漠的合拢，成为武威、兰州乃至华北大地的天然屏障。石羊河流域生态环境保护与建设，不仅关系流域的生存空间和经济发展，也关系到西北、华北地区生态环境的保护与改善。因此，按照国家实施西部大开发战略的要求，从战略高度着眼，认真研究石羊河流域水资源的有关问题，提出水资源开发、利用、配置、节约和保护的总体思路、布局和实施意见，对保障流域经济社会和生态环境的协调发展，具有十分重要的意义。1研究方法1.1研究区概况石羊河发源于祁连山区，是河西内陆河流域的三大水系之一，东起乌稍岭，西止大黄山，北与巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠相接。全流域自东向西由大靖河、古浪河、黄羊河、杂木河、金塔河、西营河、东大河、西大河八条上游支流及其汇集而成的下游石羊河干流组成。流域总面积4.16万km2。2000年，流域内总人口223.2万人，其中城镇人口60.4万人，城镇化水平27.1%；国内生产总值94.72亿元，人均4243元；工业总产值100.2亿元；总耕地面积368.55×103ha2，灌溉面积309.8×103ha2，农业总产值42.9亿元，粮食总产量99.7万t。流域多年平均自产水资源量为15.61亿m3，与地表水不重复的纯地下水资源量1.0亿m3，全流域自产水资源总量为16.61亿m3，加上景电二期延伸向民勤调水6100万m3和“引硫济金”调水4000万m3，流域内可利用水资源量为17.62亿m3,人均水资源789m3/人，是我省水资源最为紧缺的地区之一。1.2水资源开发利用现状评价(1)现状供用水量流域内供水工程较多，供水能力31.00亿ｍ3，工程类型主要有蓄水工程、引水工程、提水工程。2000年实际供用水量28.54亿ｍ3，比1980年和1995年分别增长了10%和9.4%，主要是地下水开采量增加较多（见表1）。表1石羊河流域1980、1995、2000年实际供水量对照表Tab.1ContrastbetweenwatersupplyinShiyangRiverBasinin1980,1995and2000年份项目地表水供水量地下水其它合计蓄水工程引水工程提水工程小计供水供水1980水量10.325.6215.949.825.74比例4021.862381001995水量9.24.320.2413.7612.10.00725.87比例35.616.70.953.246.780.0021002000水量9.953.940.0113.914.470.1728.54比例34.8613.810.0548.750.70.58100注：单位：亿ｍ3、%(2)地下水均衡分析经对本流域平原区2000年地下水均衡计算，平原区地下水总补给量11.93亿ｍ3，如果扣除井泉水回归量2.51亿ｍ3，则地下水补给量9.42亿ｍ3。总排泄量16.67亿ｍ3，如果减去井泉水灌溉回归量，实际消耗地下水14.16亿ｍ3，地下水超采量4.74亿ｍ3。地下水资源利用率为121%。从地下水均衡分析判断，大靖盆地属于一般超采区，地下水开采潜力指数为0.74，武威盆地属于中等超采区，潜力指数为0.57，民勤盆地和金川昌宁盆地属于严重超采区，潜力指数分别为0.46和0.39，地下水已严重超采。(3)现状耗水水平分析2000年全流域总耗水量21.35亿m3，其中山区耗水量0.46亿m3；生产、生活、人工生态用水消耗量17.18亿m3；天然生态及无效蒸发耗水量3.68亿m3。人均实际水资源消耗量769.6m3，亩均325.1m3，在中游凉州区人均实际水资源消耗量742.1m3，亩均耗水量314.7m3，下游民勤县人均耗水量1653.8m3，亩均耗水量461m3，分别是中游地区的2.2倍和1.5倍，其人均、亩均水资源消耗水平不仅在石羊河流域是最高的，即使在内陆河流域也是最高的。(4)用水效率分析石羊河流域万元GDP用水量约3014m3，为是全国平均水平的4倍，单方水生产粮食为0.41kg/m3，低于全国0.6~1.0kg/m3的平均水平。下游民勤县万元GDP用水量高达8487m3，为全国平均水平的12倍之多，单方水生产粮食仅有0.23kg/m3，充分说明石羊河流域水资源配置主要在低产出行业，单方水的利用效率是较低的。(5)现状供需平衡分析按照现状用水水平，保灌面积维持在223.8×103ha2，当P=50%时，总用水量28.54亿m3，若要达到地下水采补平衡，总可供水量只能维持在23.8亿m3，缺水量4.74亿m3，缺水程度16.5%，若考虑灌溉面积全部达到低水平保灌，总用水量31.86亿m3，在全流域地下水超采近4.74亿m3的情况下，仍缺水5.25亿m3，缺水程度高达31%，供需矛盾十分尖锐。1.3水资源开发利用率按2000年的供水量计，石羊河水资源的开发利用率（供水量与水资源总量的比值）为162%，全国为20.0%，西北地区为53.3%，内陆河流域为52.5%，河西走廊为92%，可见石羊河流域水资源的开发利用率最高，主要是水资源的重复利用和超采地下水所致，完全没有考虑生态环境的用水。1.4综合评价(1)评价指标体系根据水资源开发利用研究成果，结合河西内陆河流域及石羊河水资源开发利用特点，提出十项指标，据此对石羊河流域水资源现状开发利用进行综合评价，结果见表2。(2)综合评价石羊河流域地表水利用率达到89%，地下水利用率大于100%，水资源利用过度，已经严重超载，开发潜力很小。地下水开采潜力指数仅0.52，属于中等超采地区。当务之急是限制地下水开采量，逐步达到补排平衡。石羊河流域是灌溉农业区，无灌溉即无农业，必须以水定地。当前应适度收缩灌溉面积，实施退耕还林还草或轮歇灌溉。水库工程调蓄率21.9%，水库调蓄能力中等,可将部分水库加固、扩建成多年调节水库，进一步提高对径流调蓄能力。表2综合评价主要指标表Tab.2Majorindexofsynthesisassessment评价指标单位数值耕地灌溉率%84.1农村人均耕地面积(ha2/人)0.23农村人均灌溉面积(ha2/人)0.19人均水资源量(ｍ3/人)789人均年用水量(ｍ3/人)1278水库工程调蓄率%21.85地表水开发利用率%89地下水开发利用率%121总水资源利用率%162地