石羊河流域水資源變化分析與保護(hù)利用建議

（甘肅省水文水資源勘測(cè)局，730000，蘭州）

石羊河流域位于甘肅河西走廊東部，屬于資源性缺水地區(qū)，是我國(guó)內(nèi)陸河流域中人口密度最大、水土資源開發(fā)利用程度最高的流域之一。其下游的民勤綠洲是阻遏我國(guó)北部騰格里沙漠和巴丹吉林沙漠合攏的天然生態(tài)屏障。自20世紀(jì)50年代以來，由于人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，流域水資源供需矛盾日益突出，加之缺乏科學(xué)的開發(fā)規(guī)劃和嚴(yán)格的管理制度，流域生態(tài)環(huán)境急劇惡化，已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展，有些地方甚至已危及人類生存。石羊河流域的生態(tài)環(huán)境問題實(shí)質(zhì)是人與自然關(guān)系的嚴(yán)重不協(xié)調(diào)，其要害是水資源配置管理問題，而水資源配置管理與流域水文變化規(guī)律、人口、土地利用、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)之間關(guān)系復(fù)雜。因此，研究流域水資源變化規(guī)律，分析水資源利用現(xiàn)狀，提出可行的水資源保護(hù)對(duì)策，對(duì)石羊河流域生態(tài)環(huán)境治理與修復(fù)、保障區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展具有十分重要的意義。

一、研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來源

石羊河是甘肅省河西走廊內(nèi)陸水系的第三大河，發(fā)源于祁連山脈東段冷龍嶺北側(cè)的大雪山，全水系自東而西分布。上游的8條河流均發(fā)源于祁連山，分別是大靖河、古浪河、黃羊河、雜木河、金塔河、西營(yíng)河、西大河、東大河。石羊河流域總面積約為41.6 km2。屬于大陸性溫帶干旱氣候，其氣候特點(diǎn)是太陽(yáng)輻射強(qiáng)、光照充足，溫差大、降水少、蒸發(fā)強(qiáng)烈、空氣干燥。研究區(qū)位置見表1。

本文研究數(shù)據(jù)來源：①水資源相關(guān)數(shù)據(jù)來源于甘肅省石羊河流域內(nèi)的各水文站徑流資料；②人口、耕地面積和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來源于《甘肅統(tǒng)計(jì)年鑒》和《甘肅省石羊河流域重點(diǎn)治理規(guī)劃》等。

二、石羊河流域水資源變化分析

水資源保護(hù)是石羊河流域重點(diǎn)治理的核心。石羊河流域上游8條河流中水文監(jiān)測(cè)最早的始于1950年，最遲的始于1972年，所以合成徑流過程線是從1972開始，見圖2。

從圖2合成徑流過程線看，20世紀(jì)70年代的均值略低于多年均值（1972—2015年），80 年代的均值高于多年均值，90年代的均值低于多年均值，2000—2015年的均值13.62億m3略高于多年均值13.32億m3，表明石羊河流域的天然徑流量基本穩(wěn)定，并沒有減少。

石羊河上設(shè)有蔡旗水文站，該站是紅崖山水庫(kù)的入庫(kù)水文站，圖3為蔡旗水文站徑流過程線圖。從圖3可以看出，近50年以來，蔡旗水文站年徑流量從5億m3下降到1億m3左右，水量減少了3億～4億m3。但如果僅從蔡旗斷面的流量變化就得出“石羊河的天然來水量在減少”的結(jié)論是不正確的，蔡旗水文站水量減少的真正原因是上中游過度消耗造成的。

石羊河下游的民勤縣，在地表水不斷減少的情況下（當(dāng)前人均地表水資源量不到200 m3），只有不斷加大地下水開采量才能維持生存和發(fā)展。民勤縣地下水水位大幅度下降，導(dǎo)致出現(xiàn)咸水南侵、植被枯萎、土地沙化、沙進(jìn)人退的現(xiàn)象。

三、石羊河流域水資源與區(qū)域社會(huì)發(fā)展關(guān)系分析

1.流域水資源與人口耕地關(guān)系

圖2石羊河流域8條河流合成流量過程線

圖3石羊河蔡旗水文站徑流過程線

石羊河流域的水資源總量總體相對(duì)穩(wěn)定，但人口和耕地從20世紀(jì)50年代至今呈不斷增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，隨著時(shí)間的推移，出現(xiàn)了一方水土養(yǎng)活不了一方人的現(xiàn)象。50年代，全流域人口僅有90多萬(wàn)人，灌溉面積200萬(wàn)畝（1 畝=1/15 hm2，下同），人均水資源占有量近1500 m3。在下游河水和地下水露頭地區(qū)形成的濕地湖澤，如楔子般插入巴丹吉林和騰格里兩大沙漠之間，形成了民勤綠洲，有效地阻擋了沙漠南移。近年，隨著人口的不斷增加和大面積墾荒種糧，水資源需求量急劇上升。2015年全流域人口增加到近221萬(wàn)人，統(tǒng)計(jì)灌溉面積增加到462萬(wàn)畝，其人口和耕地面積比50年代翻了一番多，而且實(shí)際灌溉面積估計(jì)在600萬(wàn)畝以上。人均水資源占有量降到了700多m3，水資源供需矛盾突顯，特別是在民勤表現(xiàn)尤為嚴(yán)重。經(jīng)石羊河進(jìn)入民勤的地表水由50年代的4億～5億m3減至不到1億m3，民勤縣人均地表水資源量不到200 m3，致使所有的濕地湖澤干涸，沙漠向前推移，出現(xiàn)了嚴(yán)重的生態(tài)危機(jī)。從外流域調(diào)水后，這種勢(shì)頭才得到遏制，地下水水位有所上升，濕地和湖泊有所恢復(fù)。

2.流域水資源與區(qū)域經(jīng)濟(jì)關(guān)系

石羊河流域內(nèi)有武威市、金昌市和肅南裕固族自治縣約1/6區(qū)域。2015年石羊河流域總用水量23.69億m3，農(nóng)業(yè)及林牧漁畜業(yè)是用水大戶，用水量為 20.43億 m3，占86.2%；工業(yè)用水為2.14億m3，占9.0%；城鎮(zhèn)公共用水0.22億m3，占0.9%；居民生活用水0.48億m3，占2.0%；生態(tài)環(huán)境用水0.42億m3，占1.8%。

2015年武威市生產(chǎn)總值為416.19億元、金昌市為224.52億元、肅南縣為28.67億元 （肅南約有1/6的面積在石羊河流域，統(tǒng)計(jì)時(shí)以1/6做簡(jiǎn)單折算為4.8億元）。為了計(jì)算不同產(chǎn)業(yè)的用水量，需要統(tǒng)計(jì)第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值，第一產(chǎn)業(yè)是指農(nóng)、林、牧、漁業(yè)；第二產(chǎn)業(yè)是指采礦業(yè)、制造業(yè)，電力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，建筑業(yè)；第三產(chǎn)業(yè)是指除第一、二產(chǎn)業(yè)以外的其他行業(yè)。各產(chǎn)業(yè)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表1。

根據(jù)表1統(tǒng)計(jì)計(jì)算得出：石羊河流域GDP的萬(wàn)元用水量為367 m3，第一產(chǎn)業(yè)萬(wàn)元用水量為1772 m3，第二產(chǎn)業(yè)萬(wàn)元用水量為75 m3，這些數(shù)據(jù)均高于全國(guó)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。相同產(chǎn)值的情況下，石羊河流域農(nóng)業(yè)用水量是工業(yè)用水量的23.6倍。

3.流域水資源與生態(tài)環(huán)境關(guān)系

石羊河流域的生態(tài)問題，從根本上說是水資源與人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡的問題。隨著人口數(shù)量的不斷增加，加上產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，當(dāng)前的水資源利用量遠(yuǎn)超其承載能力。當(dāng)?shù)赝ㄟ^修建水庫(kù)、襯砌渠道等措施提高水資源利用率，通過減少田間供水定額、大塊田改小畦等措施節(jié)水，渠道和田間滲漏大幅度減少。用于生產(chǎn)生活的水多了，但地下水的補(bǔ)給卻被切斷了，且地下水開采量不斷增加，造成地下水水位持續(xù)下降。如果不控制地下水水位的下降，達(dá)到一定程度時(shí)樹木就會(huì)死亡，沒有林帶的保護(hù)，依靠灌溉的耕地也會(huì)被流沙掩埋。

為防止流沙擴(kuò)展，民勤在青土湖的風(fēng)沙前沿投入上百萬(wàn)元資金，建草方格的固沙帶，在草方格中種植了梭梭等灌木。這種靠地下水維持植物生存的方式，一旦打井深度增加，地下水水位下降，植物根系得不到水分時(shí)，綠洲外圍的草被、灌木、樹木必然會(huì)大面積死亡，沙化現(xiàn)象就會(huì)加劇。從經(jīng)濟(jì)角度來說，水的利用率越高越好，但從生態(tài)角度來說，水的利用率不能過高，需要有一部分地表水補(bǔ)充到地下。

四、石羊河流域水資源保護(hù)利用對(duì)策建議

在現(xiàn)有人口和當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)條件下，石羊河流域自產(chǎn)水量已無(wú)法滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，目前可行的措施是建設(shè)節(jié)水型社會(huì)，提高水資源綜合管理水平。

1.調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，改變農(nóng)業(yè)發(fā)展模式

石羊河流域的平均降水量不足200 mm，蒸發(fā)量高達(dá)2600 mm，該地區(qū)的節(jié)水重點(diǎn)應(yīng)該是減少蒸發(fā)損耗，而不是防止下滲損耗。當(dāng)前所做的許多節(jié)水工作都是為了防止下滲，而對(duì)減少蒸發(fā)所做的工作不足。耕地越多蒸發(fā)損耗就越大，要減少蒸發(fā)損耗，就必須壓縮耕地面積。簡(jiǎn)單地減少耕地必然會(huì)減少農(nóng)民的收入，農(nóng)民不會(huì)接受。因此，要通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，在不減少農(nóng)民收入的前提下壓縮耕地面積。石羊河流域光照充足，發(fā)展日光節(jié)能溫室條件優(yōu)越，技術(shù)操作簡(jiǎn)單，應(yīng)大力推廣日光溫室果蔬生產(chǎn)，探尋綠洲農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。此外，要積極發(fā)展草食畜牧業(yè)。河西走廊種草要比種糧食作物節(jié)水一半左右，還可以起到防風(fēng)固沙作用。通過種草發(fā)展畜牧業(yè)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看效益要比種糧食作物高，也是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的必然要求。

2.全面推進(jìn)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)

對(duì)石羊河流域水資源與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系的分析表明，在相同產(chǎn)值情況下，農(nóng)業(yè)用水量是工業(yè)用水量的23.6倍。通過推進(jìn)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)，全面實(shí)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，以工業(yè)及第三產(chǎn)業(yè)收入解決當(dāng)?shù)厝罕姷纳婧桶l(fā)展問題，是提高水資源產(chǎn)出效率的最佳途徑。2017年中央將祁連山確定為國(guó)家公園，將祁連山保護(hù)提升到國(guó)家層面，這無(wú)疑為甘肅河西五市的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展注入了新的活力，對(duì)石羊河流域來說也是一次難得的發(fā)展機(jī)遇。當(dāng)?shù)馗骷?jí)政府應(yīng)該抓住祁連山國(guó)家公園建設(shè)及石羊河流域綜合治理的契機(jī)，搞好規(guī)劃，根據(jù)各自的特點(diǎn)因地制宜興辦產(chǎn)業(yè)，通過爭(zhēng)取投入、引進(jìn)技術(shù)、加強(qiáng)培訓(xùn)等方式，引導(dǎo)、鼓勵(lì)、扶持農(nóng)民興辦鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)。

表12015年石羊河流域三市產(chǎn)值統(tǒng)計(jì)

3.制定科學(xué)合理的流域水資源管理制度

石羊河流域的生態(tài)環(huán)境綜合治理，其核心是水資源配置管理。石羊河流域以界定流域水權(quán)、規(guī)范水資源利用秩序?yàn)榍腥朦c(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)治理，取得了重大成果，成績(jī)來之不易，經(jīng)驗(yàn)彌足珍貴。但未來石羊河流域水資源配置管理必須制定適應(yīng)新的水循環(huán)條件的用水協(xié)議，并在水法框架內(nèi)，以法律形式確定下來，才能有效維護(hù)水資源利用秩序，調(diào)節(jié)水資源分配比例，提高水資源的利用效率。此外，應(yīng)積極完善水價(jià)改革體系，制定各行業(yè)用水定額，并積極探索分類水價(jià)，實(shí)現(xiàn)定額內(nèi)基本水價(jià)制度，超定額部分實(shí)行超額累進(jìn)加價(jià)制度。