略論石羊河流域水資源可持續利用

　　摘 要：加強石羊河流域水資源管理，不斷提高水資源利用效率，一直是石羊河流域經濟、社會、生態協調發展的重大問題。為實現水資源持續開發利用，使流域內水資源發揮最大的社會效益、環境效益和經濟效益，須長期、不間斷地對流域內水資源的數量、質量及用水效率等實施動態化精確管理，并加大對石羊河流域氣候變化及其對水資源影響的監測、評估和研究力度。

　　關鍵詞：水資源;持續利用;石羊河

　　石羊河是甘肅省河西地區的三大內陸河流之一，位于河西走廊東端、祁連山北麓。石羊河流域包括甘肅省天祝藏族自治縣部分地方和武威市涼州區、古浪縣、民勤縣及金昌市金川區、永昌縣的全部，地勢南高北低。整個流域由南部祁連山地、中部武威平原、民勤平原和北部低洼丘陵荒漠區組成，總面積約 4 萬 km2。

　　1 石羊河流域水資源現狀

　　1.1 地表水補給石羊河上游八大支流多年出山徑流約 14.61 億m3，流域內地表水的主要來源是祁連山區的天然降水和高山積雪融化，其水量變化與區域氣候條件相關聯。流域內的小溝小河徑流匯入及外流域調水也對地表徑流形成了一些補給，補給量約為 15 億 m3。近幾十年來隨著祁連山區平均氣溫的不斷升高，整個山區的年降水量整體呈增加態勢，導致石羊河流域地表水補給略有增加。

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　　1.2 地下水補給石羊河流域地下水補給的來源主要有地表水入滲、大氣降水、側向潛流補給和凝結水補給等，其中大氣降水和凝結水補給僅在地下水埋深小于 5 m 的區域才有效，其作用是非常有限的。南部近山地帶是全流域地下水的富集區，集中了石羊河流域 60%以上的地下水，主要補給是祁連山冰川融水形成的河水入滲。近年來祁連山冰川面積和冰儲量不斷縮減，冰川厚度漸薄，雪線波動幅度不斷增大，局部雪線正以年均 2～6.5 m 的速度向上萎縮，未來水資源形勢將越來越嚴峻。石羊河流域下游地區是巴丹吉林沙漠和騰格里沙漠外緣，降水稀少、蒸發量大，同時是不產流區，地下水的補給主要靠大氣降水，但隨著這一地區地下水位的下降，這種補給方式逐漸失去了效用。北部荒漠地帶地勢低洼，部分地表有零星泉水溢出，但絕大部分在高溫炙烤下蒸發損失，只有很少一部分下滲補給地下水。

　　1.3 水循環系統石羊河流域降水受自然環境的影響，由南向北遞減。南部八大支流受祁連山冰川的影響，降水較為豐沛。北部尾閭地區蒸發量大、沒有地表水流匯入，上游唯一來水是紅崖山水庫的生態用水，受中上游用水及降水量制約，流量極不穩定。流域內地下水因地質構造分別蓄積于南北兩大盆地，南部武威盆地地下水依祁連山由西南向東北流動，在盆地北緣形成地下水富集區。20 世紀 60 年代以前，很多地方不斷接受河流、灌溉入滲，地下水不斷上溢形成泉水，下泄至民勤盆地。21 世紀初，由于上游用水量急劇增大，地下水位下降，泉水逐漸干涸。北部民勤盆地地下水補給主要靠紅崖山水庫下泄的地表水、農業灌溉水及大氣降水入滲補給。

　　2 石羊河流域水資源未來變化趨勢

　　2.1 地表徑流量變化趨勢石羊河除上游支流部分，古河道因長期干涸而不復存在，天然主河道目前僅存紅崖山水庫以南民勤縣境內 1 段，總長約 28 km。上游各支流出山口的多年平均年徑流為 14.61 億 m3，絕大部分被上游灌區引灌利用，石羊河徑流只是上游灌區的余水及不能控制的汛期洪水，其水量變化除氣象條件外，主要受上游灌區灌溉利用情況的影響。未來 50 年受祁連山大氣候環境的影響，石羊河地表徑流量會有所增加，但增加幅度很小。

　　2.2 地下水未來變化趨勢石羊河流域地下水形態受四周地域環境的影響，在地質構造的控制下分別向南北 2 個盆地中心低洼地帶匯集。南部武威盆地北緣自 21 世紀初開始便沒有泉水溢出，石羊河流域南北 2 個盆地之間不再有直接的地下水流通。北部民勤盆地是主要的農業區，地下水開采量大，在失去上游地下水的接濟后，地下水補給主要靠地表徑流下滲和天然降水，水位變化受氣候因素和農業生產的影響明顯，每年的4-6 月(枯水期)地下水位處于最低端，7-9 月開始回升。在祁連山水系統蛻變的大環境下，民勤盆地的地下水資源形勢會越來越嚴峻。

　　2.3 水資源質量未來變化趨勢石羊河流域水資源質量受不同因素的制約，表現出較為復雜的態勢。出山口以上的各大支流大多為Ⅰ類水質。平原區武威至紅崖山水庫段來水受上游工業生產、生活廢污水、土壤面源污染及農業灌溉回歸水入滲的影響，水質較差。下游民勤盆地地下水質差異性較大，盆地中、西部水質尚好;西部地帶隨著紅砂崗工業園區的不斷發展，污染形勢不容樂觀;盆地東部蘇武山至槍桿嶺一線及北部荒漠地帶，受地下水反復提灌利用、地表水補給量減少等的影響，水質明顯惡化，給流域下游水資源的可持續利用帶來巨大挑戰。

　　3 石羊河流域水資源利用存在的問題

　　一是水資源環境持續惡化。石羊河流域常年干旱少雨，降水稀少是最顯著的特征。流域內大量的農田灌溉擠占了有限的生態用水，加大了流域內水資源的供需矛盾。此外，流域內一些傳統的高耗水耕作方式仍在延續，水權市場的運營機制不完善，用水管控指標和階段性用水削減計劃沒有完全落到實處。

　　二是水資源利用效率偏低。要從根本上解決水資源供需矛盾，須推廣滴灌、管灌、噴灌等節水措施。此外，生態用水模式還需商榷，尤其是在濕地保護方面，目前主要是通過大量注水擴大水域面積，不能從根本上解決問題，浪費了珍貴的沙漠水資源。

　　三是水源涵養方式不健全。石羊河流域的八大水系均發源于祁連山北麓，高山林地和森林植被是最主要的水源涵養區，曾經過度放牧砍伐造成了嚴重的荒漠化和水土流失。近年來通過嚴格管控局部環境有所改觀，但隨著大氣候環境的改變和局地溫度升高，區域內總體環境惡化的勢頭并沒有衰減，祁連山雪線及水源涵養區植被林線上升的趨勢沒有實現根本性扭轉，同時涵養區內渠道周邊植被保水能力不斷減弱，河道內淤積嚴重。

　　四是水資源管理措施不完善。一方面，水資源管理與水環境建設相脫節;另一方面，流域內綜合治理的相關法規尚不完善，對各類違規用水現象的懲處力度不夠。

　　4 石羊河流域水資源利用對策

　　4.1 增強中上游人工增雨(雪)

　　賦能人工增雨(雪)是水資源匱乏地區緩解用水壓力，有效解決用水矛盾的主要途徑。石羊河中上游祁連山一帶是西北地區降水云量最大的區域之一，自 20 世紀末開始空中水汽表現出不斷增多的態勢。但豐富的空中水資源并沒有給石羊河流域帶來有效降水，80%以上的空中水汽被蒸發或隨風飄散，降水潛力沒有開發出來。近年來石羊河流域人工增雨(雪)工作有了一定程度的發展，尤其是 21 世紀初武威市人工影響天氣作業基地項目啟動以后，石羊河流域的人工影響天氣工作步入規范化操作階段。

　　到目前為止石羊河全流域共設置了 71 個作業點，每年通過人工作業可增加大氣降水33 mm 以上，增加地表徑流約 3.7%。下游民勤盆地連續11 年進行人工增雨(雪) 作業，降水幅度明顯增加，2010—2021 年均實現了“蔡旗斷面下泄水量超過 2.6億 m3”的上游來水目標，流域內生態環境得到了局部改善。但由于人工影響天氣的基礎設施和科學研究經費投入不足，目前在石羊河流域實施的人工增雨(雪)作業還存在規模小、作業點零散等問題。有必要在石羊河流域人工增雨(雪)工程的基礎上增加投入，盡早立項并啟動石羊河人工增雨(雪)體系工程，開展全流域、全年人工增雨(雪)作業，最大限度開發空中水資源，增加石羊河水資源總量。

　　4.2 構筑水資源涵養林涵養林建設是石羊河流域水資源永續利用的重要一環，要從長遠規劃、頂層設計入手，在已開展的退耕還林還草、天然林保護的基礎上，繼續加強石羊河流域水源涵養林保護和建設。結合石羊河流域生態保護與建設實際，堅持把建設的重點放在流域中上游及下游民勤綠洲的西部和北部風沙線一帶。中上游涵養林建設的重心應放在植被修復方面，充分發揮中上游地區自然條件好、水資源豐富的優勢，著力發展一些能夠保護水源、改善水質的林木連片種植。下游的建設重點應該放在植被和周邊景觀的保護方面，全力構建生態屏障，實行封禁保護，在綠洲核心地帶廣植保護林，周邊荒漠地帶可根據地力適當栽種喬灌木，防止土地裸露，減少水分蒸發。

　　4.3 加大外流域調水力度石羊河流域水資源匱乏的問題，不能通過自身的改良來徹底解決，隨著流域內大環境的變化及人口、經濟等社會因素的影響，區域水環境將逐步惡化。從長遠角度看，外流域調水緩解石羊河流域水資源危機可從根本上解決這一問題。目前，景電二期延伸向民勤調水工程已投入使用，每年利用景電二期灌溉間隙可向石羊河流域下游調水約 1 億 m3，可暫緩地下水位下降的勢頭，為下游民勤盆地及邊緣荒漠區生態修復贏得了時間。但該工程引入的是景電二期提灌的余水，引水量受上游用水量的限制較大。同時引水的源頭是黃河，過度引入勢必會給本來就缺水的黃河中下游地區造成影響。因此，該工程對石羊河流域水環境的改善作用是有限的，若能將石羊河流域納入國家南水北調的總體規劃，引調西南富水入境，并與目前的調水活動結合起來，可有效解決石羊河流域水資源短缺的問題。

　　4.4 完善水資源管理方式要徹底解決石羊河流域水資源可持續利用問題，須采取最嚴格的水資源管理措施，嚴厲打擊各類破壞水資源及附屬物的行為，切實保障流域各項治理措施落地實施。

　　首先，要樹立一盤棋的意識。全流域各縣市及水政相關部門要形成一個相互聯結的整體，相互配合、共同發力，構建責權明晰、管理到位的工作格局，為石羊河流域水資源合理利用提供有力保障。其次，提高水資源信息化管理水平。千方百計地加大流域內水資源監控力度，提高管理的信息化水平。積極研發流域內水資源信息化管理軟件，建立水資源信息采集、傳輸、分析處理系統。與有資質的科研單位合作，分析信息數據，厘清水資源變化趨勢，為決策部門提供依據。另外，要實施“三水”聯合調度。流域內的行政、水務和氣象部門要相互聯動，及時關注天氣變化，實行天上水、地表水和地下水“三水”聯合調度，努力實現區域內水量的最大化。

　　再次，加大對流域水資源的評估和研究力度。對水資源的評估是在水資源供需矛盾尖銳地區實現有效管理的技術支撐，對于石羊河流域來說，只有長期、不間斷地對區域內水資源的數量、質量、用水效率等實施動態化精確管理，才能讓有限的水資源得以有效利用。目前，石羊河流域在這一領域的建設并不十分完備，應充分利用衛星遙感、地面觀測等現代化技術手段，加強對石羊河流域氣候變化及其對水資源影響的監測、評估和研究，建立從空中到陸上的立體化監測體系。同時，要加大對石羊河流域水環境的研究力度，挖掘流域內水資源的變化規律，從科學角度探究區域內水資源保護及開發利用途徑。

　　作者：許守衛，孫桂仁

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