略论石羊河流域水资源可持续利用

　　摘 要：加强石羊河流域水资源管理，不断提高水资源利用效率，一直是石羊河流域经济、社会、生态协调发展的重大问题。为实现水资源持续开发利用，使流域内水资源发挥最大的社会效益、环境效益和经济效益，须长期、不间断地对流域内水资源的数量、质量及用水效率等实施动态化精确管理，并加大对石羊河流域气候变化及其对水资源影响的监测、评估和研究力度。

　　关键词：水资源;持续利用;石羊河

　　石羊河是甘肃省河西地区的三大内陆河流之一，位于河西走廊东端、祁连山北麓。石羊河流域包括甘肃省天祝藏族自治县部分地方和武威市凉州区、古浪县、民勤县及金昌市金川区、永昌县的全部，地势南高北低。整个流域由南部祁连山地、中部武威平原、民勤平原和北部低洼丘陵荒漠区组成，总面积约 4 万 km2。

　　1 石羊河流域水资源现状

　　1.1 地表水补给石羊河上游八大支流多年出山径流约 14.61 亿m3，流域内地表水的主要来源是祁连山区的天然降水和高山积雪融化，其水量变化与区域气候条件相关联。流域内的小沟小河径流汇入及外流域调水也对地表径流形成了一些补给，补给量约为 15 亿 m3。近几十年来随着祁连山区平均气温的不断升高，整个山区的年降水量整体呈增加态势，导致石羊河流域地表水补给略有增加。

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　　1.2 地下水补给石羊河流域地下水补给的来源主要有地表水入渗、大气降水、侧向潜流补给和凝结水补给等，其中大气降水和凝结水补给仅在地下水埋深小于 5 m 的区域才有效，其作用是非常有限的。南部近山地带是全流域地下水的富集区，集中了石羊河流域 60%以上的地下水，主要补给是祁连山冰川融水形成的河水入渗。近年来祁连山冰川面积和冰储量不断缩减，冰川厚度渐薄，雪线波动幅度不断增大，局部雪线正以年均 2～6.5 m 的速度向上萎缩，未来水资源形势将越来越严峻。石羊河流域下游地区是巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠外缘，降水稀少、蒸发量大，同时是不产流区，地下水的补给主要靠大气降水，但随着这一地区地下水位的下降，这种补给方式逐渐失去了效用。北部荒漠地带地势低洼，部分地表有零星泉水溢出，但绝大部分在高温炙烤下蒸发损失，只有很少一部分下渗补给地下水。

　　1.3 水循环系统石羊河流域降水受自然环境的影响，由南向北递减。南部八大支流受祁连山冰川的影响，降水较为丰沛。北部尾闾地区蒸发量大、没有地表水流汇入，上游唯一来水是红崖山水库的生态用水，受中上游用水及降水量制约，流量极不稳定。流域内地下水因地质构造分别蓄积于南北两大盆地，南部武威盆地地下水依祁连山由西南向东北流动，在盆地北缘形成地下水富集区。20 世纪 60 年代以前，很多地方不断接受河流、灌溉入渗，地下水不断上溢形成泉水，下泄至民勤盆地。21 世纪初，由于上游用水量急剧增大，地下水位下降，泉水逐渐干涸。北部民勤盆地地下水补给主要靠红崖山水库下泄的地表水、农业灌溉水及大气降水入渗补给。

　　2 石羊河流域水资源未来变化趋势

　　2.1 地表径流量变化趋势石羊河除上游支流部分，古河道因长期干涸而不复存在，天然主河道目前仅存红崖山水库以南民勤县境内 1 段，总长约 28 km。上游各支流出山口的多年平均年径流为 14.61 亿 m3，绝大部分被上游灌区引灌利用，石羊河径流只是上游灌区的余水及不能控制的汛期洪水，其水量变化除气象条件外，主要受上游灌区灌溉利用情况的影响。未来 50 年受祁连山大气候环境的影响，石羊河地表径流量会有所增加，但增加幅度很小。

　　2.2 地下水未来变化趋势石羊河流域地下水形态受四周地域环境的影响，在地质构造的控制下分别向南北 2 个盆地中心低洼地带汇集。南部武威盆地北缘自 21 世纪初开始便没有泉水溢出，石羊河流域南北 2 个盆地之间不再有直接的地下水流通。北部民勤盆地是主要的农业区，地下水开采量大，在失去上游地下水的接济后，地下水补给主要靠地表径流下渗和天然降水，水位变化受气候因素和农业生产的影响明显，每年的4-6 月(枯水期)地下水位处于最低端，7-9 月开始回升。在祁连山水系统蜕变的大环境下，民勤盆地的地下水资源形势会越来越严峻。

　　2.3 水资源质量未来变化趋势石羊河流域水资源质量受不同因素的制约，表现出较为复杂的态势。出山口以上的各大支流大多为Ⅰ类水质。平原区武威至红崖山水库段来水受上游工业生产、生活废污水、土壤面源污染及农业灌溉回归水入渗的影响，水质较差。下游民勤盆地地下水质差异性较大，盆地中、西部水质尚好;西部地带随着红砂岗工业园区的不断发展，污染形势不容乐观;盆地东部苏武山至枪杆岭一线及北部荒漠地带，受地下水反复提灌利用、地表水补给量减少等的影响，水质明显恶化，给流域下游水资源的可持续利用带来巨大挑战。

　　3 石羊河流域水资源利用存在的问题

　　一是水资源环境持续恶化。石羊河流域常年干旱少雨，降水稀少是最显著的特征。流域内大量的农田灌溉挤占了有限的生态用水，加大了流域内水资源的供需矛盾。此外，流域内一些传统的高耗水耕作方式仍在延续，水权市场的运营机制不完善，用水管控指标和阶段性用水削减计划没有完全落到实处。

　　二是水资源利用效率偏低。要从根本上解决水资源供需矛盾，须推广滴灌、管灌、喷灌等节水措施。此外，生态用水模式还需商榷，尤其是在湿地保护方面，目前主要是通过大量注水扩大水域面积，不能从根本上解决问题，浪费了珍贵的沙漠水资源。

　　三是水源涵养方式不健全。石羊河流域的八大水系均发源于祁连山北麓，高山林地和森林植被是最主要的水源涵养区，曾经过度放牧砍伐造成了严重的荒漠化和水土流失。近年来通过严格管控局部环境有所改观，但随着大气候环境的改变和局地温度升高，区域内总体环境恶化的势头并没有衰减，祁连山雪线及水源涵养区植被林线上升的趋势没有实现根本性扭转，同时涵养区内渠道周边植被保水能力不断减弱，河道内淤积严重。

　　四是水资源管理措施不完善。一方面，水资源管理与水环境建设相脱节;另一方面，流域内综合治理的相关法规尚不完善，对各类违规用水现象的惩处力度不够。

　　4 石羊河流域水资源利用对策

　　4.1 增强中上游人工增雨(雪)

　　赋能人工增雨(雪)是水资源匮乏地区缓解用水压力，有效解决用水矛盾的主要途径。石羊河中上游祁连山一带是西北地区降水云量最大的区域之一，自 20 世纪末开始空中水汽表现出不断增多的态势。但丰富的空中水资源并没有给石羊河流域带来有效降水，80%以上的空中水汽被蒸发或随风飘散，降水潜力没有开发出来。近年来石羊河流域人工增雨(雪)工作有了一定程度的发展，尤其是 21 世纪初武威市人工影响天气作业基地项目启动以后，石羊河流域的人工影响天气工作步入规范化操作阶段。

　　到目前为止石羊河全流域共设置了 71 个作业点，每年通过人工作业可增加大气降水33 mm 以上，增加地表径流约 3.7%。下游民勤盆地连续11 年进行人工增雨(雪) 作业，降水幅度明显增加，2010—2021 年均实现了“蔡旗断面下泄水量超过 2.6亿 m3”的上游来水目标，流域内生态环境得到了局部改善。但由于人工影响天气的基础设施和科学研究经费投入不足，目前在石羊河流域实施的人工增雨(雪)作业还存在规模小、作业点零散等问题。有必要在石羊河流域人工增雨(雪)工程的基础上增加投入，尽早立项并启动石羊河人工增雨(雪)体系工程，开展全流域、全年人工增雨(雪)作业，最大限度开发空中水资源，增加石羊河水资源总量。

　　4.2 构筑水资源涵养林涵养林建设是石羊河流域水资源永续利用的重要一环，要从长远规划、顶层设计入手，在已开展的退耕还林还草、天然林保护的基础上，继续加强石羊河流域水源涵养林保护和建设。结合石羊河流域生态保护与建设实际，坚持把建设的重点放在流域中上游及下游民勤绿洲的西部和北部风沙线一带。中上游涵养林建设的重心应放在植被修复方面，充分发挥中上游地区自然条件好、水资源丰富的优势，着力发展一些能够保护水源、改善水质的林木连片种植。下游的建设重点应该放在植被和周边景观的保护方面，全力构建生态屏障，实行封禁保护，在绿洲核心地带广植保护林，周边荒漠地带可根据地力适当栽种乔灌木，防止土地裸露，减少水分蒸发。

　　4.3 加大外流域调水力度石羊河流域水资源匮乏的问题，不能通过自身的改良来彻底解决，随着流域内大环境的变化及人口、经济等社会因素的影响，区域水环境将逐步恶化。从长远角度看，外流域调水缓解石羊河流域水资源危机可从根本上解决这一问题。目前，景电二期延伸向民勤调水工程已投入使用，每年利用景电二期灌溉间隙可向石羊河流域下游调水约 1 亿 m3，可暂缓地下水位下降的势头，为下游民勤盆地及边缘荒漠区生态修复赢得了时间。但该工程引入的是景电二期提灌的余水，引水量受上游用水量的限制较大。同时引水的源头是黄河，过度引入势必会给本来就缺水的黄河中下游地区造成影响。因此，该工程对石羊河流域水环境的改善作用是有限的，若能将石羊河流域纳入国家南水北调的总体规划，引调西南富水入境，并与目前的调水活动结合起来，可有效解决石羊河流域水资源短缺的问题。

　　4.4 完善水资源管理方式要彻底解决石羊河流域水资源可持续利用问题，须采取最严格的水资源管理措施，严厉打击各类破坏水资源及附属物的行为，切实保障流域各项治理措施落地实施。

　　首先，要树立一盘棋的意识。全流域各县市及水政相关部门要形成一个相互联结的整体，相互配合、共同发力，构建责权明晰、管理到位的工作格局，为石羊河流域水资源合理利用提供有力保障。其次，提高水资源信息化管理水平。千方百计地加大流域内水资源监控力度，提高管理的信息化水平。积极研发流域内水资源信息化管理软件，建立水资源信息采集、传输、分析处理系统。与有资质的科研单位合作，分析信息数据，厘清水资源变化趋势，为决策部门提供依据。另外，要实施“三水”联合调度。流域内的行政、水务和气象部门要相互联动，及时关注天气变化，实行天上水、地表水和地下水“三水”联合调度，努力实现区域内水量的最大化。

　　再次，加大对流域水资源的评估和研究力度。对水资源的评估是在水资源供需矛盾尖锐地区实现有效管理的技术支撑，对于石羊河流域来说，只有长期、不间断地对区域内水资源的数量、质量、用水效率等实施动态化精确管理，才能让有限的水资源得以有效利用。目前，石羊河流域在这一领域的建设并不十分完备，应充分利用卫星遥感、地面观测等现代化技术手段，加强对石羊河流域气候变化及其对水资源影响的监测、评估和研究，建立从空中到陆上的立体化监测体系。同时，要加大对石羊河流域水环境的研究力度，挖掘流域内水资源的变化规律，从科学角度探究区域内水资源保护及开发利用途径。

　　作者：许守卫，孙桂仁

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