石羊河流域水资源过度开发利用的思考
(1.河南省国土资源科学研究所，郑州450016；2.郑州大学环境与水利学院，郑州450002)
河南师范大学学报(自然科学版)，文章编号:1000-2367-(2007)-02-0195-04。
石羊河流域是我国内陆河流域开发中水资源利用率高、生态环境破坏严重的地区，研究石羊河流域水资源管理与可持续发展具有重要意义和紧迫性。结合石羊河流域的实际情况，分析了流域供水用水现状，总结了干旱区水资源过度开发利用带来的生态环境问题，最后从产业结构调整、生态环境治理和调水工程等方面对流域水资源可持续利用提出了合理建议。
关键词:石羊河流域资源危机环境可持续发展
1研究区概况
石羊河流域位于甘肃省河西走廊东部，东南与白银、兰州相连，西南与青海相连，西北与张掖相连，东北与内蒙古自治区相连，流域总面积41.6×103 km2。流域行政区划包括武威地区古浪县、凉州区、民勤县、天祝县全部，金昌地区永昌县、金川区全部，张掖地区肃南裕固族自治县、山丹县部分地区。流域* * *涉及3市8县。该盆地位于大陆腹地，属于大陆性温带干旱气候。气候特点是太阳辐射强，日照充足，夏季短而热，冬季长而冷，温差大，降水少，蒸发强，空气干燥。
流域水系发源于祁连山，自东向西由8条河流组成:大井河、古浪河、黄羊河、杂木河、金塔河、西瀛河、东大河、西大河。流域年平均降水量281.2mm，地表水资源量1.566×109m3，主要产于祁连山地区，产流面积11.1×103 km2。地下水资源为地表水的地下补给，包括降水补给、沙漠侧向流入和祁连山侧向流入，共计0.1×109m3。全流域水资源总量为两项之和，* * * 1.666×109m3。
就水质而言，流域内山源水质优良(达到I类)，可适用于各种用途；平原区金川河、红水河、石羊河干流因金昌、武威市工业和生活垃圾排放，污染严重(ⅴ类或劣ⅴ类)，水中含有砷、Cr6+和部分重金属离子。下游的金川峡水库和红崖山水库水质较差，属劣ⅴ类。地下水质量评价结果表明，大井、武威和永昌流域水质尚好(ⅲ类以上)，民勤和长宁流域由于劣质地表水的污染、重复利用和地下水补给量减少，水质恶化(劣于ⅴ类)，不仅不能食用，也不适宜灌溉(李又麟，2000)。
2水资源开发利用现状分析
2.1供水情况分析
经过新中国成立后50多年的建设，石羊河流域水利工程已具相当规模，形成了上游山区水库调蓄、中游平原渠道输水、下游机井井灌或井渠混灌的发展模式。出山的八条河流中，除杂木河上的一条河流外，其他所有河流都修建了水库。目前，其他流域已建有一定规模的调水工程，如引硫(硫沟)利金(金川河)工程、景电电站二期扩建工程等。全流域工程总设计供水量为3.482×109m3，2005年实际供水量为2.663×109m3。一般来说，供水以蓄水、抽取地下水和引水工程为主。流域内各供水工程2005年供水量见表1。
表1 2005年实际供水量统计表
流域供水水源分为地表水源和地下水源。地表水的来源是祁连山的降水和冰雪融水。通过分析可以看出，祁连山出山口的水流量多年比较稳定，而进入下游民勤盆地的地表径流却在逐年减少，从50年代的0.464×109m3减少到20世纪初的0.083×109m3(图1)。90%的地下水资源由地表水补充。随着地表水利用率的逐步提高，全流域地下水补给量从20世纪80年代的1.28×109 m3减少到2005年的0.86×109 m3。由于地下水位下降，全流域800多口机井因抽水报废，地下水的开采逐渐由浅入深(。
图1红崖山水库年来水量
图1红崖山水库历年径流量
2.2用水现状分析
通过工程措施，流域水资源利用率很高。2005年，水资源开发利用程度达到水资源总量(不含跨流域调水工程)的154%，远远超过水资源承载能力。2005年全流域各社会经济部门总用水量为2.678×109m3，用水量见表2。根据《中国水资源可持续发展综合报告》，1997年工业用水量占总用水量的20.2%，农业用水量占75.3%，表明石羊河流域农业用水量明显偏高。
表2 2005年实际用水量统计
流域万元工业产值取水定额为1.53 m3，比全国平均水平高出62m3。这是因为流域内的工业主要是冶炼、酿造等高耗水企业，高新技术产业所占份额较小。工业用水重复率为49%，高于全国平均水平。农业灌溉净定额为0.556m3/m2，明显高于国家和省的水平，这是由其特殊的气候条件决定的。灌溉水利用系数为0.52，与全国平均水平大致相当。万元GDP用水量为3681 m3，约为全国平均水平的5倍。总的来说，流域的用水效率有待进一步提高。
3生态环境问题分析
石羊河流域是一个以牺牲环境为代价发展经济的典型地区。其当前的问题主要是水危机导致的生态环境恶化，突出表现在以下几个方面:
(1)产流区植被遭到破坏，水源涵养能力降低。祁连山是整个石羊河流域水资源的形成区，森林植被和高寒草地是水源涵养区。由于人为毁林、过度放牧、采药和开荒种植，已开垦森林和草地近1.500 km2，剩余水源林不足550km2，山区植被覆盖率仅40%左右。祁连山灌木林线比20世纪50年代高40m，灌木林30%为草地和沙化(常兆峰等，2005)。
(2)经济发展没有充分考虑水资源的承载能力。流域水资源利用缺乏科学规划，灌溉面积过大，特别是复种面积和种植结构不合理，导致农业用水量过大，生产用水对生态用水挤占严重。上中游同时开发争夺水资源，不考虑自然规律，不加约束，效率低下，导致日益严重的水危机和生态环境问题。
(3)进入下游的地表水逐年减少，民勤绿洲面临生存危机。由于祁连山上游毁林开荒，修建水库提高蓄水量，中游衬砌灌溉渠道，打井提水，大型工矿企业和地方“五小”企业的快速发展，导致中游用水量剧增，导致石羊河下游进入民勤绿洲的水量锐减。为了维持人工绿洲和人畜用水，民勤人加大了对地下水的开采，导致绿洲边缘地下水位不断下降，天然绿洲急剧萎缩，荒漠化加剧。经计算(窦明等，2005)，从1971到2000年的30年间，向家湾进入民勤的水量减少了3.0×109m3，离开民勤的水量减少了2.5×109m3，年均减少0.083× 65438。近30年来，绿洲地下水位共下降42.4m，年均下降1.44m，在绿洲中心形成深漏斗，绿洲边缘植被大面积衰退。
(4)土地荒漠化和沙尘暴加剧。2005年，全流域土地沙化面积达2.149×103km2，草地退化面积达1.50×104km2，农田被流沙掩埋3.2×102km2。北部荒漠区防风固沙林、草、农田防护林减少2.0×103km2。沙漠以每年3 ~ 4m的速度向绿洲推进。由于荒漠化面积和荒漠草原死亡面积不断增加，沙尘暴威胁着民勤、金昌、武威，甚至影响整个北方地区。
(5)环境污染越来越严重。随着地方经济的快速发展和城市化趋势的增强，自然资源的消耗迅速增加，使得环境资源负担日益严重。特别是在人口相对集中、经济繁荣的城区，“三废”排放明显增多，部分地区环境明显恶化并向周边扩展。到2005年，金昌市废水排放量为35.478×106t，比20世纪90年代增加了47.3%。工业固体废物产生量为4.737×106t，比20世纪90年代增加了56.8%。武威市的水污染、白色污染和化学污染越来越严重。2005年排入石羊河的生产和生活废水达2.535 1× 103 t，由于流域内地表径流量小，水体自净能力弱，地表水污染严重，地下水也因城市污水和地面各种污染物的渗漏而受到不同程度的污染。
4水资源可持续利用的探讨
目前，石羊河流域生态环境恶化已引起各级行政主管部门、学术界和社会各方的关注，石羊河已成为继塔里木河、黑河综合治理后的又一热点。作者认为，石羊河流域的可持续发展和水资源管理应从以下几点入手:
4.1合理调整产业结构
对社会经济布局进行战略性调整，加快全流域城市化和工业化进程，优先发展工业和服务业，控制和减少农业规模，以提高单位水资源的利用效率和产出。目前，农业灌溉是流域各经济社会部门的用水大户，存在耕地面积过大、灌溉定额高等问题，因此农业节水潜力很大，适当收缩农业规模可以有效缓解生活和工业用水压力(刘长明等，1996)。
4.2调整农业种植结构，提高农业节水效率。
目前，流域粮食、经济和饲草种植比例为68: 21: 11，粮食和经济作物种植比例为76: 24，多种作物(套)种植比例为22.2%。建议粮食、粮食、饲料种植比例调整为51: 29: 20，粮食和经济作物种植比例为63: 37，多种作物种植比例为15%。
流域内目前的灌溉方式主要是“渠灌”，占总面积的97.7%，管灌占1.5%，高效节水灌溉仅占0.8%。建议流域内井灌区采用管道充分灌溉。在此基础上，喷灌2.11×102km2，微灌1.85× 100km2，占总灌溉面积的15.7%，其余为管灌。河道灌区全面实施小畦灌，占总灌溉面积的79.3%。
4.3加快生态环境建设和综合治理。
必须根据流域的地理位置和自然条件，贯彻“宜林则林，宜牧则牧，宜农则农，宜旱则荒”的原则，划定农林牧生产区域和退耕还林还草范围。积极稳妥调整农林牧结构，对地下水开采集中、耕地质量差或接近沙漠、戈壁边缘地区的6.67×102km2农田灌溉地实施自然封育调整。同时，下游民勤地区灌区将初步实现退耕还林4.33×102km2，建立以民勤绿洲与荒漠过渡带为核心的荒漠自然保护区，实施封育。利用地下水和自然降水，保证自然植被的恢复，建立沙暴屏障。
关井，减少地下水开采量。目前* *流域机电井1.5万口，地下水年超采量达0.1.8×1.09 m3。鉴于机电井过多、地下水严重超采的情况，2010前关闭1 300口老井(按石羊河流域)
加大污水处理和回收的力度。以国家和地方政府共同投资的方式，在金昌、武威市区建设3-4座大中型污水处理厂，由地方政府负责运营管理，使城市生活污水和工业废水实现循环利用和深度处理回用。
4.4实施调水工程和生态移民工程。
就目前情况来看，要彻底解决石羊河流域的水资源困境，必须从其他流域调水。为解决金昌市工业用水和民勤县生态环境及农业用水，提出了规划中的“大通河西进”调水工程。项目计划每年从大通河调水0.25×109m3，项目建成后可缓解流域水资源短缺。同时，在现有调水设施的基础上，加大调水和补充生态用水，尽可能为自然植被的生存创造条件，为全流域生态环境综合治理赢得时间。
此外，要适当减轻生态脆弱地区和缓冲区的人口压力，做好生态移民工作。移民大致有两个方向:一个是中游绿洲区，即通过人口城市化安置部分移民；二是流域外的引水工程、疏勒河工程、沿黄地区的井店和杏包子川灌区也可以安置一部分移民。
参考
李又麟。2000.石羊河流域地下水环境。地下水，22(3):113 ~ 116。
窦明，孙雪涛，左启庭。2005.石羊河流域水资源转化模型及其应用研究。郑州大学学报(工科版)，26(3):109 ~ 112。
常兆峰，韩，钟胜年，等2005。石羊河下游沙漠化的自然和人为因素及其置换。干旱区地理，28 (2): 150 ~ 155。
刘长明，何希武。1996.20世纪中国的水问题。北京:科学出版社。
肖杜宁，李晓雨，宋冬梅。2005.石羊河尾闾绿洲景观变化及生态恢复对策。生态学报，25 (10): 2477 ~ 2483。
对石羊河流域水资源过度开发利用的思考
邢永强1李金荣2窦明2
(1.河南省国土资源科学研究院，郑州450016；2.郑州大学环境与水利学院，郑州450002)
摘要:石羊河流域是水资源利用程度极高、生态环境遭到严重破坏的内陆地区。石羊河流域水资源管理与可持续发展研究具有重要意义和必要性。本文从石羊河的实际情况出发，对水资源供需现状进行了评价和分析，总结了水资源开发利用过程中出现的问题。最后，从经济结构调整、生态环境治理和调水工程应用等方面提出了水资源可持续利用的合理化建议。
关键词:石羊河流域；水资源危机；生态环境；可持续发展