石羊河流域水資源變化分析與保護利用建議

（甘肅省水文水資源勘測局，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，是我國內陸河流域中人口密度最大、水土資源開發利用程度最高的流域之一。其下游的民勤綠洲是阻遏我國北部騰格里沙漠和巴丹吉林沙漠合攏的天然生態屏障。自20世紀50年代以來，由于人口增長和經濟發展，流域水資源供需矛盾日益突出，加之缺乏科學的開發規劃和嚴格的管理制度，流域生態環境急劇惡化，已經嚴重阻礙了區域的可持續發展，有些地方甚至已危及人類生存。石羊河流域的生態環境問題實質是人與自然關系的嚴重不協調，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律、人口、土地利用、經濟發展和生態保護之間關系復雜。因此，研究流域水資源變化規律，分析水資源利用現狀，提出可行的水資源保護對策，對石羊河流域生態環境治理與修復、保障區域經濟社會和生態環境協調發展具有十分重要的意義。

一、研究區概況和數據來源

石羊河是甘肅省河西走廊內陸水系的第三大河，發源于祁連山脈東段冷龍嶺北側的大雪山，全水系自東而西分布。上游的8條河流均發源于祁連山，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，其氣候特點是太陽輻射強、光照充足，溫差大、降水少、蒸發強烈、空氣干燥。研究區位置見表1。

本文研究數據來源：①水資源相關數據來源于甘肅省石羊河流域內的各水文站徑流資料；②人口、耕地面積和社會經濟數據來源于《甘肅統計年鑒》和《甘肅省石羊河流域重點治理規劃》等。

二、石羊河流域水資源變化分析

水資源保護是石羊河流域重點治理的核心。石羊河流域上游8條河流中水文監測最早的始于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定，并沒有減少。

石羊河上設有蔡旗水文站，該站是紅崖山水庫的入庫水文站，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展。民勤縣地下水水位大幅度下降，導致出現咸水南侵、植被枯萎、土地沙化、沙進人退的現象。

三、石羊河流域水資源與區域社會發展關系分析

1.流域水資源與人口耕地關系

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穩定，但人口和耕地從20世紀50年代至今呈不斷增長態勢，隨著時間的推移，出現了一方水土養活不了一方人的現象。50年代，全流域人口僅有90多萬人，灌溉面積200萬畝（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221萬人，統計灌溉面積增加到462萬畝，其人口和耕地面積比50年代翻了一番多，而且實際灌溉面積估計在600萬畝以上。人均水資源占有量降到了700多m3，水資源供需矛盾突顯，特別是在民勤表現尤為嚴重。經石羊河進入民勤的地表水由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，出現了嚴重的生態危機。從外流域調水后，這種勢頭才得到遏制，地下水水位有所上升，濕地和湖泊有所恢復。

2.流域水資源與區域經濟關系

石羊河流域內有武威市、金昌市和肅南裕固族自治縣約1/6區域。2015年石羊河流域總用水量23.69億m3，農業及林牧漁畜業是用水大戶，用水量為 20.43億 m3，占86.2%；工業用水為2.14億m3，占9.0%；城鎮公共用水0.22億m3，占0.9%；居民生活用水0.48億m3，占2.0%；生態環境用水0.42億m3，占1.8%。

2015年武威市生產總值為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，統計時以1/6做簡單折算為4.8億元）。為了計算不同產業的用水量，需要統計第一、第二、第三產業的產值，第一產業是指農、林、牧、漁業；第二產業是指采礦業、制造業，電力、燃氣及水的生產和供應業，建筑業；第三產業是指除第一、二產業以外的其他行業。各產業的統計數據見表1。

根據表1統計計算得出：石羊河流域GDP的萬元用水量為367 m3，第一產業萬元用水量為1772 m3，第二產業萬元用水量為75 m3，這些數據均高于全國統計數據。相同產值的情況下，石羊河流域農業用水量是工業用水量的23.6倍。

3.流域水資源與生態環境關系

石羊河流域的生態問題，從根本上說是水資源與人口、經濟發展不平衡的問題。隨著人口數量的不斷增加，加上產業結構不合理，當前的水資源利用量遠超其承載能力。當地通過修建水庫、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水，渠道和田間滲漏大幅度減少。用于生產生活的水多了，但地下水的補給卻被切斷了，且地下水開采量不斷增加，造成地下水水位持續下降。如果不控制地下水水位的下降，達到一定程度時樹木就會死亡，沒有林帶的保護，依靠灌溉的耕地也會被流沙掩埋。

為防止流沙擴展，民勤在青土湖的風沙前沿投入上百萬元資金，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，綠洲外圍的草被、灌木、樹木必然會大面積死亡，沙化現象就會加劇。從經濟角度來說，水的利用率越高越好，但從生態角度來說，水的利用率不能過高，需要有一部分地表水補充到地下。

四、石羊河流域水資源保護利用對策建議

在現有人口和當前的產業結構條件下，石羊河流域自產水量已無法滿足經濟社會發展的需要，目前可行的措施是建設節水型社會，提高水資源綜合管理水平。

1.調整農業種植結構，改變農業發展模式

石羊河流域的平均降水量不足200 mm，蒸發量高達2600 mm，該地區的節水重點應該是減少蒸發損耗，而不是防止下滲損耗。當前所做的許多節水工作都是為了防止下滲，而對減少蒸發所做的工作不足。耕地越多蒸發損耗就越大，要減少蒸發損耗，就必須壓縮耕地面積。簡單地減少耕地必然會減少農民的收入，農民不會接受。因此，要通過調整產業結構，在不減少農民收入的前提下壓縮耕地面積。石羊河流域光照充足，發展日光節能溫室條件優越，技術操作簡單，應大力推廣日光溫室果蔬生產，探尋綠洲農業發展模式。此外，要積極發展草食畜牧業。河西走廊種草要比種糧食作物節水一半左右，還可以起到防風固沙作用。通過種草發展畜牧業，從長遠看效益要比種糧食作物高，也是發展現代農業的必然要求。

2.全面推進節水型社會建設

對石羊河流域水資源與區域經濟發展關系的分析表明，在相同產值情況下，農業用水量是工業用水量的23.6倍。通過推進節水型社會建設，全面實行產業結構調整，以工業及第三產業收入解決當地群眾的生存和發展問題，是提高水資源產出效率的最佳途徑。2017年中央將祁連山確定為國家公園，將祁連山保護提升到國家層面，這無疑為甘肅河西五市的長遠發展注入了新的活力，對石羊河流域來說也是一次難得的發展機遇。當地各級政府應該抓住祁連山國家公園建設及石羊河流域綜合治理的契機，搞好規劃，根據各自的特點因地制宜興辦產業，通過爭取投入、引進技術、加強培訓等方式，引導、鼓勵、扶持農民興辦鄉鎮企業，發展第三產業。

表12015年石羊河流域三市產值統計

3.制定科學合理的流域水資源管理制度

石羊河流域的生態環境綜合治理，其核心是水資源配置管理。石羊河流域以界定流域水權、規范水資源利用秩序為切入點進行重點治理，取得了重大成果，成績來之不易，經驗彌足珍貴。但未來石羊河流域水資源配置管理必須制定適應新的水循環條件的用水協議，并在水法框架內，以法律形式確定下來，才能有效維護水資源利用秩序，調節水資源分配比例，提高水資源的利用效率。此外，應積極完善水價改革體系，制定各行業用水定額，并積極探索分類水價，實現定額內基本水價制度，超定額部分實行超額累進加價制度。