河西水資源變化及其合理利用問題——在水利學(xué)會上的報告（1993）

一、水資源數(shù)量及其變化

1.山區(qū)水資源

在20世紀(jì)80年代初期《甘肅省地表水資源》提供的成果：按1956—1979年水文系列計(jì)算，河西內(nèi)陸河流域地表水資源為72.6億m³（包括蘇干湖水系），其中從青海省入境水量14.7億m³。

截至1990年又經(jīng)過11年，我們按1956—1990年水文系列計(jì)算，全河西地表水資源量為73.4億m³，較1956—1979年24年平均值高出0.8億m³。其中疏勒河水系、黑河水系、石羊河水系分別多出0.40億m³、0.10億m³、0.3億m³。主要河流80年代大部偏豐，唯有討賴河、酒泉洪水河略偏小。以黑河鶯落峽水文站為例，1989年徑流量23.1億m³，創(chuàng)50年水文記錄的最大值。進(jìn)入90年代，1991、1992兩年偏枯年，今年顯然偏豐。大量資料表明，河西水資源數(shù)量的變化是隨機(jī)的，某些時段偏枯或偏豐是正常的水文序列的偶然變化過程。也還看不出哪些變化中有人為因素起作用。同時對主要河流多年資料過程分析表明，對全河西來說，水資源的多年變化很難用簡單的周期模式去套，有關(guān)河西水資源數(shù)量在減少的說法是與事實(shí)不符的。

2.走廊河流下游水量變化

走廊河流下游進(jìn)入北盆地的水量是上游地表和地下水資源的剩余量，隨著上游水利工程建設(shè)、灌溉面積擴(kuò)大、地下水開采量增加，使得進(jìn)入下游的水量從70年代以來有明顯地減少，以石羊河、山丹河最為突出，90年代平均減少50%以上，近年又有所增加。

各主要水系變化情況為石羊河：72年以前上下游關(guān)系穩(wěn)定，雙累積曲線為直線關(guān)系，比率0.46，73年以后為下垂弧線，1986—1990年比率已降至0.22，近年降低更多。黑河：從1981年以后明顯減少，上下游流量比率由原來的0.62降至0.50。酒泉盆地上下游趨勢變化不大，其比率為0.38。疏勒河：1952至1960年昌馬與雙塔為單一直線關(guān)系，其比率為0.45；1961年以后雙塔水量明顯減少，呈現(xiàn)一下凹弧線，目前其比率為0.24，隨著玉門灌區(qū)重心東移，這種情況將愈趨發(fā)展。

二、水資源合理利用問題

1.現(xiàn)狀及遠(yuǎn)景予測分析

現(xiàn)狀灌溉面積調(diào)查：經(jīng)過1990—1991年在河西各縣調(diào)查結(jié)果，農(nóng)田灌溉面積為1019.25萬畝，林草灌溉面積102.29萬畝，合計(jì)1121.54萬畝。經(jīng)與省土地管理局1991年7月出版的《甘肅省土地利用總體規(guī)劃綱要》中總灌溉面積比較，僅相差2.6%，本報告調(diào)查數(shù)字略大。不過這套數(shù)字較統(tǒng)計(jì)面積、水利年報面積分別大72.6%及43.7%，較1980年農(nóng)業(yè)區(qū)劃概查面積大14.8%。由于80年代政策放寬，是開荒擴(kuò)灌的大發(fā)展時期，本調(diào)查成果與農(nóng)業(yè)區(qū)劃成果比較，正說明這種發(fā)展水平。

遠(yuǎn)景發(fā)展設(shè)想：根據(jù)對各河系及灌區(qū)水資源的承載能力分析，提出的遠(yuǎn)景設(shè)想如下：石羊河流域水資源緊缺，工農(nóng)業(yè)、上下游用水矛盾突出、應(yīng)限制再增加灌溉面積，并通過大力發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉和提高工業(yè)重復(fù)利用的途徑去緩解矛盾。

黑河及疏勒河流域水資源潛力較大，經(jīng)平衡分析，預(yù)期可發(fā)展灌溉面積277.5萬畝，其中黑河水系157.5萬畝，疏勒河水系120萬畝。河西總灌溉面積達(dá)到1400萬畝。

如果河西能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，則全省完成2000萬畝水地的目標(biāo)將能達(dá)到。2.各主要灌區(qū)凈耗水量（1）宏觀水平衡分析

在一個基本閉合的灌區(qū)盆地內(nèi)可以認(rèn)為：

總耗水量=總?cè)肓鳎偝隽?超采量

其中總?cè)肓靼ê哟◤搅髁?，河谷潛流量，山區(qū)側(cè)向補(bǔ)給量及盆地降水入滲補(bǔ)給量?？偝隽靼ㄏ掠魏哟◤搅髁考昂庸葷摿髁?。本平衡分析重點(diǎn)在于計(jì)算灌區(qū)凈耗水水平，平衡項(xiàng)目中河谷潛流、側(cè)向補(bǔ)給及地下徑流量由于數(shù)量較小，可不參加計(jì)算，降水量不參與計(jì)算，則：

灌區(qū)耗水量=地表總?cè)肓鳎乇砜偝隽?超采量對河西各主要灌區(qū)及單元盆地水平衡結(jié)果，單位面積凈耗水量如下：

其中以西大河盆地（包括西河、四壩二灌區(qū)）為最小，武威和張臨高灌區(qū)在400m³/畝左右。反映河西主要灌區(qū)的耗水水平。這個水平在全國同類灌區(qū)中是最好的之一。

（2）河西總耗水水平：每年進(jìn)入走廊區(qū)的水量為69.26億m³，黑河下游輸入內(nèi)蒙古額濟(jì)納旗水量平均約6.5億m³，工業(yè)用水量按2.0億m³計(jì)，則農(nóng)業(yè)凈耗水量為60.76億m³，按現(xiàn)狀農(nóng)田灌溉面積計(jì)為542m³/畝。此數(shù)較武威盆地高出38%。按遠(yuǎn)景發(fā)展灌溉面積達(dá)到1400萬畝，畝均耗水量為434m³/畝，仍高于武威、張掖灌區(qū)現(xiàn)狀標(biāo)準(zhǔn)。

3.密集型綠洲的發(fā)展趨勢

綠洲的空間分布形態(tài)，不完全由人們的主觀意志為轉(zhuǎn)移，但綠洲的密集化問題隨著水資源科學(xué)利用水平的提高，必然要提到議事日程上來，所謂綠洲密集與否，可由以下指標(biāo)衡量：①綠洲總面積大小，灌區(qū)集中連片與否；②灌區(qū)形狀特征，形狀系數(shù)大小，長寬比或面積長度比；③灌區(qū)面積系數(shù)大?。汗喔让娣e與綠洲面積之比；④灌區(qū)水源距；⑤單位渠線長度（干、支、斗三級渠線總長度與灌溉面積之比）。

比較不同灌區(qū)，可以發(fā)現(xiàn)在工程水平相近的情況下，密集灌區(qū)可大大提高水資源利用率，降低單位面積凈耗水量。

密集型綠洲可產(chǎn)生“綠洲冷島效應(yīng)”，在綠洲上空形成逆溫層，減低湍流強(qiáng)度減少水面蒸發(fā)量。如張掖、高臺、武威三氣象站實(shí)測水面蒸發(fā)量（折算為E601）分別為1290、1214、1269mm，比外圍荒漠帶減少約30%。

綠洲向密集化發(fā)展是河西灌區(qū)發(fā)展的必然趨勢，已知最密集的灌區(qū)為張掖盈科古浪一斗實(shí)測耕地總面積與土地總面積（也是綠洲面積）的比達(dá)86.8%；武威金塔灌區(qū)也達(dá)86%，武威城北，張掖城南大面積灌區(qū)密集程度均可達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)。而河西其余大部灌區(qū)相差較大。如酒泉盆地為52%，疏勒河灌區(qū)只有22%。上述分析表明，灌溉綠洲的密集程度與其單耗恰成相反關(guān)系。

4.關(guān)于重復(fù)利用模式

重復(fù)利用模式是因應(yīng)走廊區(qū)特有的水文地質(zhì)條件，現(xiàn)狀水利工程設(shè)施和灌水技術(shù)（以地面灌溉為主）條件下形成的，它充分利用了地表水、地下水之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，增加重復(fù)引水次數(shù)及總引水量，是當(dāng)今提高水資源利用率的重要途徑。當(dāng)然隨著工程設(shè)施及灌水技術(shù)的更新如以色列那樣，這種模式也將有所改變。影響水資源利用的主要因素有水量轉(zhuǎn)化的衰減度、水文地質(zhì)條件、提引水能力及水質(zhì)等。水文地質(zhì)條件是穩(wěn)定的，提引水能力直接影響水量轉(zhuǎn)化的衰減度、即回歸能力。以黑河干流為例，鶯落峽—高崖之間的回歸系數(shù)為0.53，鶯落峽—正義峽區(qū)間為0.37。這一數(shù)據(jù)與前蘇聯(lián)阿姆河、錫爾河的結(jié)論一致,即上游0.5，下游0.2～0.3左右,而且徑流量的單位消耗下游要比上游高出3倍。對于下游地區(qū)水質(zhì)成為重復(fù)利用的控制條件，礦化度大于3g/L的水，其利用率實(shí)際降為0。

5.水資源的集約利用

（1）儲水于祁連山區(qū)：走廊平原水庫水面蒸發(fā)量為山區(qū)的2.75倍（臨澤），若下游水庫，蒸發(fā)量更高達(dá)3.7倍。

（2）適當(dāng)加大庫容，滿足多年調(diào)節(jié)的需要?，F(xiàn)有山區(qū)水庫庫容普遍偏小，而且汛限水位很低，所以豐水年棄水多。1988年、1989年兩年為大豐水年，棄水多，而1990年、1991年、1992年三年為枯水或偏枯年，使得保灌水平大大降低。

（3）充分利用地下水庫的作用，發(fā)展井灌，井渠結(jié)合，提高保灌水平。

（4）提高輸水標(biāo)準(zhǔn)、井渠、農(nóng)渠管道化；

（5）優(yōu)化灌溉制度及推廣節(jié)水灌溉技術(shù)。

以上這些是節(jié)約用水，提高水資源利用率的主要途徑。

6.就近利用，咸淡不混

河西存在著兩種類型的灌區(qū)即扇狀開敞型灌區(qū)和盆地狀閉合型灌區(qū)。前者北盆地各灌區(qū)多屬之，南盆地中東大河灌區(qū)也屬開敞型。開敞型灌區(qū)回歸水分散，損耗大重復(fù)利用率低。在北盆地下游灌區(qū)更產(chǎn)生淡咸早混，無法再利用。因此，應(yīng)考慮水資源就近利用，就地開采的原則。新開發(fā)灌區(qū)尤應(yīng)注意這一問題，盡量避免舍近求遠(yuǎn)。地下水也應(yīng)就近就上開采利用，避免地下徑流遠(yuǎn)播而鹽化，失去開采的可能。

許多下游灌區(qū)為“葡萄藤式”的灌區(qū)（王永盛語）灌區(qū)呈指狀分布，指間即成鹽堿地，這種狀況造成咸淡早混，大大降低了水的利用率。敦煌、疏勒河、金塔等灌區(qū)就是這種狀況。遠(yuǎn)景規(guī)劃應(yīng)使這種灌區(qū)“五指并攏”，逐漸形成一個密集的完整的整體人工綠洲。

7.調(diào)引水規(guī)劃或灌區(qū)總體規(guī)劃應(yīng)首先考慮水資源宏觀平衡和最優(yōu)利用原則

根據(jù)重復(fù)利用模式，應(yīng)使回歸水“眾路歸一”避免人為造成“開敞形”的灌區(qū)形態(tài)。所謂“眾路歸一”,如黑河之歸于正義峽，石羊河之歸于紅崖山，酒泉之歸于鴛鴦池，疏勒河之歸于雙塔堡等。例如黑河調(diào)水至駱駝城以西許三彎，渠線長，不僅沿途損失大而且灌區(qū)地下水回歸不到正義峽，只能一次性利用。顯然這種方案值得商榷。如調(diào)水向東至祁家店，則可多次回歸利用，且尾水均歸入正義峽，對保證下游內(nèi)蒙古用水有利。

酒泉盆地包括嘉峪關(guān)工業(yè)廢污水排放，目前除主口鴛鴦池外，尚有斷山口每年有0.34億m³水排入花海盆地，其他小口水量以草湖等潛蒸形式損失。在總體規(guī)劃中應(yīng)將這些小水（工業(yè)廢水經(jīng)處理）集中輸入鴛鴦池。

疏勒河規(guī)劃灌區(qū)重心向東移，顯然也是不可取的，這樣勢必減少雙塔來水量，一旦東部灌區(qū)羽毛豐滿，安西將成第二個民勤！

8.水資源集中管理調(diào)度，上、下游及生態(tài)環(huán)境兼顧

總之，河西發(fā)展前景樂觀，潛力很大。水資源是制約因素，其優(yōu)化利用又成為河西發(fā)展的必然途徑。所談的一些意見多有不全不妥之處，希望能引起爭論。集思廣益，為河西的建設(shè)貢獻(xiàn)于一二。

1993年8月