民勤地區(qū)水資源特征分析研究

王貴忠，羅星罡，徐洲元，王國斌，劉 鵬，紀(jì)永福

(1．甘肅省水利水電學(xué)校，甘肅 蘭州730000;2．甘肅省治沙研究所，甘肅 蘭州730070)

(責(zé)任編輯 張培虎)

民勤地區(qū)位于石羊河下游，總面積16 016 km2，其西面、北面和東面被巴丹吉林沙漠和騰格里沙漠所包圍，南面與武威市涼州區(qū)接壤;絕大部分是荒漠區(qū)，沙漠、戈壁、荒漠草場相間分布;綠洲面積約1 800 km2，約占全縣土地總面積的11．24%。該地區(qū)屬于典型的大陸性荒漠氣候，降水稀少、氣候干燥、蒸發(fā)強(qiáng)烈、風(fēng)大沙多、氣候環(huán)境十分惡劣。民勤水資源包括大氣降水、地表水和地下水，其中地表水和地下水是民勤經(jīng)濟(jì)賴以存在的命脈，大氣降水不僅數(shù)量少，而且季節(jié)分布不均，有效降水更少［1］，對綠洲經(jīng)濟(jì)活動的直接意義不大。民勤綠洲是非灌不殖的極端干旱區(qū)，水資源短缺是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)最主要的制約因素。分析研究民勤水資源是研究民勤生態(tài)建設(shè)、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的首要前提，對補(bǔ)充和完善干旱荒漠區(qū)生態(tài)用水理論及生產(chǎn)實踐均具有重要意義。

1 民勤地區(qū)大氣降水狀況分析

民勤地區(qū)大氣降水對綠洲經(jīng)濟(jì)的作用不大，但是對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境起著極其重要的作用，大多數(shù)荒漠植被就是依靠大氣降水生長并發(fā)揮生態(tài)效益的［2］。根據(jù)民勤縣氣象站和甘肅省民勤治沙綜合試驗站氣象觀測場多年的資料，民勤地區(qū)多年平均降水量為115.41 mm，降水量不僅很少，而且年際間的變化很大，1961—2005年降水量最大的是1973年，為185．80 mm，最小的是1962年，僅為42．20 mm。這種年際間的降水量不均勻?qū)哪参锏纳L具有重要的影響，在降水量較多的年份，植被生長較好，對生態(tài)環(huán)境具有積極的意義;但是在降水量少的年份，植物常因缺水而死亡，由于當(dāng)年土壤中儲存的水分很少，所以第二年植物生長也受限，風(fēng)沙危害就加重。

降水在年內(nèi)分布也不均勻，7—9月份的降水量占全年降水量的60．70%。民勤地區(qū)一次連續(xù)降水量很小，在1961—2006年的45年中，全年一次連續(xù)降水量超過30 mm 的年份只有7年，全年一次連續(xù)降水量不足10 mm 的年份有9年。

由于氣候干旱，蒸發(fā)量大，土壤含水率低，加之大風(fēng)等原因，故水分的地表蒸發(fā)損失非常嚴(yán)重，多年平均蒸發(fā)量在2 400 mm 以上，最大年份達(dá)到了3 000 多mm。當(dāng)一次性降水小于5 mm 時，由于強(qiáng)烈的地表蒸發(fā)作用，使得水分很快就散失到空氣中，植物幾乎不能吸收利用，一般認(rèn)為是無效降水［3］。在民勤綠洲，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)活動主要依靠灌溉，降雨的多少對綠洲農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)活動直接影響不大。近十幾年來，由于地下水位連續(xù)下降，荒漠植被已經(jīng)不能吸收利用地下水(地下水位埋深在5 m 以下的地區(qū))，基本是靠當(dāng)年的大氣降水和土壤中儲存的水分來維持生存的［2，4］。在降水量較大的年份(如1968、1973 和2002年等)，荒漠植被生長較好，特別是一年生植物大量生長，植被覆蓋度成倍增加，同時土壤中儲存了較多的水分，有利于來年植物生長，這樣荒漠化就明顯逆轉(zhuǎn)，風(fēng)沙危害減輕;但是在降水量較少的年份(如1962、1977 和1982年等年份)，土壤含水量少，荒漠植被生長不良，一年生植物不能發(fā)芽或者發(fā)芽后生長量很小，植被覆蓋度低，風(fēng)沙危害頻繁，對綠洲農(nóng)業(yè)具有巨大的威脅。

2 民勤地區(qū)地表水資源狀況分析

石羊河是民勤縣境內(nèi)的唯一地表水源。石羊河發(fā)源于祁連山脈，其徑流由祁連山冰雪融水和山區(qū)降水形成，上游自東向西有大靖河、古浪河、黃羊河、雜木河、金塔河、西營河等支流。每條河流的上游出山口都修建了水庫，攔截整個河流的水量為永昌綠洲、涼州綠洲和古浪綠洲耕地灌溉，匯入石羊河進(jìn)入民勤紅崖山水庫的只有灌溉后的剩余水、季節(jié)性洪水和潛入地下的灌溉滲漏水在中游露出形成的泉水。

20 世紀(jì)50年代以來，上游6 條河流的出山口水量存在持續(xù)期不等的豐、平、枯水年交替的周期性變化，其水量沒有明顯減少或增加的趨勢［5］。但由于上游涼州區(qū)和古浪縣經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，用水量不斷增加，灌溉后的余水越來越少，所以石羊河流入民勤的水量自20 世紀(jì)60年代以來一直呈減少的趨勢(圖1)，已經(jīng)從1956年的5．14 億m3減少到2002年的0．62 億m3，減少了87．9%。

圖4 民勤紅崖山水庫水量年際變化

為了緩解民勤水資源緊張的趨勢，2000年9月正式建成了甘肅省景電二期向民勤調(diào)水工程(簡稱民調(diào)工程)，工程設(shè)計輸水能力為每年0．61 億m3，2001年實際調(diào)水總量為0．47 億m3，河道滲漏損失0．12 億m3，實際進(jìn)入紅崖山水庫的水量為0．35 億m3。民調(diào)工程雖在一定程度上緩解了民勤的用水緊張狀況，但因用水缺口太大，還不能從根本上解決問題。石羊河進(jìn)入紅崖山水庫的水量逐年減少，直接引起民勤盆地的地表水減少，繼而導(dǎo)致地表灌溉水、地下水補(bǔ)給減少。

3 民勤地區(qū)地下水狀況分析

民勤綠洲的地下水總資源量通常指地下水的天然補(bǔ)給量，它包括不與地表水重復(fù)的補(bǔ)給量和與地表水重復(fù)的補(bǔ)給量兩部分。據(jù)王耀琳等分析估算［3］，和地表水不重復(fù)的補(bǔ)給量包括兩部分:一是地下徑流側(cè)向補(bǔ)給，民勤地區(qū)每年可消耗的地下徑流為0.488 6 億m3;二是降水、凝結(jié)水的有效滲入，總量為0.108 億m3。和地表水重復(fù)的補(bǔ)給量包括地表水渠系有效入滲0．813 2 億m3和地表水田間有效入滲0．052 8億m3，共0．866 億m3。這樣民勤綠洲地下水的總資源量為1．462 6 億m3。

因地表水不能滿足需要，20 世紀(jì)70年代以來民勤綠洲就開始大量開采地下水。人工開采量沒有詳細(xì)的記載，據(jù)估算，1980年的開采量約為3．117 億m3，2000年增加到4．662 億m3，年均超采3 億m3左右(武威市水利局?jǐn)?shù)據(jù))。

持續(xù)超采地下水使地下水位持續(xù)下降，1979—1995年綠洲中心區(qū)域下降幅度大于10 m(據(jù)民勤治沙綜合試驗站數(shù)據(jù))，其余大部分地區(qū)下降了5 ～10 m，綠洲邊緣也下降了2 ～5 m。大部分地區(qū)的地下水埋深大于10 m，最深處達(dá)25 m。同期的淺層地下水礦化度也大幅度上升，綠洲北部湖區(qū)的地下水礦化度超過了3 000 mg/L。

4 結(jié) 語

民勤大氣降水少，且年際間和年內(nèi)分布不均勻，加之地表水被上游截流、地下水超采，資源性缺水不僅嚴(yán)重制約著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也影響了生態(tài)環(huán)境。民勤綠洲夾在騰格里和巴丹吉林兩大沙漠之間，像一個“大楔子”一樣將兩大沙漠阻隔開來，阻止了兩大沙漠的合攏，對沙漠化防治具有極其重要的意義。解決水資源短缺的矛盾對加強(qiáng)民勤生態(tài)建設(shè)、保護(hù)民勤綠洲是十分緊迫而現(xiàn)實的重要問題。解決民勤水資源問題的基本思路是“外調(diào)內(nèi)節(jié)”，即積極從外面調(diào)水的同時，采取各種措施節(jié)約水資源。節(jié)水措施主要包括如下3 個方面。一是防止?jié)B漏。可通過渠道襯砌，減少渠道滲漏，提高水資源利用率;控制農(nóng)田灌溉量，防止土壤重力水過多而引起滲漏，如農(nóng)田小畦化灌溉、滴灌等。二是防止蒸發(fā)?？赏ㄟ^地表覆蓋措施，減少蒸發(fā)損耗，提高水分利用效率。三是農(nóng)藝節(jié)水措施。包括:調(diào)整種植結(jié)構(gòu)節(jié)水，如多種植秋季作物，充分利用7、8、9月份的大氣降水，減少灌溉;種植耐旱節(jié)水作物等。總之，民勤必須采取有效措施積極解決水資源問題，這對當(dāng)?shù)匕傩盏纳a(chǎn)生活和國家生態(tài)安全都是非常必要的。

民勤的缺水問題已經(jīng)引起了黨和國家的高度重視，國家立項實施的石羊河流域綜合治理項目，主要是從水資源合理利用方面進(jìn)行整治，武威市和民勤縣也實施了上游向下游有計劃的放水、“關(guān)井壓田”、節(jié)水灌溉、改善種植結(jié)構(gòu)等一系列政策措施和技術(shù)措施，民勤的水資源問題正在逐步得到緩解。

［1］嚴(yán)平，韓福貴，俄有浩，等．民勤沙井子地區(qū)降水特征及干旱周期分析［J］．中國沙漠，1997，17(1):32－37．

［2］紀(jì)永福，俄有浩，楊自輝，等，民勤盆地生態(tài)功能類型區(qū)劃分與生態(tài)用水分析［J］．干旱區(qū)研究，2008，25(1):10－15．

［3］王耀琳，王繼和，俄有浩．節(jié)水灌溉——民勤綠洲發(fā)展農(nóng)業(yè)的唯一出路［C］//中國西北荒漠區(qū)持續(xù)農(nóng)業(yè)與沙漠綜合治理國際學(xué)術(shù)交流會論文集．蘭州:蘭州大學(xué)出版社，1998:212－219．

［4］鄭利民，姜丙州，郭衛(wèi)新．對西北內(nèi)陸河地區(qū)可持續(xù)發(fā)展問題的思考［J］．人民黃河，2006，28(12):1－3．

［5］陳隆亨，曲耀光．河西地區(qū)水土資源及其合理開發(fā)利用［M］．北京:科學(xué)出版社，1992．115－130．