黑河流域水資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)性分析

石岳峰 江 紅 宋世霞

(黃河流域水資源保護(hù)局， 河南 鄭州 450004)

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黑河流域水資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)性分析

石岳峰 江 紅 宋世霞

(黃河流域水資源保護(hù)局， 河南 鄭州 450004)

黑河流域水資源短缺、生態(tài)環(huán)境脆弱，在有限的水資源條件下，如何實(shí)現(xiàn)流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)，是當(dāng)前面臨的重要問題。本文探討通過采取提高流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)及生態(tài)用水效率、增強(qiáng)干流骨干水利樞紐工程保障能力、強(qiáng)化水功能區(qū)管理等對(duì)策措施，實(shí)現(xiàn)流域水資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的可能途徑。

黑河； 水資源開發(fā)利用； 生態(tài)環(huán)境； 協(xié)調(diào)

黑河地處河西走廊中部，發(fā)源于祁連山北麓，位于東經(jīng)98°～102°、北緯37°50′～42°40′之間，流域面積13萬km2,全長(zhǎng)約810km，流經(jīng)青海、甘肅和內(nèi)蒙古三省(自治區(qū))，是我國(guó)西北地區(qū)第二大內(nèi)陸河，流域水資源總量為28.44億m3。黑河水系由發(fā)源于祁連山的35條河流組成,在中游走廊平原匯聚后向北穿越正義峽后進(jìn)入下游地區(qū),繼續(xù)向北至狼心山進(jìn)入額濟(jì)納旗境內(nèi),分為東、西兩條主要支流,繼而分叉形成許多支流,呈輻射狀向下游擴(kuò)散,最終分別注入東、西居延海[1]。其中，黑河干流鶯落峽以上為上游，多年平均徑流量15.8億m3，是干流徑流的主要來源區(qū)；鶯落峽至正義峽之間為中游，中游地區(qū)綠洲、荒漠、戈壁、沙漠?dāng)嗬m(xù)分布，人工綠洲發(fā)育，是流域主要耗水區(qū)，屬灌溉農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)區(qū)；正義峽以下為下游，氣候非常干燥，植被稀疏，是戈壁沙漠圍繞天然綠洲的干旱地區(qū)。自20世紀(jì)中葉以來，由于中游地區(qū)人口增加，區(qū)域大規(guī)模水土資源開發(fā)強(qiáng)度增大，中游地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展迅速，導(dǎo)致流域水文狀況發(fā)生劇烈變化，進(jìn)而對(duì)流域尤其是下游區(qū)域生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生重大影響。而當(dāng)前的水資源開發(fā)利用必須遵循兩個(gè)原則：一是水資源的開發(fā)和利用應(yīng)具有可持續(xù)性，二是水資源的開發(fā)利用應(yīng)滿足流域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要[2]。本文根據(jù)黑河流域自身特點(diǎn)，探討通過采取有效的對(duì)策措施，實(shí)現(xiàn)黑河流域水資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)間的協(xié)調(diào)。

1 流域水資源及開發(fā)利用狀況

1.1 黑河干流水資源狀況及水文變化

根據(jù)1956—2000年系列水資源調(diào)查評(píng)價(jià)結(jié)果，黑河流域出山口地表徑流總量為25.11億m3。其中干流出山口鶯落峽站多年平均徑流量為16.19億m3，梨園河梨園堡站多年平均徑流量為2.32億m3，其他沿山支流多年平均徑流量為6.60億m3。黑河流域地下水資源量為21.76億m3，主要由河川徑流轉(zhuǎn)化補(bǔ)給，地下水與河川徑流不重復(fù)量?jī)H為3.33億m3，扣除地表水和地下水重復(fù)計(jì)算量，黑河流域水資源總量為28.44億m3。

自正義峽流入下游地區(qū)的黑河水量是下游地區(qū)水資源的主要補(bǔ)給來源。20世紀(jì)60年代以前，正義峽下泄流量基本維持在13億m3/年。此后，由于中游張掖地區(qū)工農(nóng)業(yè)及生活用水量不斷增加，正義峽年徑流量逐漸減少，60—80年代，徑流量為10億m3/年左右。90年代以后，平均徑流量銳減到7.74億m3/年。進(jìn)入下游地區(qū)的黑河水量，在沿河道向下游推進(jìn)過程中，不斷被引用、滲漏、蒸發(fā)，剩余水量流入東居延海、西居延海，并全部消耗于尾閭額濟(jì)納旗三角洲地區(qū)。

從年內(nèi)分配來看，進(jìn)入黑河下游的水量明顯受中游用水影響。在中游地區(qū)每年春灌的4—6月和冬灌期間的11月，進(jìn)入下游的水量很少；下游來水主要集中在冬、春季中游非用水期(12月至翌年3月)和汛期(7—9月)，該時(shí)段來水量占額濟(jì)納旗年來水量的95.4%(見表1)。20世紀(jì)90年代以來，5月、6月沒有徑流進(jìn)入額濟(jì)納旗，其中1991年與1992年兩年5—11月連續(xù)7個(gè)月、1997年4—11月連續(xù)8個(gè)月狼心山以下斷流，這段時(shí)期是20世紀(jì)90年代狼心山以下來水量最少的3年。

1.2 水資源開發(fā)利用狀況

黑河干流由于水資源短缺，加之缺乏骨干水利樞紐工程，年內(nèi)來水過程與灌溉用水過程不匹配。截至2012年，流域內(nèi)共有中小型水庫(kù)57座，總庫(kù)容2.76億m3。其中，中游灌區(qū)有平原水庫(kù)20座，有效庫(kù)容4382萬m3。平原水庫(kù)蓄水深度多數(shù)在2m以內(nèi)，水庫(kù)蒸發(fā)、滲漏損失較大，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，并引起庫(kù)周圍土地次生鹽堿化。同時(shí)，灌區(qū)還建有從干流直接引水的口門36處，設(shè)計(jì)引水能力約223m3/s，主要分布在中游地區(qū)。

目前，流域內(nèi)已建各類工程總供水量為31.65億m3，其中地表水供水量為25.77億m3。上游區(qū)祁連和肅南縣總供水量為0.27億m3，其中地表水供水量0.25億m3；中游區(qū)山前灌區(qū)和黑河干流總供水量為22.3億m3，其中地表水供水量17.5億m3，黑河干流區(qū)總供水量為17.24億m3，其中地表水供水量13.18億m3；下游區(qū)的鼎新灌區(qū)、東風(fēng)場(chǎng)區(qū)和額濟(jì)納旗總供水量為9.03億m3，其中地表水供水量8.0億m3。

流域各部門總用水量為31.65億m3，其中農(nóng)田灌溉用水量20.00億m3，生態(tài)環(huán)境用水量9.91億m3，工業(yè)用水量1.29億m3，城鎮(zhèn)生活用水量0.44億m3。從用水地區(qū)分布看，用水量主要分布在中游地區(qū)，該地區(qū)總用水量為22.34億m3，占流域總用水量的70.6%，其中農(nóng)田灌溉用水量19.18億m3，生態(tài)環(huán)境用水量1.73億m3，工業(yè)用水量1.09億m3，城鎮(zhèn)生活用水量0.35億m3；下游區(qū)用水量為9.03億m3，占流域總用水量的28.5%，其中生態(tài)用水量6.99億m3；上游區(qū)用水量為0.27億m3，其中農(nóng)田灌溉用水量0.18億m3。

2 水資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境問題分析

黑河流域中游地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，使流域用水量持續(xù)增加，在水資源總量缺乏的背景下，中游經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水占用了下游生態(tài)用水，并導(dǎo)致一系列生態(tài)環(huán)境問題，影響和制約了流域整體的可持續(xù)發(fā)展。

2.1 水資源過度利用問題突出

黑河中游在甘肅省境內(nèi)，人口占全流域的88%，耕地占95%，而面積只占22%[3]，作為流域開發(fā)的重點(diǎn)區(qū)域，中游地區(qū)經(jīng)濟(jì)總量大，水資源開發(fā)程度高，大量的水資源用于農(nóng)業(yè)灌溉。流域水資源問題主要出在中游地區(qū)用水量大，用水效率普遍偏低，過度利用現(xiàn)象較為嚴(yán)重，中下游用水矛盾非常突出。無序開發(fā)的結(jié)果,導(dǎo)致流域水系發(fā)生了根本改變,20世紀(jì)80年代后,中游所有支流均不再匯水黑河干流,33條支流相繼斷流,各自形成相對(duì)獨(dú)立的灌溉綠洲。干流水量減少,尤其是通過正義峽的下游泄水量銳減,使干流在正義峽以下呈季節(jié)性河流，不可避免地導(dǎo)致下游天然綠洲與中游人工綠洲的此消彼長(zhǎng)，流域荒漠化程度不斷加重。

2.2 水環(huán)境質(zhì)量壓力增大

根據(jù)黑河干流2009—2013年水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果(見表2)，黑河干流水質(zhì)均能滿足水功能區(qū)目標(biāo)要求，鶯落峽以上河段為Ⅰ、Ⅱ類水質(zhì)，水質(zhì)較好。正義峽以下河段水質(zhì)為Ⅲ類，上游和下游地區(qū)人口稀少、人為活動(dòng)較少，對(duì)河流水質(zhì)影響不明顯。中游水質(zhì)為Ⅲ、Ⅳ類，高崖河段為Ⅳ類水質(zhì)，相對(duì)較差。其原因主要是張掖屬于黑河中游經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)地區(qū)，且灌區(qū)面源排放對(duì)河流水質(zhì)影響較大。隨著中游地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，水環(huán)境質(zhì)量壓力將呈不斷增加趨勢(shì)。

表2 2009—2013年黑河干流斷面水質(zhì)狀況

注 ()中數(shù)字表示代表斷面水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)。

2.3 天然植被退化，沙漠化過程加重

黑河流域水文狀況的人為改變直接導(dǎo)致流域天然植被的衰退。水資源的大規(guī)模開發(fā)利用，使原來沿河發(fā)育的河岸林帶和灌叢草場(chǎng)退化甚至消失，中游地區(qū)廣為分布的濕生或水生植被，被旱生和鹽生草甸取代。黑河下游三角洲內(nèi)曾廣為分布的河岸林,現(xiàn)大都衰亡，灌叢草甸等大面積退化并逐漸被旱生或超旱生荒漠草甸取代。

水文情勢(shì)的改變和植被的退化，使流域內(nèi)土地的鹽堿化、沙漠化問題更為突出。中游水資源大規(guī)模的不合理利用,使干河床內(nèi)形成了較大的綠洲內(nèi)部沙源,在沿河植被退化情況下, 沙漠化迅速發(fā)展,而且也使原來許多肥沃的良田遭受鹽堿侵害,土地鹽堿化不斷加劇。下游額濟(jì)納綠洲區(qū)，從20世紀(jì)70年代至80年代中期,平均年遞增沙化面積225 km2,年增長(zhǎng)率達(dá)5.0%。沙化面積與荒漠戈壁總和已達(dá)總面積的62.7% ,只有37.3%的范圍分布著維系下游生態(tài)環(huán)境的天然植被及人工綠洲,生態(tài)環(huán)境十分脆弱[1]。

3 流域水資源利用與生態(tài)保護(hù)對(duì)策

面對(duì)黑河流域不合理的水資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)間日益突出的矛盾，要堅(jiān)持生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會(huì)、上中下游的協(xié)調(diào)發(fā)展，以整體性、協(xié)調(diào)性、可持續(xù)性作為流域水資源開發(fā)利用的基本原則[4]，逐步提高流域水資源的經(jīng)濟(jì)社會(huì)和生態(tài)用水效率，增強(qiáng)流域水資源統(tǒng)一調(diào)度管理的手段，實(shí)現(xiàn)流域水資源的合理利用和生態(tài)環(huán)境的安全, 具體對(duì)策如下：

3.1 提高流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水和生態(tài)用水效率

黑河流域可視為一個(gè)完整生態(tài)系統(tǒng)，把流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的效應(yīng)及由此產(chǎn)生的生產(chǎn)力后效聯(lián)系起來，統(tǒng)籌上中下游水資源的協(xié)調(diào)高效開發(fā)利用，是實(shí)現(xiàn)流域可持續(xù)發(fā)展的重要手段。水資源短缺是黑河流域最基本的特征，在水資源總量有限的條件下，將節(jié)水優(yōu)先作為保障水安全的基本方針，將提高用水效率作為重要手段。黑河流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水中，農(nóng)業(yè)用水占總用水量的60%以上。從水資源的邊際效益上考慮，在中游地區(qū)試行退地減水政策，通過適當(dāng)壓縮高耗水農(nóng)作物種植面積、積極改種耐旱作物和經(jīng)濟(jì)林、 減少灌溉用水總量等內(nèi)部挖潛措施實(shí)現(xiàn)水資源合理配置。改進(jìn)灌溉技術(shù)和灌溉制度，推廣應(yīng)用抗旱、節(jié)水、高產(chǎn)品種，在灌區(qū)尺度上進(jìn)行產(chǎn)業(yè)內(nèi)部和產(chǎn)業(yè)間的結(jié)構(gòu)調(diào)整，使用水結(jié)構(gòu)趨于合理。改造和完善灌溉工程體系,改進(jìn)輸水設(shè)施，防治滲漏蒸發(fā)，促進(jìn)灌溉水的有效利用。

根據(jù)黑河下游生態(tài)需水特性，流域下游地區(qū)生態(tài)用水對(duì)干流上中游來水量和來水時(shí)段均有要求。因此，流域水資源的調(diào)控應(yīng)以保障下游生態(tài)敏感期用水為重點(diǎn)，在下游生態(tài)敏感保護(hù)時(shí)段對(duì)流域水資源進(jìn)行合理的生態(tài)調(diào)度，提高下游生態(tài)用水保證率，而非不計(jì)代價(jià)奢侈性補(bǔ)水，確保下游地區(qū)在有限水量條件下的生態(tài)用水效率。

3.2 依靠干流水利樞紐工程合理調(diào)配水資源

黑河治理的核心是合理配置水資源，科學(xué)安排生活、生產(chǎn)和生態(tài)用水。目前黑河水資源配置采取的措施主要是行政命令，工程保障手段不足。未來通過已開工建設(shè)的黑河黃藏寺水利樞紐工程的調(diào)度運(yùn)用，提高黑河水資源綜合管理能力，科學(xué)合理地保障黑河水量的統(tǒng)一調(diào)度，解決目前流域機(jī)構(gòu)只能采取“全線閉口、集中下泄”帶來的問題，實(shí)現(xiàn)下游生態(tài)和中游經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水雙贏。

黑河干流黃藏寺水利樞紐的建設(shè)，將使中游現(xiàn)有部分平原水庫(kù)的灌溉功能被替代，僅保留生態(tài)功能，減少水庫(kù)滲流及蒸發(fā)損失。通過黃藏寺水利樞紐的調(diào)度運(yùn)用，在4月、7月、8月、9月等下游生態(tài)關(guān)鍵期進(jìn)行大流量集中輸水，減少河道輸水損失、滲漏損失，提高下游河道輸水效率，保障進(jìn)入居延海的水量；其余時(shí)段按照中游灌區(qū)用水需求下泄水量，保障中游農(nóng)業(yè)、生活等用水。通過工程調(diào)控，可提高下游生態(tài)用水和中游經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水的保障程度，增強(qiáng)流域水資源統(tǒng)一調(diào)度管理的手段。

3.3 強(qiáng)化水功能區(qū)管理，改善流域水環(huán)境質(zhì)量狀況

黑河流域入河污染物主要來自造紙業(yè)、化工業(yè)、石油加工業(yè)和食品工業(yè)等行業(yè)，主要污染河段為中游的張掖地區(qū)，雖然排污量不大，但污染物含量高，達(dá)標(biāo)排放率低。為保障流域水環(huán)境質(zhì)量的持續(xù)改善，應(yīng)以最嚴(yán)格水資源管理制度、“水十條”等為依據(jù)，嚴(yán)格落實(shí)水功能區(qū)限制納污紅線，通過采取限制中游地區(qū)高耗水、重污染企業(yè)發(fā)展，取締“十小”企業(yè)，專項(xiàng)整治重點(diǎn)行業(yè)，逐步實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)等措施，實(shí)現(xiàn)水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)，持續(xù)保障流域水環(huán)境質(zhì)量狀況。對(duì)建設(shè)項(xiàng)目，應(yīng)按規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度。建立污水處理廠和污染物排放控制工程，控制年進(jìn)入干流的污染物總量，使重點(diǎn)水源區(qū)水質(zhì)逐步得到改善。

4 結(jié) 語

以黑河為代表的西北內(nèi)陸河生態(tài)系統(tǒng)脆弱,水資源的開發(fā)利用方式和程度對(duì)流域生態(tài)環(huán)境具有決定性的影響。在流域水資源開發(fā)過程中,應(yīng)以水資源和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)性為優(yōu)先原則,取得生態(tài)效益、環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。應(yīng)按照“以水定地,以水定人,以水定發(fā)展”的原則,進(jìn)行水資源的合理配置；按照整體性、協(xié)調(diào)性原則, 統(tǒng)籌協(xié)調(diào)上中下游用水關(guān)系,全面提高經(jīng)濟(jì)社會(huì)和生態(tài)用水效率；依靠骨干水利樞紐工程的調(diào)度運(yùn)用，提高流域中下游用水保障程度；強(qiáng)化水功能區(qū)管理，促進(jìn)流域水環(huán)境質(zhì)量的持續(xù)改善。

[1] 王根緒,程國(guó)棟.近50年來黑河流域水文及生態(tài)環(huán)境的變化[J].中國(guó)沙漠,1998,18(3):233-238.

[2] 劉昌明.二十一世紀(jì)中國(guó)水資源若干問題的討論[J].水利水電技術(shù),2002,33(2):15-19.

[3] 孫雪濤.黑河流域可持續(xù)發(fā)展水資源若干問題的思考[J].科技導(dǎo)報(bào),2002(6):61-64.

[4] 鮑超,方創(chuàng)琳.干旱區(qū)水資源開發(fā)利用對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的研究進(jìn)展與展望[J].地理科學(xué)進(jìn)展,2008,27(3):38-46.

Analysis on exploitation and utilization of water resources in Heihe River Basin and ecological environment protection coordination

SHI Yuefeng, JIANG Hong, SONG Shixia

(YellowRiverBasinWaterResourcesProtectionBureau,Zhengzhou450004,China)

Heihe River Basin is characterized by water resources shortage and fragile ecological environment. How to realize coordination between economic social development and ecological environment under the condition of limited water resources is a current important problem. In the paper, possible approach of realizing coordinated development between river basin water resources development utilization and ecological environment protection is discussed through improving river basin economic social and ecological water use efficiency, enhancing the capacity of trunk river bone water resources hub project, strengthening the management of water function area, etc.

Heihe River; development and utilization of water resources; ecological environment; coordination

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.04.007

TV213.4

B

2096-0131(2016)04- 0021- 04