石羊河流域水資源高效利用與生態(tài)修復(fù)實(shí)踐

張麗霞，張 芮，宋淑珍，石 磊

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué),甘肅 蘭州 730070；2.武威大禹節(jié)水有限責(zé)任公司,甘肅 武威 733000；3.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜草與綠色農(nóng)業(yè)研究所，甘肅 蘭州 730070；4.甘肅省水利水電學(xué)校,甘肅 蘭州 730000)

地處石羊河流域下游的民勤縣，三面環(huán)沙，總面積1.59萬(wàn)km2，沙漠荒漠化面積占90%，綠洲面積僅占10%，生態(tài)環(huán)境十分脆弱[1]。民勤縣地表水源20世紀(jì)80年代以來(lái)逐年銳減，至2000年不足1億m3，是全國(guó)最為干旱、缺水的地區(qū)，近30萬(wàn)人只能超采地下水資源，以犧牲生態(tài)而換取生存。2007年啟動(dòng)實(shí)施石羊河流域重點(diǎn)治理規(guī)劃，建設(shè)了上游、景電二期向民勤增調(diào)水量的水源保障工程，上游灌區(qū)配套與節(jié)水改造工程及高效節(jié)水技術(shù)的實(shí)施，使進(jìn)入下游民勤縣水量逐年增加，2010年以來(lái)達(dá)2.5億m3以上，最高年份達(dá)3.1億m3以上[2]，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和生態(tài)修復(fù)提供了有利條件。民勤縣通過(guò)強(qiáng)化水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，實(shí)施嚴(yán)格的水資源管理，發(fā)展節(jié)水高效綠色農(nóng)業(yè)，農(nóng)民生活水平進(jìn)一步提高，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)持續(xù)健康發(fā)展，生態(tài)環(huán)境治理與修復(fù)取得重大成效。

1 主要成效

1.1 流域重點(diǎn)治理兩大約束性目標(biāo)提前實(shí)現(xiàn)

(1)石羊河流域上游南部山區(qū)發(fā)育8條山水河流，其中中游6條洪水河道洪水及沿途泉水匯集進(jìn)入石羊河[3]，是民勤縣境內(nèi)唯一的地表水源，石羊河上的蔡旗斷面是上游進(jìn)入下游水量的控制測(cè)流斷面。

(2)石羊河流域重點(diǎn)治理利用五年時(shí)間，上游向下游調(diào)水蔡旗斷面徑流量逐年增加，2010年以來(lái)連續(xù)達(dá)到2.6億m3以上，按期實(shí)現(xiàn)了近期規(guī)劃目標(biāo)；2014年以來(lái)達(dá)到2.9億m3以上，提前6年實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)期規(guī)劃目標(biāo)[4]，為民勤水資源持續(xù)高效利用與生態(tài)修復(fù)奠定了水源基礎(chǔ)。

(3)民勤總用水量3.51億m3，比流域重點(diǎn)治理前減少3.93億m3，其中民勤盆地地下水開(kāi)采量2011年以來(lái)控制在0.89億m3以?xún)?nèi)[5]，比流域治重點(diǎn)理前減少4.28億m3，2016年以來(lái)控制在0.86億m3以?xún)?nèi)，如期實(shí)現(xiàn)了民勤盆地地下水開(kāi)采量近、遠(yuǎn)期控制目標(biāo)，為生態(tài)調(diào)度與生態(tài)恢復(fù)修復(fù)提供了有利保障。

1.2 用水效率效益明顯提高

(1)石羊河流域重點(diǎn)治理規(guī)劃實(shí)施以來(lái)，民勤縣通過(guò)紅崖山水庫(kù)近百萬(wàn)畝大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造，水利骨干渠道工程基本達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)襯砌，骨干渠道配套率由流域重點(diǎn)治理前的31.67%提高到88.11%[6]，為高效輸水、配水、用水奠定了有效可靠的基礎(chǔ)。

(2)實(shí)施高標(biāo)準(zhǔn)田間配套與節(jié)水改造面積59.75萬(wàn)畝，其中高效的管灌、滴灌33.78萬(wàn)畝，斗農(nóng)渠配套率由流域重點(diǎn)治理前的25.72%提高到52%，灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)由流域重點(diǎn)治理前的0.58提高到0.61[7]，為全面推廣農(nóng)業(yè)綜合節(jié)水技術(shù)措施提供了重要保障。

(3)關(guān)閉控制面積較小、沙漠邊緣機(jī)井3000眼，壓縮灌溉面積43.99萬(wàn)畝，配水面積減至62.53萬(wàn)畝；保留規(guī)劃合理、控制面積合適的機(jī)井8025眼，并全部安裝智能計(jì)量配套設(shè)施，地下水取水實(shí)行了計(jì)量控制，刷卡取水，地下水開(kāi)采量甴5.79億m3減少到了1.23億m3。

(4)調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，改變用水方式，以水定結(jié)構(gòu)、以水定規(guī)模。壓縮低效益高耗水的傳統(tǒng)種植模式，推行低耗水高效益的現(xiàn)代種植模式，由大水漫灌向溝畦灌和高效管灌、滴灌等方式轉(zhuǎn)變，重點(diǎn)發(fā)展日光溫室種植的瓜菜業(yè)，暖棚養(yǎng)殖的畜牧業(yè)和葡萄、紅棗、枸杞為主的特色林果業(yè)。灌溉定額由流域重點(diǎn)治理前的585m3/畝降到410m3/畝；用水效益由流域重點(diǎn)治理前的2.86元/m3提高到14.5元/m3[8]；農(nóng)民收入由流域重點(diǎn)治理前的3582元增至8875元。

1.3 生態(tài)環(huán)境明顯改善

(1)在流域上游生態(tài)調(diào)水確保民勤地表水量2.6億m3的基礎(chǔ)上[9- 10]，民勤通過(guò)紅崖山灌區(qū)節(jié)水改造及節(jié)水技術(shù)推廣、種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、水資源的優(yōu)化配置與嚴(yán)格管理，實(shí)施流域下游青土湖生態(tài)修復(fù)工程、生態(tài)建設(shè)長(zhǎng)效機(jī)制，紅崖山水庫(kù)每年向青土湖下泄生態(tài)水3300萬(wàn)m3等多項(xiàng)措施，民勤上中游地下水位下降速率減緩，中下游地下水位緩慢回升，灌區(qū)沙漠邊緣、下游地下水位明顯回升，地表沙生、堿生植物逐年恢復(fù)；騰格里沙漠西緣夾河群井一帶關(guān)閉機(jī)井，自流成泉，周?chē)J葦縱生，生機(jī)勃勃，生態(tài)得以初步修復(fù)改善。

(2)根據(jù)民勤綠洲內(nèi)76眼觀測(cè)井地水位觀測(cè)，灌區(qū)上中游的40眼觀測(cè)井地下水位降幅由流域重點(diǎn)治理前的0.63m/a變?yōu)?.005m/a；36眼觀測(cè)井地下水位較流域重點(diǎn)治理前上升0.315m；流域最下游的青土湖地下水位埋深2.85m，較流域治重點(diǎn)理前上升1.05m，青土湖出現(xiàn)22km2的季節(jié)性水面，小于3m的旱區(qū)濕地106km2，蘆葦?shù)群禎裆参镌黾?，青土湖及灌區(qū)沙漠邊緣植被覆蓋度提高到40%以上。

2 主要做法

2.1 合理配置水權(quán)方案

制定層層調(diào)控的市、縣、鄉(xiāng)、村、組(社)、戶(hù)6層級(jí)總量調(diào)控方案，合理配置水權(quán)[11]，建立經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)統(tǒng)一度量的水資源總量控制、定額管理、實(shí)時(shí)調(diào)控的水資源配置利用方案，為水資源持續(xù)高效利用奠定基礎(chǔ)。在保障城鄉(xiāng)居民生活用水的基礎(chǔ)上，大幅度壓減農(nóng)業(yè)用水，滿(mǎn)足逐年增長(zhǎng)的工業(yè)用水，減少地下水開(kāi)采用以恢復(fù)生態(tài)，節(jié)約的水量主要用以增加生態(tài)修復(fù)用水。2010年以來(lái)，層層總量控制指標(biāo)不變并實(shí)施，用水結(jié)構(gòu)逐年調(diào)整；2015年以來(lái)全縣用水總量3.59億m3，較流域治重點(diǎn)理前減少52.7%；國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)配水、用水比例：農(nóng)業(yè)用水由流域治理前的90%以上下降至62%，工業(yè)用水由0.3%提高至11.9%，生態(tài)用水由8.6%提高至22.8%。農(nóng)業(yè)大力節(jié)水，保障了生活用水，滿(mǎn)足了日益增長(zhǎng)的工業(yè)用水，生態(tài)用水明顯增加，地下水開(kāi)采量減少近4億m3，地下水位逐年上升，生態(tài)得以恢復(fù)修復(fù)。

2.2 實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理

制定便于調(diào)控管理的流域、灌區(qū)、水管所(站)、斗口(井口)、地塊(作物)、農(nóng)戶(hù)的多級(jí)定額配水、供水、用水實(shí)施方案，建立基于可持續(xù)發(fā)展理論的流域、灌區(qū)生活、生態(tài)、工業(yè)和農(nóng)業(yè)用水綜合效益最大化為目標(biāo)的傳統(tǒng)灌溉向節(jié)水灌溉轉(zhuǎn)型的高效灌溉方案[9]。建立完善并嚴(yán)格實(shí)行“總量控制，按輪次配水，配水到戶(hù)，定額定量到地塊”的水資源配用水管理體系。村、社(組)、農(nóng)戶(hù)以面積、作物灌水定額分別確定輪次水量；地表水取用水按輪次計(jì)量控制到斗口，農(nóng)戶(hù)按輪次、按渠系購(gòu)買(mǎi)水票，水管單位憑票供水灌溉；地下水取用水按輪次計(jì)量控制到井口，按輪次、按機(jī)井充值水電，刷卡取水灌溉。嚴(yán)格落實(shí)“三水”聯(lián)合調(diào)度機(jī)制，優(yōu)先利用天然降水，降水量大于10mm時(shí)，延遲灌水5天以上；充分利用地表水，不足部分開(kāi)采地下水，使輪次水量、定額標(biāo)準(zhǔn)、總用水量(電量)均不超批準(zhǔn)的配用水量。

2.3 嚴(yán)格依規(guī)執(zhí)行水價(jià)政策

通過(guò)調(diào)整提高水價(jià)、制定差別分類(lèi)水價(jià)和階梯水價(jià)政策，并嚴(yán)格依規(guī)執(zhí)行，有效促進(jìn)公眾自覺(jué)節(jié)水意識(shí)和農(nóng)民自覺(jué)調(diào)整種植結(jié)構(gòu)意識(shí)。

(1)地下水水價(jià)高于地表水水價(jià)，促進(jìn)充分利用地表水、合理適量開(kāi)采地下水。農(nóng)業(yè)灌溉地表水水價(jià)2007年以來(lái)連續(xù)3次調(diào)整，2013年達(dá)0.24元/m3，基本達(dá)到成本水價(jià)。率先開(kāi)征地下水資源費(fèi)，并由流域重點(diǎn)治理前的0.01元/m3調(diào)整為0.02元/m3；地下水實(shí)行“基本水價(jià)+計(jì)量水價(jià)”兩部制水價(jià)，基本水價(jià)2元/(a·畝)，按畝配水定額計(jì)算的計(jì)量水價(jià)20元/(a·畝)，初步形成地下水水價(jià)高于地表水水價(jià)機(jī)制。

(2)實(shí)行差別分類(lèi)水價(jià)，增強(qiáng)種植結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)調(diào)整的效益意識(shí)。定額內(nèi)用水享受優(yōu)惠水價(jià)，種植高耗水作物實(shí)行傳統(tǒng)灌溉方式的，配水定額內(nèi)地表水上浮30%，地下水上浮50%；日光溫室種植并在定額內(nèi)用水的，地表水費(fèi)減免20%，地下水資源費(fèi)全部減免。

(3)推行階梯水價(jià)，實(shí)行超定額累進(jìn)加價(jià)制度，增強(qiáng)節(jié)約用水意識(shí)。超額用水30%以下的，按計(jì)量水價(jià)的1.5倍收取水費(fèi)；超額用水31%至50%的，按計(jì)量水價(jià)的2倍收取水費(fèi)；超額用水50%以上的，按計(jì)量水價(jià)的3倍收取水費(fèi)。一般情況下不允許超額用水。

2.4 大力推廣綜合節(jié)水技術(shù)

(1)大力減少“小麥-玉米”等帶狀高耗水種植方式，擴(kuò)大溝壟狀低耗水種植方式，強(qiáng)力推進(jìn)“日光溫室”高效種植模式[9]；不斷壓縮糧食作物面積，擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)作物面積，大力推廣棉花、食葵、茴香和特色紅棗、構(gòu)杞、葡萄等高效耐旱作(植)物，并依據(jù)市場(chǎng)年年實(shí)施動(dòng)態(tài)調(diào)整；大面積推行覆膜種植，實(shí)行膜上灌或膜下灌，全面普及小畦灌、壟溝灌等農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)。

(2)播前水改冬天灌水泡地為春天灌水泡地，推行足墑播種技術(shù)措施，節(jié)水50m3/畝以上，且滳情好作物出苗整齊、前期生長(zhǎng)水分充足，生育期第一次灌可延期5～10d；一膜兩年用免耕種植技術(shù)，節(jié)約水量150m3/畝、節(jié)約地膜投入160元/畝；棉花等作物膜下滴灌較畦田灌溉節(jié)水120m3/畝，增產(chǎn)14%以上，肥料利用率提高3～5倍；日光溫室和小拱棚種植反季節(jié)蔬菜、瓜類(lèi)、果品等兩茬種植或提前上市，單方水效益高達(dá)30元以上。

(3)至2016年，90%的面積實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉，并實(shí)施高效高新技術(shù)的推廣；發(fā)展管灌、滴灌等高效節(jié)水面積39.88萬(wàn)畝，占配水灌溉面積的63.8%；建成設(shè)施農(nóng)牧業(yè)(日光溫室+暖棚養(yǎng)畜)12.69萬(wàn)畝、戶(hù)均2畝以上；發(fā)展特色林果40.53萬(wàn)畝、人均1.72畝。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式由傳統(tǒng)種植、養(yǎng)殖轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝б娴脑O(shè)施種植、養(yǎng)殖，內(nèi)部結(jié)構(gòu)以種植為主轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)、林、牧協(xié)調(diào)發(fā)展，比流域重點(diǎn)治理前水效益提高11.4元/m3，農(nóng)民人均純收入增加5293元。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

(1)民勤縣實(shí)現(xiàn)了地下水資源的限額控制管理；實(shí)行了最嚴(yán)格的水資源配置管理和高效利用管理，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)綜合節(jié)水技術(shù)的大力推廣、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)調(diào)整，農(nóng)民收入持續(xù)增長(zhǎng)，水資源得以持續(xù)利用，生態(tài)得以修復(fù)并趨于良性循環(huán)。

(2)民勤綠洲三面環(huán)沙，干旱缺水，生態(tài)脆弱，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，缺水問(wèn)題將越來(lái)越嚴(yán)重，要實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處任務(wù)還很艱巨，進(jìn)一步采取有效的節(jié)水措施，推廣高新節(jié)水技術(shù)勢(shì)在必行。

3.2 建議

建立完善灌溉工程體系，加大末級(jí)渠系和井灌渠系的節(jié)水改造與配套工程建設(shè)力度，提高輸水效率，進(jìn)一步挖掘節(jié)水潛力；以灌區(qū)為單元統(tǒng)一規(guī)劃，利用灌區(qū)自然落差，新建串珠式蓄水池工程，推廣自壓式滴灌等高新節(jié)水技術(shù)；加大滴灌技術(shù)在大田作物、溫室作物、特色林果上的種植與灌溉模式和綜合配套技術(shù)的研究和推廣力度，促進(jìn)水資源的高效持續(xù)利用。