蘭州“三灘”水源地水資源生態(tài)利用對策研究

鐵夏瓊

（甘肅建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院 甘肅蘭州 730050）

引言

水具有的資源、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)等多種屬性，決定了水對人類的生存和發(fā)展是何等的重要。以水資源匱乏、水污染嚴(yán)重、水土流失加劇和洪澇旱災(zāi)等為特征的水安全問題已經(jīng)成為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素[1]。

水資源浪費(fèi)與不合理的開發(fā)利用，嚴(yán)重破壞了水資源均衡條件，進(jìn)一步加劇了水資源的危機(jī)。水資源浪費(fèi)包括蓄水層面和用水層面兩個(gè)方面的浪費(fèi)。

（1）蓄水層面的浪費(fèi)就是指水土流失。它一方面造成了洪澇災(zāi)害和水質(zhì)污染，另一方面又造成了干旱缺水。較為嚴(yán)重的是水生態(tài)蛻變和水環(huán)境惡化誘發(fā)的諸如損害植被立地條件、致使土地荒漠化等一系列不良的連鎖反應(yīng)。水土流失除受降水自身大小與強(qiáng)度、坡面等自然因素的影響外，還受到不合理的工程建設(shè)、亂砍亂伐等人為因素的影響。

（2）用水層面的浪費(fèi)就是不注意節(jié)約和高效用水。這種浪費(fèi)不僅包括水量的跑冒滴漏，還包括優(yōu)水低用，用水的效率和效益低下。這種現(xiàn)象在我們的日常生活、生產(chǎn)中比比皆是。人們在享受自來水給生活帶來便捷、衛(wèi)生的同時(shí)，卻忽視了水資源的節(jié)約。目前我國每年僅僅被用來沖刷家用馬桶和公共廁所的自來水就達(dá)100×108m3以上，每天都有大量飲用水資源白白流失掉。

（3）水資源的保護(hù)與合理開發(fā)利用問題，實(shí)質(zhì)上就是水安全問題。水安全問題是指所有涉及人類社會(huì)生存環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中發(fā)生的水的危害問題。水的安全問題不但具有水資源、水環(huán)境和水災(zāi)害的綜合效應(yīng)，又兼有自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和人文的屬性。正是水安全問題上述所具有的這些特性，決定了水資源的保護(hù)與合理開發(fā)利用必然是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程。

1 構(gòu)建蘭州“三灘”水源地的意義

黃河自西向東從蘭州市區(qū)中部穿城而過。由于蘭州市的地形與地質(zhì)等自然條件，使得眾多的工礦企業(yè)布設(shè)在黃河兩岸，特別是像蘭煉、蘭化這樣的大型石油化工企業(yè)。同時(shí)在蘭州上游還建有核工業(yè)企業(yè)、醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)。因而對于黃河水體而言，這種不合理的工業(yè)布局有可能更容易、更直接地造成蘭州城區(qū)的水危機(jī)，威脅著蘭州市的水安全。

同時(shí)，黃河流域水土流失，泥沙量大，使黃河水質(zhì)始終伴隨面源污染的問題，并以吸附、沉積等作用影響其它污染物的遷移和變化。黃河是世界上著名的泥沙河流，據(jù)統(tǒng)計(jì)甘肅每年注入黃河的泥沙達(dá)5.18 萬噸，占黃河泥沙總量的30%，根據(jù)蘭州水文站資料統(tǒng)計(jì)，1980 年至1989 年平均含沙量為0.89 公斤/立方米，而1998 年平均含沙量為1.288 公斤/立方米。水土流失造成大量泥沙增加，將地面大量污染物質(zhì)帶入黃河加重了水體污染。

蘭州地處我國西北地區(qū)腹部，位于黃土高原之黃河谷地內(nèi)，與青藏高原相鄰近，由于受地質(zhì)構(gòu)造的控制，黃河在蘭州形成三個(gè)串珠狀多階型的河谷盆地。西部及南部植被較好外，大部分為荒山，植被較差，溝谷切割密度較高，且坡陡谷深，嚴(yán)重的水土流失使泥石流的形成發(fā)育有普遍性。

隨著蘭州城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市人口和工礦企業(yè)的急劇增加，城市需水量不斷加大，供需矛盾十分突出，嚴(yán)重地制約著蘭州市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和影響著人民的日常生活。

構(gòu)建以“三灘”水源地為基礎(chǔ)的蘭州市區(qū)水資源戰(zhàn)略儲(chǔ)備。加強(qiáng)對“三灘”水源地的保護(hù)和合理開發(fā)利用具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。

2 蘭州“三灘”水資源動(dòng)態(tài)分析

蘭州市區(qū)“三灘”水源地始建于1964 年，是蘭州市區(qū)地下水的主要開采區(qū)。但大規(guī)模的開采始于上世紀(jì)的80 年代初。根據(jù)多年的監(jiān)測資料表明，“三灘”水源地地下水開采量在1985 年達(dá)到歷史上的最高值，為8238.0×104m3/a，其中馬灘、崔家大灘水源地為5558.0×104m3/a，迎門灘水源地為2680.0×104m3/a。1985 年以后，由于地下水水位下降，井泵出水能力降低，水質(zhì)惡化和“西水東調(diào)”工程的建成通水，使地下水開采量在逐年減少。

根據(jù)1997 年調(diào)查，馬灘、崔家大灘水源地地下水開采量為1772.19×104m3/a，而迎門灘水源地地下水開采量為1630.34×104m3/a?？梢?，“三灘”水源地的地下水開采量已有大幅度下降?！叭秊彼吹氐叵滤簧仙怯捎诘叵滤_采量的減少，使多年形成的降落漏斗有了一定的恢復(fù)，使地下水水位具有急劇上升的勢態(tài)。

3 “三灘”水源地在蘭州市可持續(xù)發(fā)展中的戰(zhàn)略地位

蘭州斷陷盆地地下水資源量及其發(fā)展勢態(tài)。根據(jù)水均衡原理，蘭州斷陷盆地南、北部的均衡模式為：

式中：

△Q儲(chǔ)—均衡區(qū)在均衡時(shí)段內(nèi)的儲(chǔ)存量變化量（×104m3/a）；

Q補(bǔ)—均衡區(qū)在均衡時(shí)段內(nèi)的總補(bǔ)給量（×104m3/a）；

Q開采—均衡區(qū)在均衡時(shí)段內(nèi)的總開采量（×104m3/a）。

根據(jù)2000 年的資料，計(jì)算得出蘭州斷陷盆地地下水資源均衡（見表1）。

表1 蘭州斷陷盆地地下水資源均衡成果表（單位：×104m3/a）

根據(jù)2000 年盆地南部的馬灘、崔家大灘水源地地下水平均水位上升的幅度為4.03m，最高達(dá)到8.49m（2527 號機(jī)井）；盆地北部的迎門灘地下水平均水位上升幅度為4.67m，最高達(dá)到8.50m（2508 號）。這說明了三灘水源地在減少了地下水開采量后，蘭州斷陷盆地的南部和北部地下水已經(jīng)開始了增加儲(chǔ)存量。與1995 年的均衡計(jì)算結(jié)果相比較，2000 年蘭州斷陷盆地地下水補(bǔ)給量雖然減少了815.92×104m3/a，但開采量也減少了2238.35×104m3/a，兩者相減，地下水儲(chǔ)存量反而增加了1422.43×104m3/a。并在彌補(bǔ)了1995 年盆地北部均衡計(jì)算地下水資源儲(chǔ)存量的負(fù)增加值（超支）后，仍能實(shí)現(xiàn)蘭州斷陷盆地地下水資源儲(chǔ)存量的凈增加值為1261.75×104m3/a。其中盆地南部凈增791.28×104m3/a，盆地北部凈增470.47×104m3/a。

換句話說，以2000 年地下水補(bǔ)給量水平，按照1995 年的地下水開采量水平進(jìn)行比對，2000 年蘭州斷陷盆地除允許開采總量為4670.28×104m3/a 外，仍可有能力去彌補(bǔ)1995 年盆地北部當(dāng)年的80.34×104m3/a 超采量。其中盆地南部為2706.88×104m3/a，盆地北部為1963.4×104m3/a。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)和上述計(jì)算結(jié)果，在維持2000 年三灘水源地開采井?dāng)?shù)量的基礎(chǔ)上，盆地北部的地下水允許開采量可全部作為迎門灘水源地的開采量，平均單井允許開采量為196.36×104m3/a 或0.538×104m3/a；而盆地南部馬灘和崔家大灘水源地的地下水允許開采量應(yīng)為2706.88×104m3/a×27.5%=1324.54×104m3/a，單井平均允許開采量應(yīng)為69.71×104m3/a 或0.191×104m3/a。如果考慮在崔家大灘、馬灘南側(cè)開辟和疏通蘭州市黃河南河道，將“三灘”水源地的允許開采量提升到7300×104m3/a（20×104m3/a）以上是完全有可能的。

提升“三灘”水源地地下水資源的戰(zhàn)略地位，將其作為蘭州市區(qū)水資源的戰(zhàn)略儲(chǔ)備，對構(gòu)建和完善蘭州市水資源應(yīng)急體系是非常必要的。加強(qiáng)對“三灘”水源地的保護(hù)和合理開發(fā)利用具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。

4 “三灘”水源地的保護(hù)對策與建議

為保護(hù)“三灘”水源地，充分發(fā)揮“三灘”水源地的優(yōu)勢，提出以下建議：

（1）停止大規(guī)模持續(xù)超采，修養(yǎng)生息地下水源。繼續(xù)停止大規(guī)模持續(xù)超采地下水，有利于保護(hù)“三灘”水源地。由于多年持續(xù)地超采“三灘”水源地地下水，造成“三灘”水源地地下水位的持續(xù)下降，以“三灘”水源地為中心的區(qū)域地下水降落漏斗，該降落漏斗面積達(dá)61km2，致使地下水水質(zhì)惡化。歸根結(jié)底，是沒有把握好開發(fā)利用的尺度。通過近幾年來逐年減少對“三灘”地區(qū)地下水的開采，使蘭州斷陷盆地的區(qū)域地下水水位普遍得以回升，降落漏斗分布面積正在縮小，地下水水質(zhì)繼續(xù)惡化的趨勢也正在得以遏制，局部地區(qū)正在向好的方向發(fā)展。

（2）建立供水的聯(lián)合機(jī)制，完善三水統(tǒng)觀統(tǒng)管。堅(jiān)持對“三灘”水源地地下水的合理開發(fā)利用，維持對“三灘”水源地現(xiàn)有的開采水平，有利于“三灘”水源地的休養(yǎng)生息。盡管蘭州供水（集團(tuán)）有限公司的地表水供水量目前已經(jīng)占到了總供水量的95%左右，但在允許開采量范圍之內(nèi)，合理開發(fā)利用“三灘”水源地地下水，適當(dāng)降低地下水位，有利于地下水的循環(huán)更新，增加地下水的補(bǔ)給量，減少徑流流失和潛水無效蒸發(fā)，改善地下水水質(zhì)，這些都是單項(xiàng)節(jié)水措施所不能解決的。

無論是從保護(hù)“三灘”乃至蘭州斷陷盆地的生態(tài)環(huán)境，還是從完善蘭州市區(qū)城市供水結(jié)構(gòu)，亦是提升應(yīng)對公共突發(fā)事件的能力等方面，都是絕對不允許廢棄“三灘”水源地的。維持對地下水的開采現(xiàn)狀，建立和完善蘭州市區(qū)地表水與地下水供水聯(lián)合運(yùn)行機(jī)制[2]，將有利于“三灘”水源地的休養(yǎng)生息，使“三灘”水源地的可采資源有所增加和保持“三灘”水源地繼續(xù)朝著好的方向發(fā)展。

（3）加強(qiáng)三灘水源地保護(hù)，開發(fā)與建設(shè)相并舉。加強(qiáng)“三灘”水源地保護(hù)性開發(fā)與建設(shè)，加強(qiáng)對“三灘”水源地開采井的維護(hù)和更新。在蘭州市新版規(guī)劃中，“三灘”地區(qū)將是蘭州市的新城區(qū)，必將在此形成新一輪的開發(fā)熱潮。凡是不利于“三灘”水源地保護(hù)的建設(shè)項(xiàng)目，必須堅(jiān)決予以取締。

由于“三灘”水源地已有40 年的建設(shè)歷史，有相當(dāng)一部分開采井設(shè)備老化，水井及井管周圍過濾層淤塞嚴(yán)重，采水效率低下。因此不但必須及時(shí)維護(hù)現(xiàn)有的尚具采水能力的井群設(shè)備，而且很有必要廢棄采水效率低下的開采井，補(bǔ)充和增加20～30 眼新井及其配套設(shè)備，使“三灘”水源地的開采及供水能力始終具備較高效率和較高水平的能力。

（4）加大地下水補(bǔ)給區(qū)域，三灘水源青春永駐。繼續(xù)加大“三灘”水源地地下水補(bǔ)給區(qū)、徑流區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作力度。充分利用大氣降水補(bǔ)給量、側(cè)向補(bǔ)給量、渠系、田間灌溉入滲補(bǔ)給量、黃河激發(fā)補(bǔ)給量持續(xù)平衡“三灘”水源地的允許開采量和儲(chǔ)備量。加強(qiáng)“三灘”及其相關(guān)地區(qū)的污水排放、垃圾堆放等的治理和管理，開辟和疏通蘭州市黃河南河道，擴(kuò)大黃河在安全時(shí)期的地表水對地下水補(bǔ)給，并通過有計(jì)劃的攔截性抽水和抽咸補(bǔ)淡的方法，降低劣質(zhì)地下水的浸入速度和咸化程度，改善地下水水質(zhì)。

（5）加強(qiáng)依法治水的力度，強(qiáng)化用水安全管理。切實(shí)加強(qiáng)“依法治水”，強(qiáng)化用水安全統(tǒng)一管理；大力宣傳節(jié)約用水，保護(hù)淡水資源的重要性。加強(qiáng)地方性法規(guī)的配套建設(shè)，理順用水安全管理關(guān)系；改變水產(chǎn)品的單一結(jié)構(gòu)，建立和完善多種不同水質(zhì)水源的輸配水設(shè)施建設(shè)，增加水產(chǎn)品的供應(yīng)品種；在最低需求能夠滿足的前提下，按類分檔實(shí)行累進(jìn)計(jì)價(jià)和優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)，充分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)在節(jié)約用水運(yùn)動(dòng)中的突出作用。

（6）加強(qiáng)專項(xiàng)學(xué)科的研究，地下水動(dòng)態(tài)長期監(jiān)測。繼續(xù)加強(qiáng)專項(xiàng)科學(xué)研究和地下水動(dòng)態(tài)的長期監(jiān)測工作。深入開展蘭州市地表水與地下水供水聯(lián)合運(yùn)行機(jī)制、開辟疏通蘭州市黃河南河道和構(gòu)建蘭州市區(qū)應(yīng)急供水體系等專項(xiàng)研究；增加配套專項(xiàng)資金，擴(kuò)大監(jiān)測范圍，增加監(jiān)測井點(diǎn)，為政府決策及時(shí)提供準(zhǔn)確的、科學(xué)的依據(jù)。

結(jié)語

蘭州市作為依靠黃河哺育的一座發(fā)展中城市，保護(hù)蘭州市“三灘”水源地也就意味著為保護(hù)黃河水生態(tài)環(huán)境出一份力，是符合我國保護(hù)黃河流域生態(tài)環(huán)境和高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略定位的。