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浅析渭河流域水资源可持续利用

2011-04-01余凤鸣

地下水 2011年5期
关键词:渭河流域渭河流域

余凤鸣

(西北大学城市与环境学院,陕西 西安710127)

水资源作为人类生存的基础,对于国民社会经济的可持续发展具有极其重要的意义。随着工业化、城镇化的逐步推进,以流域为主体的流域经济,日益受水资源供需矛盾、水污染等多重问题的制约。联合国《世界水资源综合评估报告》认为,水问题不仅仅是生态环境问题,也是经济问题、政治问题,影响深远。有鉴于此,本文以我国西部典型流域—渭河流域为研究对象,研究其水资源可持续利用问题,以其为其自然、社会经济可持续发展提供具体的决策依据。

1 渭河流域水资源概况

渭河流域位于我国西北部,是黄河流域上的第一大支流。其发源于我国甘肃省渭源县的鸟鼠山,流经甘肃、宁夏、陕西等三大省区,干流全长818 km,流域面积13.48 km2,其中甘肃省占44.1%,宁夏回族自治区占6.1%,陕西省占49.8%[1]。

1.1 地形地貌

渭河流域的地势总特点是西部高东部低,渭河发源地鸟鼠山海拔约3 495 m,到渭河河口海拔降低至329 m,高差达3 000余米。在南北方向上是南部高北部低中间洼地,南部秦岭的主要山峰海拔多在2 000 m以上,北部黄土高原的海拔多在1 000 m以上,中间渭河平原在西安附近的海拔约为400 m,低于两侧山地500~1 600 m。全流域大致可以分为三大地貌单元—秦岭山地、陕北黄土高原、渭河谷底[2]。

1.2 气候特点

渭河流域处于干旱地区与湿润地区的过渡地带,年平均气温是6~140℃,多年平均降水量572 mm。流域降水变化的趋势是南部多,北部少,山区多而盆地河谷少。其中,秦岭山区降水量均在800 mm以上,而西部的太白山山区,东部的华山山区等则达到900 mm以上,降水相对丰富。渭河流域北部地区相对较少,年平均降水量仅541 mm,局部地区不足400 mm,且降水量的年际变化较大,最大月降水量多发生在7、8月份,最小月降水量多发生在12、1月份。

1.3 水资源总量

渭河流域多年平均天然径流量100.10亿m3,占黄河流域天然径流量的17.3%,其中,渭河流域干流地区林家村以上 25.25 亿 m3,咸阳以上 54.05 亿 m3,,华县以上 88.09 亿m3;支流泾河张家山以上为17.23亿 m3,北洛河源头以上9.96亿m3。渭河流域径流地区分布不均匀,渭河南岸来水量占渭河流域来水量的48%以上,而集水面积仅占渭河流域面积的20%,南岸径流系数平均0.26,是北岸的3倍左右。渭河流域径流年际变化大,年内分配不均衡。最大的年径流量218亿m3,最小的年径流量43亿m3,汛期7月份至于10月份的来水量约占全年的60%,其中8月份最多,一般占全年的14% ~25%;1月份最少,仅占全年的1.6% ~3.1%。

2 水资源利用主要问题

2.1 水资源供需矛盾突出,时空分布不均

渭河流域水资源缺乏,属于资源性缺水地区。流域自产水资源总量为71.282亿 m3,入境水量为33.58亿 m3,人均占有量为326 m3,仅为全国人均占有水量的13%,相当于全国平均水平的12.4%,亩均水资源量为280 m3,仅为全国平均水平的17.7%,加上入境水,人均占有水量也仅有480 m3,远远低于国际公认的用水紧张标准,是我国缺水较为严重的地区之一。加之,地表水资源的60%都集中在汛期,对于基本无水利调节工程的渭河而言,其汛期水资源大部分流失。不仅如此,渭河流域水资源空间分布也极不均匀。关中地区是渭河流域经济最为发达的地区,其集中了陕西省64%的人口、56%的耕地、72%的灌溉面积和82%的工业总产值,但是其水资源量仅为陕西省地表水资源总量的25%,人均用水和工业用水严重不足,供需矛盾突出。陕北地区是流域重要的能源化工基地,承担着我国未来能源接续地的功能,但是其资源条件差,水土流失严重,水质环境差,多靠天吃水,长此以往,将影响其后续的长远发展。渭河上游地区的水资源相对较为丰富,但是近年来随着社会经济的发展以及径流量的连年降低,水问题也日益突出。

2.2 水污染问题日益严重,治理进展缓慢

渭河作为黄河上游最大的支流,是关中—天水经济区的重要空间载体和背景区域,也是我国西北地区经济最为发达的地域之一。随着渭河流域经济的发展,尤其是工农业的发展,人口的不断积聚,工业废水、生活污水等逐年增加,渭河水污染越来越严重。渭河流域的河流径流量占黄河的六分之一,废污水却占据了黄河流域的四分之一。以渭河中下游的关中地区为例,渭河是关中地区唯一的废污水承纳和排泄通道,陕西省越80%以上的工业废水和生活污水都通过渭河进行排泄,加之渭河水污染治理工程的严重滞后,绝大部分的未经处理的工业废水和生活污水直接排入了渭河干流,宝鸡以下河段的水质多处于V类或超V类水质,基本丧失了水的使用功能。除此之外,渭河流域的化肥及农药污染等对水体也造成的一定的损害[3]。近年来,随着陕西段渭河流域的河流整治,渭河中下游的水质有所好转,但是水污染问题依然突出。

2.3 渭河下游泥沙淤积,局部地区生态恶化

渭河流域的泥沙淤积是其水资源利用的另一个重要问题。自三门峡水库投运以来,渭河下游的泥沙淤积问题日益加剧。如渭河如黄河口的潼关高程淤高为5 m,下游比降由建库前的1/5 000减缓至近1/10 000,溯源淤积至咸阳。近年来,随着渭河水流量的减少,泥沙淤积程度进一步加剧,渭河下游的河床不断抬高,多数支流下段成为地上悬河,洪水下泄不畅,连年发生决口、满溢等灾害。不仅如此,下游的泥沙淤积使得渭河及其支流的自流排水能力逐步丧失,随之引发土地盐碱化和沼泽化,从而进一步加剧了局部地区的生态环境恶化。

2.4 渭河水土流失严重,而治理进展缓慢

渭河流域是黄土高原水土流失最为严重的地区之一。现状水土流失面积约达4.8万km2,主要分布在洛河上游的丘陵沟壑区和渭北黄土高原沟壑区以及秦岭北麓等广大山丘地区。流域每平方公里多年平均土壤流失量洛河上游为1万~2万吨,泾河流域咸阳北部为0.5万~0.8万t,渭北千河流域、秦岭北麓以及华山地区0.5万t左右,个别地方高达0.8万~1万 t。流域内侵蚀强度在中度以上的面积约有3.36万 km2,占水土流失面积的70%。不仅如此,由于长期渭河流域水土流失治理投入的不足,使得渭河水土流失治理进展较为缓慢。

3 对策及建议

综上所述,不难看出,渭河流域作为我国西北部地区具有重要的社会经济地位的区域,其水资源供需矛盾、水污染、泥沙淤积、水土流失等问题已成为影响渭河流域社会经济健康可持续发展的障碍,有必要针对这一问题提出具有针对性的对策及建议。具体如下:

3.1 推进“数字渭河”建设

所谓“数字渭河”就是指通过现代科技,如计算机信息技术、3S技术等,采集、传输、存储、分析、管理渭河流域水资源,以全面提升渭河水资源综合管理的效率和效能[4]。目前,“数字渭河”在实时水情、雨情、水利系统办公自动化等方面已取得了一定成果,但是其水利信息化建设力度仍需加强。如涉及水利信息的信息基础设施还非常薄弱,信息采集和传输手段较为落后,尚未形成覆盖全流域的信息网络,尤其是涉及水环境、水污染动态检测,水土保持等方面亟待加强。未来“数字渭河”的重点应在基础设施,应用系统、公用平台等建设内容。在基础设施建设上,应完善现有的数据采集系统、通信网络、计算机网络、安全保障体系以及数据中心等方面;在应用系统上,应整合各应用子系统,如防洪减灾、水资源调度、水资源管理、水土保持动态检测系统等;在公用平台方面,应加强数据库的完整性、一致性和共享性。

3.2 进行渭河水资源功能区规划

所谓水资源功能分区是进行水源规划管理的一项基础性工作,其根据区域的自然、社会经济属性,在遵循地域分异规律的基础上,充分考虑流域水资源的富水程度、水系范畴、区域空间功能定位、资源环境承载能力等各个方面的影响,将流域水系与行政区划有机的结合起来对水资源进行功能区划,以优化水资源的空间配置,其目的在与协调区域社会经济发展与生态环境的矛盾,实现社会和生态的良性循环。长期以来,渭河流域人地关系紧张,水资源的时空分布不均、水污染、水生态等问题成为制约渭河流域水资源可持续利用的主要问题,进行渭河水资源功能区规划是协调渭河水资源利用、流域生态问题、社会经济发展问题的重要途径和手段。渭河流经了秦岭山地、黄土高原、渭河平原等不同的地形地貌类型区,水资源的空间分布利用效率存在区际差异,且各区域的社会经济运行特点也存在显著差异,因而,渭河流域水资源的功能分区应遵循现有的地域分异规律和社会经济运行特点,通过科学分析各区域的水资源分布及利用情况对其进行科学分区,并在分区的基础上,提出具有针对性的水资源管理、水资源空间调配措施等,以使得水资源功能区最终能落实到具体空间。

3.2 完善渭河水权制度建设

所谓水权就是指水资源的所有权、占有权、支配权和使用权等组成的各项权利的集合,其反映了不同用水主体之间的权利义务和相互之间的制约关系。在我国,水资源属于国家所有。农业集体经济组织所有的水塘、水库中的水属于集体所有。然而,由于我国水资源的所有权和经营权部分,造成了中央与地方,以及各利益主体之间的经济关系缺乏明确的产权和使用关系,进而造成了水资源的不合理利用及低效管理。现代产权制度要求建立具有中国特色的水权制度,以优化对资源的优化配置。渭河流域是我国资源性缺水地区,水问题是制约该地区社会经济发展的关键问题之一,因而,很有必要建立明确的产权制度,以最大效率的提高渭河水资源的利用效率[5]。其水权分配应以存量水资源为基础,综合考虑现有用水现状、自然地理、生态环境、社会经济运行特点等方面,在公平、合理、高效的原则下明晰渭河流域的水资源使用权,建立并完善水权交易市场,促进区域间水资源的优化配置。如关中地区社会经济最为发达,人口最为集聚,产业最为发达,应在努力提高其用水效率的基础上,最大限度的满足该地区的用水,对部分用水效率较低的其它区域,则可以适当引导人口向关中地区集聚,以促进经济和水资源利用的高效。

3.3 加强渭河水土流失防护建设

针对渭河流域水土流失面积大,分布广,类型复杂,侵蚀强度高等特点,渭河流域应加大水土流失防护建设,且对不同的区域采取不用的防护建设措施。具体而言:陕北丘陵沟壑地区主要分布在洛河和马莲河上游,该地区地形破碎,山高坡陡,植被稀少,降水量少,水资源贫乏,是渭河流域水土流失最为严重的地区,该区域的水土流失防护应以退耕还草为主,依靠生态自我修复辅以人工措施来恢复植被,如在缓坡、低山、近水等区域发展基本农田和经济林的建设,在坡沟地带营造灌木防护林,防止水土流失;高原沟壑区包括渭北高原沟壑区和渭南台塬区,水土流失以重力侵蚀较为严重,该区域的水土流失防护应根据塬面、沟坡和沟底等不同的地形地貌特点进行整治,如塬面则依据平整的土地,加大基本农田和防护林建设,沟坡则兴建梯田和退耕还林等;渭河平原区包括渭河平原区和渭南台塬区两部分,该区域的水土流失防护措施应以绿化道路及加固堤防为主,并积极加强基本农田的保护和建设;秦岭北麓山地是我国重要的生态屏障和水源涵养区,该区域的水土防护措施应以退耕还林、人工造林、改造低效林,增加森林覆盖率为主,逐步完善和加强生态保护体系,全面渭河和改善生态环境。

[1]拜存有.渭河流域关中段径流过程变异点诊断研究[D].西北农林科技大学硕士学位论文,2008:5-20.

[2]林金辉.基于GIS的数字渭河流域地理特征研究[D].西安建筑科技大学硕士学位论文,2007:5-60.

[3]刘燕,胡安焱.渭河流域水问题、成因及其对策研究[J].水资源保护,2007(1):17-19.

[4]杨桂山,于秀波.国外流域综合管理的实践经验[J].中国水利,2005(10):59-61.

[5]李环.流域管理中的公众参与机制探讨[J].环境科学与管理,2006,31(5):4-6.

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