黑河流域水资源开发利用与生态环境保护协调性分析

石岳峰 江 红 宋世霞

(黄河流域水资源保护局， 河南 郑州 450004)



黑河流域水资源开发利用与生态环境保护协调性分析

石岳峰 江 红 宋世霞

(黄河流域水资源保护局， 河南 郑州 450004)

黑河流域水资源短缺、生态环境脆弱，在有限的水资源条件下，如何实现流域经济社会发展与生态环境保护的协调，是当前面临的重要问题。本文探讨通过采取提高流域经济社会及生态用水效率、增强干流骨干水利枢纽工程保障能力、强化水功能区管理等对策措施，实现流域水资源开发利用与生态环境保护协调发展的可能途径。

黑河； 水资源开发利用； 生态环境； 协调

黑河地处河西走廊中部，发源于祁连山北麓，位于东经98°～102°、北纬37°50′～42°40′之间，流域面积13万km2,全长约810km，流经青海、甘肃和内蒙古三省(自治区)，是我国西北地区第二大内陆河，流域水资源总量为28.44亿m3。黑河水系由发源于祁连山的35条河流组成,在中游走廊平原汇聚后向北穿越正义峡后进入下游地区,继续向北至狼心山进入额济纳旗境内,分为东、西两条主要支流,继而分叉形成许多支流,呈辐射状向下游扩散,最终分别注入东、西居延海[1]。其中，黑河干流莺落峡以上为上游，多年平均径流量15.8亿m3，是干流径流的主要来源区；莺落峡至正义峡之间为中游，中游地区绿洲、荒漠、戈壁、沙漠断续分布，人工绿洲发育，是流域主要耗水区，属灌溉农业经济区；正义峡以下为下游，气候非常干燥，植被稀疏，是戈壁沙漠围绕天然绿洲的干旱地区。自20世纪中叶以来，由于中游地区人口增加，区域大规模水土资源开发强度增大，中游地区经济社会发展迅速，导致流域水文状况发生剧烈变化，进而对流域尤其是下游区域生态环境产生重大影响。而当前的水资源开发利用必须遵循两个原则：一是水资源的开发和利用应具有可持续性，二是水资源的开发利用应满足流域经济和社会发展的需要[2]。本文根据黑河流域自身特点，探讨通过采取有效的对策措施，实现黑河流域水资源开发利用与生态环境保护间的协调。

1 流域水资源及开发利用状况

1.1 黑河干流水资源状况及水文变化

根据1956—2000年系列水资源调查评价结果，黑河流域出山口地表径流总量为25.11亿m3。其中干流出山口莺落峡站多年平均径流量为16.19亿m3，梨园河梨园堡站多年平均径流量为2.32亿m3，其他沿山支流多年平均径流量为6.60亿m3。黑河流域地下水资源量为21.76亿m3，主要由河川径流转化补给，地下水与河川径流不重复量仅为3.33亿m3，扣除地表水和地下水重复计算量，黑河流域水资源总量为28.44亿m3。

自正义峡流入下游地区的黑河水量是下游地区水资源的主要补给来源。20世纪60年代以前，正义峡下泄流量基本维持在13亿m3/年。此后，由于中游张掖地区工农业及生活用水量不断增加，正义峡年径流量逐渐减少，60—80年代，径流量为10亿m3/年左右。90年代以后，平均径流量锐减到7.74亿m3/年。进入下游地区的黑河水量，在沿河道向下游推进过程中，不断被引用、渗漏、蒸发，剩余水量流入东居延海、西居延海，并全部消耗于尾闾额济纳旗三角洲地区。

从年内分配来看，进入黑河下游的水量明显受中游用水影响。在中游地区每年春灌的4—6月和冬灌期间的11月，进入下游的水量很少；下游来水主要集中在冬、春季中游非用水期(12月至翌年3月)和汛期(7—9月)，该时段来水量占额济纳旗年来水量的95.4%(见表1)。20世纪90年代以来，5月、6月没有径流进入额济纳旗，其中1991年与1992年两年5—11月连续7个月、1997年4—11月连续8个月狼心山以下断流，这段时期是20世纪90年代狼心山以下来水量最少的3年。

1.2 水资源开发利用状况

黑河干流由于水资源短缺，加之缺乏骨干水利枢纽工程，年内来水过程与灌溉用水过程不匹配。截至2012年，流域内共有中小型水库57座，总库容2.76亿m3。其中，中游灌区有平原水库20座，有效库容4382万m3。平原水库蓄水深度多数在2m以内，水库蒸发、渗漏损失较大，水资源浪费严重，并引起库周围土地次生盐碱化。同时，灌区还建有从干流直接引水的口门36处，设计引水能力约223m3/s，主要分布在中游地区。

目前，流域内已建各类工程总供水量为31.65亿m3，其中地表水供水量为25.77亿m3。上游区祁连和肃南县总供水量为0.27亿m3，其中地表水供水量0.25亿m3；中游区山前灌区和黑河干流总供水量为22.3亿m3，其中地表水供水量17.5亿m3，黑河干流区总供水量为17.24亿m3，其中地表水供水量13.18亿m3；下游区的鼎新灌区、东风场区和额济纳旗总供水量为9.03亿m3，其中地表水供水量8.0亿m3。

流域各部门总用水量为31.65亿m3，其中农田灌溉用水量20.00亿m3，生态环境用水量9.91亿m3，工业用水量1.29亿m3，城镇生活用水量0.44亿m3。从用水地区分布看，用水量主要分布在中游地区，该地区总用水量为22.34亿m3，占流域总用水量的70.6%，其中农田灌溉用水量19.18亿m3，生态环境用水量1.73亿m3，工业用水量1.09亿m3，城镇生活用水量0.35亿m3；下游区用水量为9.03亿m3，占流域总用水量的28.5%，其中生态用水量6.99亿m3；上游区用水量为0.27亿m3，其中农田灌溉用水量0.18亿m3。

2 水资源开发利用与生态环境问题分析

黑河流域中游地区经济社会的快速发展，使流域用水量持续增加，在水资源总量缺乏的背景下，中游经济社会用水占用了下游生态用水，并导致一系列生态环境问题，影响和制约了流域整体的可持续发展。

2.1 水资源过度利用问题突出

黑河中游在甘肃省境内，人口占全流域的88%，耕地占95%，而面积只占22%[3]，作为流域开发的重点区域，中游地区经济总量大，水资源开发程度高，大量的水资源用于农业灌溉。流域水资源问题主要出在中游地区用水量大，用水效率普遍偏低，过度利用现象较为严重，中下游用水矛盾非常突出。无序开发的结果,导致流域水系发生了根本改变,20世纪80年代后,中游所有支流均不再汇水黑河干流,33条支流相继断流,各自形成相对独立的灌溉绿洲。干流水量减少,尤其是通过正义峡的下游泄水量锐减,使干流在正义峡以下呈季节性河流，不可避免地导致下游天然绿洲与中游人工绿洲的此消彼长，流域荒漠化程度不断加重。

2.2 水环境质量压力增大

根据黑河干流2009—2013年水质评价结果(见表2)，黑河干流水质均能满足水功能区目标要求，莺落峡以上河段为Ⅰ、Ⅱ类水质，水质较好。正义峡以下河段水质为Ⅲ类，上游和下游地区人口稀少、人为活动较少，对河流水质影响不明显。中游水质为Ⅲ、Ⅳ类，高崖河段为Ⅳ类水质，相对较差。其原因主要是张掖属于黑河中游经济较为发达地区，且灌区面源排放对河流水质影响较大。随着中游地区经济社会的不断发展，水环境质量压力将呈不断增加趋势。

表2 2009—2013年黑河干流断面水质状况

注 ()中数字表示代表断面水功能区水质目标。

2.3 天然植被退化，沙漠化过程加重

黑河流域水文状况的人为改变直接导致流域天然植被的衰退。水资源的大规模开发利用，使原来沿河发育的河岸林带和灌丛草场退化甚至消失，中游地区广为分布的湿生或水生植被，被旱生和盐生草甸取代。黑河下游三角洲内曾广为分布的河岸林,现大都衰亡，灌丛草甸等大面积退化并逐渐被旱生或超旱生荒漠草甸取代。

水文情势的改变和植被的退化，使流域内土地的盐碱化、沙漠化问题更为突出。中游水资源大规模的不合理利用,使干河床内形成了较大的绿洲内部沙源,在沿河植被退化情况下, 沙漠化迅速发展,而且也使原来许多肥沃的良田遭受盐碱侵害,土地盐碱化不断加剧。下游额济纳绿洲区，从20世纪70年代至80年代中期,平均年递增沙化面积225 km2,年增长率达5.0%。沙化面积与荒漠戈壁总和已达总面积的62.7% ,只有37.3%的范围分布着维系下游生态环境的天然植被及人工绿洲,生态环境十分脆弱[1]。

3 流域水资源利用与生态保护对策

面对黑河流域不合理的水资源开发利用与生态环境保护间日益突出的矛盾，要坚持生态环境与经济社会、上中下游的协调发展，以整体性、协调性、可持续性作为流域水资源开发利用的基本原则[4]，逐步提高流域水资源的经济社会和生态用水效率，增强流域水资源统一调度管理的手段，实现流域水资源的合理利用和生态环境的安全, 具体对策如下：

3.1 提高流域经济社会用水和生态用水效率

黑河流域可视为一个完整生态系统，把流域经济社会发展与生态环境的效应及由此产生的生产力后效联系起来，统筹上中下游水资源的协调高效开发利用，是实现流域可持续发展的重要手段。水资源短缺是黑河流域最基本的特征，在水资源总量有限的条件下，将节水优先作为保障水安全的基本方针，将提高用水效率作为重要手段。黑河流域经济社会用水中，农业用水占总用水量的60%以上。从水资源的边际效益上考虑，在中游地区试行退地减水政策，通过适当压缩高耗水农作物种植面积、积极改种耐旱作物和经济林、 减少灌溉用水总量等内部挖潜措施实现水资源合理配置。改进灌溉技术和灌溉制度，推广应用抗旱、节水、高产品种，在灌区尺度上进行产业内部和产业间的结构调整，使用水结构趋于合理。改造和完善灌溉工程体系,改进输水设施，防治渗漏蒸发，促进灌溉水的有效利用。

根据黑河下游生态需水特性，流域下游地区生态用水对干流上中游来水量和来水时段均有要求。因此，流域水资源的调控应以保障下游生态敏感期用水为重点，在下游生态敏感保护时段对流域水资源进行合理的生态调度，提高下游生态用水保证率，而非不计代价奢侈性补水，确保下游地区在有限水量条件下的生态用水效率。

3.2 依靠干流水利枢纽工程合理调配水资源

黑河治理的核心是合理配置水资源，科学安排生活、生产和生态用水。目前黑河水资源配置采取的措施主要是行政命令，工程保障手段不足。未来通过已开工建设的黑河黄藏寺水利枢纽工程的调度运用，提高黑河水资源综合管理能力，科学合理地保障黑河水量的统一调度，解决目前流域机构只能采取“全线闭口、集中下泄”带来的问题，实现下游生态和中游经济社会用水双赢。

黑河干流黄藏寺水利枢纽的建设，将使中游现有部分平原水库的灌溉功能被替代，仅保留生态功能，减少水库渗流及蒸发损失。通过黄藏寺水利枢纽的调度运用，在4月、7月、8月、9月等下游生态关键期进行大流量集中输水，减少河道输水损失、渗漏损失，提高下游河道输水效率，保障进入居延海的水量；其余时段按照中游灌区用水需求下泄水量，保障中游农业、生活等用水。通过工程调控，可提高下游生态用水和中游经济社会用水的保障程度，增强流域水资源统一调度管理的手段。

3.3 强化水功能区管理，改善流域水环境质量状况

黑河流域入河污染物主要来自造纸业、化工业、石油加工业和食品工业等行业，主要污染河段为中游的张掖地区，虽然排污量不大，但污染物含量高，达标排放率低。为保障流域水环境质量的持续改善，应以最严格水资源管理制度、“水十条”等为依据，严格落实水功能区限制纳污红线，通过采取限制中游地区高耗水、重污染企业发展，取缔“十小”企业，专项整治重点行业，逐步实现清洁生产等措施，实现水功能区水质目标，持续保障流域水环境质量状况。对建设项目，应按规定严格执行环境影响评价制度。建立污水处理厂和污染物排放控制工程，控制年进入干流的污染物总量，使重点水源区水质逐步得到改善。

4 结 语

以黑河为代表的西北内陆河生态系统脆弱,水资源的开发利用方式和程度对流域生态环境具有决定性的影响。在流域水资源开发过程中,应以水资源和生态环境的可持续性为优先原则,取得生态效益、环境效益与经济效益的协调统一。应按照“以水定地,以水定人,以水定发展”的原则,进行水资源的合理配置；按照整体性、协调性原则, 统筹协调上中下游用水关系,全面提高经济社会和生态用水效率；依靠骨干水利枢纽工程的调度运用，提高流域中下游用水保障程度；强化水功能区管理，促进流域水环境质量的持续改善。

[1] 王根绪,程国栋.近50年来黑河流域水文及生态环境的变化[J].中国沙漠,1998,18(3):233-238.

[2] 刘昌明.二十一世纪中国水资源若干问题的讨论[J].水利水电技术,2002,33(2):15-19.

[3] 孙雪涛.黑河流域可持续发展水资源若干问题的思考[J].科技导报,2002(6):61-64.

[4] 鲍超,方创琳.干旱区水资源开发利用对生态环境影响的研究进展与展望[J].地理科学进展,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