甘肃省地表水过度开发利用区成因分析与对策

李 斌，邓建伟

(甘肃省水利科学研究院，兰州 730000)

0 引 言

我国北方地区地表水开发利用历史悠久，最早可以追溯到秦汉时期[1]，例如陕西省的龙首渠，是汉朝武帝年间修建的引洛水灌溉现在的蒲城、大荔一带60余万亩盐碱地，是我国第一条地下水渠[2]；新疆的坎儿井，乃西汉宣帝时破羌将军辛武贤率兵修建，汇流收集冰川融化雪水用于灌溉[3]。

随着经济社会的不断发展，尤其是新中国成立以后，人民生产生活对水资源的需求越来越大，水资源开发利用率也在不断提高[4]，部分地区地表水开发利用率达到90%以上，远超当地水资源承载能力，使水资源短缺加剧[5]，生态平衡受到严重破坏，土壤次生盐渍化、贫瘠化，植被退化、物种减少，自然灾害、荒漠化加剧，沙尘暴频繁发生[6]。黄河流域随着天然来水的减少和经济社会需水量的不断增加，造成了流域上下游之间，甘肃、宁夏这些相邻省份之间，甚至甘肃省内部不同引水口之间也都存在用水矛盾，这些问题都严重制约流域经济社会的和谐可持续发展[7]。目前国际上一般认为，一条河流的开发利用不能超过其水资源量的40%[8]，而我国大部分河流的开发利用程度都远远超过了这一警戒线，因此开展水资源开发利用程度、限度和潜力的研究，确定水资源过度开发区，保障生态环境用水，解决水资源过度开发引起的环境问题，实现水资源的可持续利用，促进经济社会的健康发展[9]，具有现实性和必要性。

1 地表水开发利用影响因素

1.1 国内外地表水开发利用影响因素

地表水资源开发利用受到诸多因素的影响，总得来说，分为4个方面：①观念因素，包括水资源发展规划观念、运行管理观念、消费观念以及水环境观念、水利经济观念。以往人们总是忽视观念因素对水资源开发利用的影响，新时代的治水用水思路，把我们对水资源开发利用观念因素的影响提高到了一个新的高度，尤其要重视水环境观念和水利经济观念，不能认为水资源是免费的，是取之不尽的，要将其作为一种珍贵稀缺的资源来利用并保护；②自然因素，包括自然地理条件和水资源特性等；③社会因素，包括经济社会发展水平和水利科技发展水平。随着社会的进步，水利科技水平的高低，对水资源开发利用的规划、开发、管理水平等相关决策的科学合理程度的影响越来越大；④生态保护因素。“绿水青山就是金山银山”[10]，随着人们对生态保护的重视程度越来越高，生态环境也成为新时代影响水资源开发利用的重要因素。

1.2 甘肃省地表水开发利用影响因素

甘肃省多年平均地表水资源量282.14 亿m3，其中内陆河流域56.62 亿m3，黄河流域125.16 亿m3，长江流域100.36 亿m3。影响甘肃地表水开发利用的因素主要有：①水资源量少，时空分布不均；②未来气候变化的影响；③水资源浪费及供需矛盾的影响；④环境恶化及水污染现象日益严重；⑤水资源调控能力不足，利用效率与效益低；⑥水土流失严重，防洪减灾体系不够健全；⑦水资源统一管理的体制不完善，依法治水力度不够；⑧水利工程管理体制和运行体制不健全。

2 我国主要流域地表水开发利用限度研究情况

国际上一般认为流域水资源最大开发阈值不能超过40%，事实上，这仅仅是一种估算[14]。不同的流域，受地理环境、水资源特性、经济社会发展、环境保护强度以及人民生产生活对水资源量的需求等不同，其可利用量也不相同，国内外尚没有统一的计算方法。

南京水科院刘翠善、王建生等人通过研究我国部分河流水系开发利用程度和潜力分析，认为甘肃省河西内陆河，新疆的塔里木河、天山北麓诸河以及黄河流域河口镇以上，其地表水资源开发利用已经超过限度，属于过度开发区[9]，应当采取措施控制开发；人民大学王西琴与中国环科院张远等人基于自然水循环和社会水循环(二元水循环)，探讨了我国七大河流水资源开发利用率的阈值，发现辽河、海河、黄河的开发利用率均超过最大允许开发利用率[11]。

中国水科院秦长海、甘泓等人通过构建水资源环境经济效益评价模型(EMW)，分析经水资源耗减和水环境退化价值调整后国内产出(WEDP，绿色GDP)，考虑水环境保护和水资源耗减价值，通过模型计算，认为海河流域水资源开发利用率阈值为96.15%[12]，可供利用的水资源量为292 亿m3；中科院寒旱所张济世、康尔泗等研究认为甘肃省黑河流域多年平均地表水资源量为32.3 亿m3，在保障地区水资源和生态环境安全的控制条件下，当地可消耗的水资源量为24.8 亿m3，黑河流域地

表1 我国七大河流地表水资源开发利用现状及阈值 %

表水资源开发利用率阈值为76.78%[13]；中国水科院秦大庸、王浩等认为从生态环境保护的角度看，超过45%以上的水资源开发利用率已对生态环境用水产生竞争性；钱正英、张光斗等人认为我国北方地区地表水资源开发利用率应维持在60%～70%范围之内；刘昌明、夏军等人认为东北地区维持河流生态系统的最小生态需水应不低于60%。

表2 我国部分河流水系水资源开发利用阈值 %

可以看出，大部分学者认为我国河流开发利用程度应当控制在40～60%之间，北方河流具有其特殊性，最高不宜超过70%，与国际上普遍认可的河流开发利用限度40%相比，已经宽松了很多，这与我国人口多、水资源量相对较少有很大的关系。

3 甘肃省地表水开发利用情况

3.1 甘肃省水资源总量

全省多年平均水资源量289.44 亿m3，其中内陆河流域61.29 亿m3，黄河流域127.79 亿m3，长江流域100.36 亿m3；多年平均地表水资源量282.14 亿m3，其中内陆河流域56.62 亿m3，黄河流域125.16 亿m3，长江流域100.36 亿m3；多年平均地下水资源量124.56 亿m3，其中内陆河流域40.57 亿m3，黄河流域45.18 亿m3，长江流域38.81 亿m3；多年平均纯地下水资源量7.31 亿m3，其中内陆河流域4.68 亿m3，黄河流域2.63 亿m3。

表3 甘肃省多年平均分流域水资源总量 亿m3

3.2 甘肃省2015年地表水资源量

2015年，全省地表水资源量191.54 亿m3，比多年平均值282.14 亿m3偏小32.1%，属枯水年。其中，内陆河流域地表水资源量62.31 亿m3；黄河流域地表水资源量66.13 亿m3；长江流域地表水资源量63.11 亿m3。内陆河流域中疏勒河地表水资源量24.29 亿m3；黑河地表水资源量23.82 亿m3；石羊河地表水资源量14.20 亿m3。

图1 甘肃省2015年及多年平均分流域地表水资源量

3.3 甘肃省2015年供、用水量

甘肃省2015年地表水供水量90.07 亿m3，其中内陆河流域54.96 亿m3，黄河流域33.77 亿m3，长江流域1.34 亿m3。按供水工程类型分，蓄水工程35.09 亿m3，引水工程37.37 亿m3，提水工程15.20 亿m3，从黄河流域调入内陆河流域2.40 亿m3，地下水工程26.92 亿m3，其他水源供水2.18 亿m3。

表4 甘肃省2015年分流域分水源供水量 亿m3

甘肃省2015年地表水总用水量92.25 亿m3，其中内陆河流域55.81 亿m3，黄河流域34.51 亿m3，长江流域1.92 亿m3。按用水行业分，农田灌溉67.40 亿m3；林牧渔畜8.32 亿m3；工业用水8.87 亿m3；城镇公共用水2.28 亿m3；居民生活用水4.19 亿m3；生态环境用水1.18 亿m3。

可以看出，农业仍然是甘肃省用水大户，占全省总用水量的73.37%，其次是工业用水、农林牧渔用水、居民生活用水，生态环境用水和城镇公共用水最少，分别占全省总用水量的2.63%和2.52%。同时内陆河流域地表水用水量超过地表水源工程供水量，说明已经挤占了地下水量。

表5 甘肃省2015年分流域地表水用水量 亿m3

4 甘肃省地表水过度开发利用区确定与成因分析

4.1 甘肃省地表水过度开发利用区确定

2015年，甘肃全省地表水资源开发利用率为31.92%，其中内流河流域水资源开发利用率高达97.07%，黄河流域和长江流域地表水资源开发利用率分别为26.98%和1.33%。内流河流域中黑河流域地表水资源开发利用率最高，达到131.27%，石羊河流域次之，达到104.35%，只有疏勒河流域情况较好，为57.41%。黑河、石羊河流域地表水资源开发利用率都超过了100%，无论是与国际上普遍认为的40%的河流开发利用限度，还是我国专家学者认为的最高70%的河流开发利用限度相比，都远远超出，属于地表水严重过度开发区；疏勒河流域地表水开发利用程度达到了57.41%，开发利用程度较高，属于地表水

表6 甘肃省2015年各流域地表水开发利用区

严重开发区；黄河、长江流域开发利用程度较低，属于一般开发区。

4.2 地表水过度开发利用区成因分析

千年以前的甘肃内陆河流域水资源丰富且湖泊众多，如位于石羊河尽头的白亭海(古时又名白海子)和青土湖(古时又名猪野泽)，历史上均是碧波万顷、水天一色的大湖。尤其青土湖，是《尚书·禹贡》记载的11个大湖之一，民国时仍有4 000多km2的水域面积，仅次于青海湖。解放前，出于国家统治、固疆定边的需要，大量人口从内地搬迁到河西地区，开展了大量的农牧业活动，这一阶段主要是农业耗水，工业耗水较少，可以忽略不计；解放后，随着时代的发展和人民生活水平的提高，工农业快速发展，城镇化率越来越高，对水资源的需求越来越大。到了20世纪90年代，青土湖终被滚滚黄沙掩埋，成为中国第三大沙漠巴丹吉林的一部分，其原因就是流域地表水过度开发，生态环境受到了严重破坏所致。

石羊河、黑河地表水过度开发利用区形成的原因，一是受自然条件限制，水资源总量少，分配不均；二是工农业尤其是农业快速发展，灌溉面积增加，水资源消耗极大，这是导致流域地表水过度开发最主要的因素；三是粗放的灌溉方式以及水资源利用效率低，导致水资源浪费严重。同时，随着人民生活水平的提高和城镇化的加快，流域内生活用水需求也越来越大，但河西地区生活用水主要以地下水为主，且占总用水量比例极低；生态用水也是如此，占总用水量比例更低，两者均不是地表水过度开发的主要原因。

可以看出，解放前到2015年，黑河流域灌溉面积增加了34.07 万hm2，用水量增加了16.28 亿m3，生活用水量为0.53 亿m3，均为地下水，不计入计算，故总用水量增加了17.09 亿m3，相比解放前增加了2.23倍，其中农业用水增加量占比95.26%；石羊河流域灌溉面积增加了25.2 万hm2，用水量增加了8.87 亿m3，总用水量增加了10.15 亿m3，相比解放前增加了2.32倍，其中农业用水增加量占比87.39%。因此，灌溉面积变化导致的农业用水量增加是造成甘肃内陆河流域地表水过度开发的最主要因素，其次是工业用水。

表7 甘肃省地表水过度开发利用区地表水主要用水量变化表

5 甘肃省各流域地表水开发利用思路与对策

黑河、石羊河流域属于严重过度开发区，首先应当采取关井压田等措施，缩减灌溉面积；其次，优化水资源配置，大力推广滴灌、微润灌等高效节水技术的应用，提高水资源利用效率；再次，结合区域优势，调整农业种植结构，减少洋葱等高耗水作物、增加白兰瓜等低耗水经济作物种植面积；最后，加大节水光荣宣传力度，同时结合农业水价改革措施，利用经济杠杆促进全民节水、全社会节水，节余的水量用于保护生态环境，减缓、恢复当地脆弱的生态环境。疏勒河虽然情况较好，但开发利用程度也较高，应当大力发展高效节水灌溉技术，加大农业水价改革力度，落实流域水流产权确权试点工作，划定水生态空间范围，分清水资源所有权、使用权，明晰水流产权人的权利和义务，逐步建立健全归属清晰、权责明确、流转顺畅、保护严格、监管有效的水流产权体系[15]。

黄河流域和长江流域属于一般开发区，在做好水资源优化配置、发展高效节水灌溉技术的同时，应当完善管理机构，强化管理，严格防治水污染，重视水环境保护，防治结合，以防为主，保护好生态环境，留给后人一片青山绿水。

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