干旱區(qū)水資源問題

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西北干旱區(qū)   　　西北干旱區(qū)水資源問題的思考 　　摘　要 在西部大開發(fā)的浪潮中，西北干區(qū)的水資源問題越發(fā)引起人們的關注。面對大多數河流水量銳減，甚至斷流，河道縮短，終端湖泊萎縮或干涸，水質惡化；植被退化，草地面積減少；沙塵暴肆掠，生態(tài)環(huán)境惡化，給西部大開發(fā)中的的西北干旱區(qū)任命帶來了嚴重的影響。而水資源問題是限制西北干旱區(qū)區(qū)域經濟發(fā)展最大的問題。水資源與人口、經濟、生態(tài)環(huán)境、產業(yè)結構等各方面的協調發(fā)展是我們所思考的問題。 　　關鍵詞　西北干旱區(qū) 水資源 問題 思考 　　中國西北干旱區(qū)系指 35°N 以北，106°E 以西的內陸干旱區(qū)，包括新疆全境、甘肅河西走廊及內蒙古賀蘭山以西的地區(qū)，土地面積約占中國總土地面積的 24.5%。由于深居歐亞大陸腹地，平均降水量在 160mm 以下，基本上不產生地表徑流，形成世界上最嚴酷的干旱區(qū)之一。 　　水資源屬于一種不斷循環(huán)更新的自然資源，但在一定的時間和范圍內，還相當有限，并不是“取之不盡，用之不竭”水。資源是人類賴以生存的最寶貴的自然資源之一，也是國民經濟發(fā)展不可替代的戰(zhàn)略資源。水資源不足以成為許多國家和地區(qū)制約經濟增長和社會進步的“瓶頸”因素。而水資源是自然環(huán)境中重要的組成部分和最活躍要素，在自然演化的過程中起著決定性的作用。隨著熱口的增加，經濟的增長，社會的進步，工農業(yè)生產的發(fā)展，特別是近代工業(yè)的興起，城市的擴張，熱淚對水資源的需求越來越大。為了滿足不斷增長用水需求，熱淚采取的種種措施擴大水資源的開發(fā)，但是在取得短暫經濟效益的同時對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的影響。如何科學合理的管好和用好有限的水資源，是短缺的水資源發(fā)揮其最大的經濟效益、社會效益、生態(tài)效益，保證水資源的可持續(xù)利用已成為世人所關注的重大課題。 　　我國西北地區(qū)水資源的現狀 　　我國水資源總量為2.8萬億立方米，居世界第四位，但人均水資源量少，只有2200立方米，約為世界平均值的1-4。西北內陸干旱區(qū)土地面積約為全國的35%，耕地占全國的5.6%，人口占2.1%，水資源量為1303億立方米，占全國總量的4.6%。雖然人均水資源量約5200立方米，但需要大量水維持脆弱的生態(tài)系統(tǒng)，水資源量占全國總量的20.8%。西北內陸供水主要靠地表水，約占總供水量的90%，但地下水開采量日漸增大。如內蒙古198年開采地下水30.95億立方米，到1999年增至61.51立方米，增幅達98.7%。由于開采量增加，開采面集中，地下水超采嚴重。甘肅石羊河流域下游民勤盆地，60年代以前大部分地段水位埋深小于3米，隨著地下水超量開采，地下水位已降至13米以下。敦煌地區(qū)超采地下水使地下水位下降了27-32米，漏斗區(qū)面積120平方公里，漏斗深80-1800米。一些地方存在水資源開發(fā)利用缺乏統(tǒng)一管理，用水不當的現象，上游城市、工業(yè)和灌溉分流的情況越來越多，導致河流下游斷流。1972年黃河出現斷流，1985年以后，斷流的情況每年發(fā)生，1997年斷流時間長達226天。西北最大的淡水湖泊新疆艾比湖水面已從50年代的1200平方公里萎縮成現在的500余平方公里；博斯騰湖由于上游修建灌溉工程，導致入湖水量銳減，灌區(qū)含鹽退水不斷入湖，使湖水變咸，十多年內湖水礦化度上升了6倍，水面減少120平方公里，水位降低3.54米。青藏高原的湖泊有30%以上干化成鹽湖或干鹽湖。西北地區(qū)農業(yè)灌溉一般采用大水漫灌方式，每公頃農田年均灌溉水量為13500立方米，個別地區(qū)高達22500-30000立方米，水資源浪費嚴重。由于灌溉不當，僅甘肅、寧夏、青海、新疆的鹽漬化土地面積就達到1574萬公頃。 　　水資源開發(fā)利用 　　表 1 西北干旱區(qū)水資源量與利用現狀（ 單位：108m3／a）  地區(qū) 地表徑流量 利用率 (%) 地下水補給量 地表水地下水重復量 地下水利用率 (%) 水資源總量 利用率(%) 河西走廊 74.2 63.67 43.12 37.22 38.15 80.1 72　　  中亞內流區(qū) 203 35 61.2 56.8 2.3 207.4 34.9　　  準噶爾盆地 127 63.9 68.8 49.8 19 146 64.5　　  塔里木盆地 407 67 220.1 196.6 3.9 430.5 65.3　　  柴達木盆地 45.8 17.1 35 31.1 1.8 49.7 17 額爾齊斯河 119 14.8 20 17.7 0.7 121.3 14.6 　　干旱區(qū)水資源利用現狀如上表 所示，河西走廊、準噶爾盆地和塔里木盆地等中國干旱區(qū)最主要的平原區(qū)，水資源利用率都超過 65% 以上，遠遠超出世界干旱區(qū)平均水資源利用率為 30% 的水平。在局部地區(qū)，如烏魯木齊河流域和石羊河流域，水資源利用率分別已達 108.1% 和 104.7%，超過流域可更新的水資源量。水資源利用程度的提高直接引起干旱區(qū)水文狀況的劇烈變化，河道縮短，湖泊萎縮或干涸，區(qū)域地下水位下降以及流域水量的時空重新分配等。自 70 年代以來，干旱區(qū)水文狀況的這些變化十分顯著而且具有普遍性。 　　流域水文狀況的變化 　　塔里木河是中國西北干旱區(qū)最長的內陸河流，全長約 2200km，共有大小支流 183 條，在本世紀初有常年性河流 128 條，現在僅有較大的阿克蘇河、和田河和葉爾羌河 3 條支流尚有徑流匯入塔里木河以外，其他支流均在 80 年代初就全都斷流，而消失于各自河流水庫和灌溉綠洲。黑河是河西走廊最大的內陸河流域，全長 821km，共有大小支流 33 條，到 80 年代初，就已全部斷流，均無水匯入干流。天山北坡徑流量最大的瑪納斯河，在出山口即被人工渠網所代替，平原區(qū)天然河道已不復存在，石羊河、孔雀河、喀什噶爾河等較大的內陸河水系下游河道均干涸廢棄，河道縮短。河流水量時空分配發(fā)生改變，這種改變突出地體現在流域上、中、下游間的水量年際分配發(fā)生顯著變化。 　　干旱區(qū)典型流域下游徑流量多年變化  　　如圖 所示，塔里木河流域在 3 個源流河出山徑流量穩(wěn)定的情況下，上游阿拉爾站自 1957～1994 年間流量減少約 10%，中游英巴扎水文站流量減少 32.7%，而下游卡拉站減少達 80.3%；黑河流域多年平均出山徑流量（鶯落峽站）穩(wěn)定在 15.83×104m3／a，下游水量（正義峽站）由 50 年代的平均 11.9×108m3 減少到 90 年代的平均 6.91×108m3，減少約 41.6%；石羊河流域進入下游民勤盆地的徑流量 50 年代平均 5.731×108m3，80 年代減少到 1.7×108m3，與 50 年代相比，減少 74.5%。艾比湖的水量在 50 年代約年均 25.9×108m3，在 80 年代以后，僅有大約 6.0×108m3 水量（以下游泉水、農田回歸水等為主）補給艾比湖，減少近 76.9%。 　　地表水文情勢的變化以及人為大量開采活動，使地下水位在干旱區(qū)中下游平原地帶普遍出現顯著變化，在中游灌溉綠洲內受不合理灌溉影響，水位上升造成土壤次生鹽漬化，在下游地區(qū)及中游綠洲外圍地帶則呈現地下水位持續(xù)下降。石羊河流域下游盆地，地下水位下降 4～17m，形成總面積達 1.0×103km2 的大型區(qū)域水位下降漏斗；黑河流域下游地區(qū)水位下降 1.2～5.0m，烏魯木齊河流域河谷地帶、北部山前傾斜平原和細土平原區(qū)，地下水位平均每年下降 0.44～1.2mm；承壓水埋深自 1966 年以來下降了 70～110m。 　　湖泊水環(huán)境變化 　　西北干旱區(qū)大多數平原湖泊屬內陸流域終端渚水而成的封閉式湖泊，流域水文情勢的變化必然導致湖泊水環(huán)境發(fā)生變化。 　　表2 西北干旱區(qū)主要湖泊水域面積與礦化度變化  湖名 50 年代 60 年代 70 年代 80 年代 主要注水河流 水量(km2)  礦化度(g/l)  水量(km2)  礦化度(g/l)  水量(km2)  礦化度(g/l)  水量(km2)  礦化度(g/l)    艾比湖 1070 70.0 823 - 522 85.7 500 109.7 奎屯河、精河、博爾塔拉河 博斯騰湖 996 0.383 980 1.496 930 1.795 864 1.956 開都河 臺特馬湖 150 8.56 88 - 11 17.56 0 - 塔里木河、車爾臣河、若羌河 艾丁湖 124 - 22 - 23 - 0 - 阿泉溝、白楊河 布倫托海 853 2.47 790 - 770 3.43 765 3.39 烏倫古河、額爾齊斯河 居延海 302 - 35.5 2.0 - 4.32 23.6 10.15 黑河 青海湖 4635 - -　　 12.49 4474 - 4304 14.53 布哈河、沙柳河等 　　上表列出了西北區(qū)主要湖泊的水域面積變化情況，可以看出以大幅度萎縮和趨于干涸為其特征。自 50 年代以來，已干涸的著名湖泊如羅布泊，湖水面積最大時達到 5000 多 km2，在 40 年代水域面積尚有 3006km2，1962 年減少到 66km2，于 60 年代末，70 年代初干涸，現在干涸湖泊中心地下水位在 8～10m 以下。另外還有水域面積曾一度超過 400km2 的許多大型湖泊如卓爾湖（最大達到 450km2）、西居延海（最大達到 560km2）在 70 年代初就已干涸而成鹽漠。 　　水質惡化 　　西北干旱區(qū)隨流域水文情勢的改變，普遍存在水質惡化現象，表現在中下游天然水體（地表水、地下水）不斷咸化和人為污染兩方面。流域水資源利用程度的提高，加速地表水與地下水之間的轉化過程，水資源重復利用率提高，加上下游地表水量減少，使流域下游區(qū)地表水與地下水均表現出明顯鹽化趨勢（圖 2），尤其在地下水大規(guī)模開采的地區(qū)。 　　圖 2 西北干旱區(qū)天然水體礦化度變化趨勢 　　如石羊河與烏魯木齊河流域下游，地下水礦化度平均升高幅度在 0.3～1.8g/l，水化學類型由 HCO3-—SO42-—Na+?Ca2+ 型變?yōu)?nbsp;Cl-?SO42-—Na+ 或SO42-?Cl-—Na+ 型水。近年來，地下水質鹽化還呈現溯源現象，礦化度增高向上游發(fā)展，據黑河流域金塔灌區(qū)和石羊河流域民勤灌區(qū)監(jiān)測結果，地下水礦化度達到 2.0～3.0g/l 的面積，年均向上游擴展約 2～6km2。干旱內陸河流域人類活動加劇還引起水體污染，地表水污染主要分布于流域中下游，其中地表水污染以塔里木河、烏魯木齊河、黑河、疏勒河等流域較為嚴重。 　　植被生態(tài)退化 　　近半個世紀以來，植被生態(tài)的變化主要表現為：山地森林過伐嚴重，林木蓄積量減少；平原胡楊、灌木林大面積衰敗；草場載畜能力下降，面積縮小。 　　天山西部及阿爾泰山山地森林的集中采伐程度達到 70%～80%，實際采伐量達合理采伐時的 1.5～2 倍。新疆全區(qū)森林用材林資源自 50 年代以來減少了 38.9×104m3；祁連山區(qū)森林界線平均退縮 29.6km，最多可達 40.0km，森林覆蓋率由 50 年代的 20% 減少到現狀的 12.4%，祁連山西段大約 400×104hm2 山地森林已蕩然無存。山地森林大面積破壞的結果，直接導致山地土壤侵蝕加劇，石羊河流域水土流失面積達 86.3×104hm2，年輸沙量 93×104m3/a；新疆境內瑪納斯河流域森林采伐十分嚴重，流域輸沙量由 50 年代的 117×104t/a 上升至 70 年代的 192.6×104t/a。 　　干旱平原區(qū)草地生態(tài)衰退也十分嚴重。 　　表 3 干旱區(qū)草地面積現狀  地區(qū) 新疆伊犁 (1960～1990) 塔里木河流域中游(1983～1992) 黑河流域下游(1960～1990) 石羊河流域下游(1960～1990) 草場減少面積 (×104hm2) 305.26 2.47 35.09 4.93 年均減少 (%) 3.3 1.64 3.4 3.2 　　根據 1958 年與 1981 年的調查資料分析，新疆阿勒泰地區(qū)，牧草產量平均下降 16.3%～39.4%，伊犁地區(qū)下降 28.8%～75.4%；黑河流域中下游地區(qū)在 1958～1993 年內牧草產量下降 52%～87%。由于水資源急劇減少引起草地干旱以及草地開墾與超載過牧等原因，內陸流域草地面積大幅度減少（表 3）。植被退化使一些建群種和優(yōu)勢種逐漸衰退和消失，生物多樣性下降。以黑河流域下游為例，草本植物從 50 年代的 200 多種減少到 80 余種，原有 130 多種牧草僅存 20 多種；植被退化使區(qū)內珍稀動物失去棲息地，種類和數量顯著減少，原有 26 種國家 1～3 類保護動物已有 9 種消失，10 余種遷移它鄉(xiāng)。 　　土地荒漠化 　　在西北干旱區(qū)，由于干旱多風和疏松沙質土壤表層結構等自然因素，在水土資源過度開發(fā)利用的人類作用下，土地沙漠化十分活躍，現代沙漠化發(fā)展迅速。 　　表 4 干旱區(qū)主要地區(qū)土地沙漠化現狀  地區(qū) 沙漠化面積(×104hm2) 占土地面積(%) 占綠洲面積(%) 嚴重沙漠化比率(%) 潛在沙漠化面積(×104hm2) 占土地面積(%) 新疆地區(qū) 304.71 1.82 43.14 24.99 154.96 0.92 河西走廊 252.22 9.15 19.6 31.82 168.94 6.13 阿拉善高原 118 6.1 - 61.28 60.22 3.1 　　如表 4 所示，沙漠化土地主要分布于流域中下游地區(qū)，尤其是流域人工綠洲相對集中而高效的中游地區(qū)，土地沙漠化十分嚴重，占土地面積的 40% 以上。內陸流域中下游地區(qū)沙漠化的發(fā)展過程與水土資源利用的發(fā)展過程和封沙治沙的人為治理之間具有密切的相關性。 　　在土地沙漠化的同時，干旱區(qū)綠洲內部還產生土地鹽漬化問題。在新疆地區(qū)，鹽漬化耕地達 126.3×104hm2，占現有耕地的 31.1%，嚴重沼澤化耕地有 8.43×104hm2，占耕地總面積的 2.1%；河西走廊地區(qū)鹽堿化耕地為 9.26×104hm2，占現有耕地面積的 14.7%。 　　沙塵暴災害 　　中國西北干旱區(qū)也是世界上主要的沙塵暴頻發(fā)區(qū)之一。通過對沙塵暴天氣成因分折，確認具備強風、干燥、沙源和不穩(wěn)定大氣條件的新疆、河西走廊及阿拉善高原等地區(qū)為中國沙塵暴的源地。根據歷史上有記載的強沙塵暴發(fā)生頻率統(tǒng)計分析，隨西北干旱區(qū)人口的迅速增長和內陸流域水土資源開發(fā)程度的提高，沙塵暴發(fā)生次數急劇增加。盡管沙塵暴產生的機理尚不十分清楚，西北地區(qū)人口增加和水土資源的大規(guī)模開發(fā)利用引起的植被衰退與土地沙漠化等生態(tài)環(huán)境問題，加劇沙塵發(fā)生與發(fā)展是可以肯定的。在 1950～1993 年內，共發(fā)生強沙暴 76 次，平均 1.76 次/a，而且影響范圍和破壞程度不斷擴大，進入 90 年代以來幾乎所有強沙塵暴天氣災害范圍都要超過 31×104km2，而在 50～70 年代一般為 11～29.1×104m2。 　　從沙塵暴發(fā)生的時間來看，一般多發(fā)生于 3～5 月間。根據前述可知，受人類活動影響，各內陸流域的水資源時空分配和水文情勢已受控于流域人類生產活動，每年 3～6 月份中下游水量不斷減少甚至斷流的現象十分普遍。一般 3～6 月份是一年中流域水資源供需矛盾最為突出的時段。因此，流域水文狀況的改變造成流域中下游地區(qū)，尤其是靠近沙漠邊緣的流域尾閭區(qū)在 3～6 月間水資源嚴重短缺而旱化加劇的狀況，正好與沙塵暴多發(fā)時段相吻合，且近 50 年來隨中下游水量的不斷減少，沙塵暴發(fā)生頻率不斷增大，反映了西北干旱區(qū)水土資源開發(fā)與沙塵暴災害發(fā)生的密切相關性。 　　面對西北干旱區(qū)水資源的思考 　　一、水資源與人口增長、經濟發(fā)展 　　水資源是人類耐以生存的必要條件，也是社會經濟發(fā)展的必備物質基礎，地處西北干旱區(qū)的人們要擺脫貧困落后的第一件事就是解決水的問題。 　　二、水資源與生態(tài)環(huán)境 　　在西北干早半干旱地區(qū)，有水就有綠洲，“有水一片綠，無水一片荒”。由于水資源稀缺，西北地區(qū)的耕地面積、林地面積占土地面積的比例遠低于全國平均水平。在水資源開發(fā)和利用得過程中怎樣做到既不破壞生態(tài)環(huán)既有很改善生態(tài)環(huán)境。 　　三、水資源的開發(fā)利用方式與效率 　　四、水資源與產業(yè)結構 　　在工農業(yè)生產的過程中水資源發(fā)揮了巨大的作用。但是水資源的條件是限制一個地區(qū)產業(yè)布局得很重要因素，在西北干旱區(qū)要把水資源用在最有開發(fā)前景和效益的產業(yè)中，要發(fā)展高效低耗的生態(tài)型農業(yè)，開發(fā)新興產業(yè)。 　　五、水資源的開發(fā)利用與管理 　　水資源是一種稀缺資源，對其進行有效管理是至關重要的。加強水資源的管理是實現水資源合理配置的重要方面，要把水資源的合理配置作為西北干旱區(qū)社會經濟發(fā)展的重要前提。各地區(qū)的經濟發(fā)展、人口控制、生產力布局、資源配置、經濟結構調整等都要以水資源的安全供給為基本前提和重要目標。水資源規(guī)劃應成為地區(qū)發(fā)展計劃和其他各種經濟規(guī)劃的基礎。制定相關的水資源開發(fā)利用、水資源保護和管理的法律和政策。 　　六、水量性與水質性缺水問題 　　在西北干旱區(qū)水資源的水質并不是最大的問題，只要有足夠的水量，可以用先進的技術該著水質以供工農業(yè)生產 　　七、整體與局部、近期與長遠 　　在一個如此缺水的區(qū)域，水資源的科學合理開發(fā)利用和可持續(xù)發(fā)展要考慮到區(qū)域內水資源的整體與局部、近期與遠期的規(guī)劃要求，不僅這代人能有誰用而且保證子孫后的用水需求。要把一個流域作為整體，進行綜合規(guī)劃，對已制定的支流規(guī)劃、地區(qū)規(guī)劃進將必要的調整、協調，局部利益要服從整體利益。 　　八、節(jié)約用水仍然是今后一個重要的途徑 　　水資源的充分利用的同時要大力倡導節(jié)約用水和循環(huán)用水，實行不同的水資源使用用標準，實現等級用水，不同的產業(yè)、不同的部門根據自身特性使用不同等級的水資源。 　　不止是在西北干旱區(qū)，在整個西北，整個西部和全國，其他地方水資源已經成為限制經濟社會發(fā)展和進步的重要因素，如何更好的開發(fā)和利用已極度短缺水資源是眾人所思考的問題。相信在專家和地方各級人員的共同探索和努力下，人們會在不久的將來，找到更科學合理的水資源使用和開發(fā)利用模式，解決干旱區(qū)和缺水地區(qū)的各種問題。 　　參考文獻 　　[1] 劉成武， 楊志榮， 方中權等 自然資源概論 科學出版社 1998
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