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中图分类号：F127 文献标识码：A 文章编号：1000-2804(2000)03-0005-08
水是生命之源，是人类生产生活最重要和不可替代的自然资源之一。人们开发利用水资源，其目的是满足生活需要，促进经济发展，以及改善自然环境。但是，水资源的开发利用，改变了水资源的量、质及其时空分布，必然使水资源与其它自然资源之间原有的相对平衡状态发生变化，尤其是在生态环境脆弱的干旱区，水资源的开发利用更具有突出的生态和社会发展意义。
一、河西的水资源及其开发利用
1.河西水资源及其主要特点
河西走廊水资源由地表水和地下水组成。地表水产生于南部祁连山区，由冰雪融水和降水转化而来，自东向西分别汇入石羊河流域、黑河流域和疏勒河流域。祁连山区出山进入河西走廊地区可被利用的地表水年径流量为68.50亿m[3]，其中石羊河流域出山地表水年径流量为15.55亿m[3]，黑河流域出山地表水年径流量为36.22亿m[3]，疏勒河流域出山地表水年径流量为16.73亿m[3]（注：杜虎林，高前兆.河西走廊水资源供需平衡与农业节水的潜力[A].西部资源与环境可持续发展文集[C].兰州大学出版社，1998.）（不含苏干湖水系）。
河西山前平原地区的地下水受地质构造和自然地理条件的影响和制约，山前平原多为大型沉降构造盆地，堆积着巨厚的第四系松散地层，汇集和蕴藏着较丰富的地下水资源，其中大部分为地质历史时期形成的，能够参与现代水文循环的地下水资源只是一小部分。据甘肃省地矿局统计，河西走廊在300m的深度内，含水层地下淡水净储量达700亿m[3]以上，但依据河流入渗、现代灌渠渗漏、田间入渗、侧向径流、降水等项补给计算，仅有不到1%的地下水积极参与现代水文循环。经测量计算，河西走廊现时可调节（有补给）的地下水资源为42.55亿m[3]，与地表水不重复的地下水资源4.95亿m[3]，其中，石羊河流域为1.33亿m[3]，黑河流域为2.49亿m[3]，疏勒河流域为1.13亿m[3]（注：杜虎林，高前兆.河西走廊水资源供需平衡与农业节水的潜力[A].西部资源与环境可持续发展文集[C].兰州大学出版社，1998.）（表1）。
表1 河西走廊水资源（注：樊胜岳等.河西地区经济与环境协调发展研究[M].北京：中国环境科学出版社，1998.） 单位：亿m[3]
流域 石羊河流域 黑河流域 疏勒河流域河西地区
地表水15.50 36.22 16.73 68.50
地下水1.322.491.13 4.95
合计 16.87 38.71 17.86
73.45
河西水资源具有以下特点：
(1)总量贫乏。尽管河西南部祁连山区存在面积广大的现代冰川，总储量达615.494亿m[3]（注：樊胜岳等.河西地区经济与环境协调发展研究[M].北京：中国环境科学出版社，1998.），但融化补给河流的只占1.37%，所以从可利用水资源角度讲，河西水资源总量贫乏。河西人均水资源1713m[3]，是全国平均水平(2260m[3])的75.8%，平均每公顷耕地水资源占有量仅为11235m[3]，为全国平均水平(28320m[3])的39.7%。这些数据表明，河西属于水资源贫乏地区。
(2)降水不足，年内分布不均。本区年降水量在29～357mm之间，而蒸发量却达2000～3300mm。降雨大部分集中在七、八、九三个月，与主要农作物生长期的需要严重错位，旱灾发生频繁。
(3)地区分布不平衡，水资源与人口、耕地不匹配。河西三个内陆河流域人口和灌溉面积的分布与流域水资源的分布之间存在明显的不协调。石羊河流域水资源仅占河西的22.9%，而流域人口却占河西总人口的50%，农田灌溉面积也占到全河西灌溉面积的46%。相反，西部的疏勒河流域人均、地均水资源量都远大于石羊河流域和黑河流域，而人口和灌溉面积无论总量还是比例都比较低，这种不平衡的发展，给石羊河水资源造成了极大的承载压力（表2）。
表2 河西水资源分配特征（注：李福兴等.河西走廊经济发展与环境整治的综合研究[M].北京：中国环境科学出版社，1998.）
特征石羊河流域 黑河流域疏勒河流域河西地区
人口（万人）
214.50172.50 41.80428.80
灌溉面积（万hm[2]） 30.27 28.36
6.75 65.39
人均（m[3]／人）
787.00
1809.004272.00
1713.00
地均(m[3]/hm[2]) 5580.00 11010.00
26445.00 11235.00
注：按国家级分水方案，黑河流域应扣除下泄内蒙古额济纳旗7.5亿m[3]水量。
(4)地表水与地下水相互转换活跃。由于河西绿洲所处的盆地地形及干旱的自然环境，使地表水与地下水在成因上存在着相互转化、重复利用的密切联系。地表水出山口经山前洪积、冲积平原，最终到冲、洪积扇扇缘地带，水资源经过了地表水——地下水——地表水——地下水的循环转化过程，即表现为引河渠水灌溉农田——河、渠、库、田渗漏——泉水溢出和人工提采——再次引水灌溉——再次渗漏——再溢出提采，从而构成了水资源多次重复利用特点，使有限的水资源得到了充分的利用。每完成一次循环过程，水资源总量减少一点，水质也逐渐恶化。地表水、地下水的多次转换，已成为区内水资源及其开发利用的重要特点，这不仅为现有生产力水平下河西走廊资源利用率的提高创造了条件，也对保持水的质量提出了更高的要求。
2.水资源开发利用现状
河西地区水资源的开发利用，主要是通过建库修渠等水利工程建设，为走廊平原农业灌溉提供用水保障。至1990年底，河西地区已兴建大、中、小水库141座（注：陈隆亨，曲耀光，等.河西地区水土资源及其合理开发利用[M].北京：科学出版社，1992.），总库容达11.87亿m[3]，有效库容为9.63亿m[3]。河水经水库调节后总引水率可达50%～70%。目前河西地区灌区建设已具有相当规模，共有各类灌区80个，其中山水灌区44处，井泉灌区16处，余水灌区20处，总控制灌溉农林地面积60万hm[2]。随着引水渠道修建完善和渠道衬砌，由河渠入渗补给的地下水水量大减，导致泉水流量减少，井采水量不断增加。目前井采地下水主要集中在石羊河流域，井采地下水量约占全河西地下水开发总量的75%。在水资源使用量中，农业用水占89.03%，工业占7.89%，城镇生活和农村人畜用水占3.08%。农业仍是目前河西地区的最大用水户。
二、水资源可持续开发利用的标准
可持续发展的观点自提出以来一直是社会关注的中心，可持续发展思想的一个重要组成部分就是共同进化的思想，即由人类中心论转变为物种共同进化。从这个观点出发，人类不仅要与子孙后代共享资源与环境，而且还要与其他生物物种共享地球上的资源与环境。因此，我们认为，水资源的可持续开发利用应当是既满足当代社会的需要，又不损害后代人的需求，同时又适应良好的生态系统的要求。也就是说，可持续的水资源开发利用包含了代内公平、代际公平以及人与自然之间的平衡，把自然界也看作消耗水的用户。
1.水资源可持续利用的标准
根据以上思想，我们认为，水资源可持续利用有以下几条标准：
(1)水源区应有良好的生态环境，要有稳定的供水功能。比如，较高的林草覆盖率、没有污染等就是保证水源区供水功能的起码条件。水源区的环境既关系到河流的水量，也关系到它的质量。重视水源区的环境保护就为全流域的水质水量提供了基本保证。冰川是最好的水源区，这种水源区水量稳定、水质纯洁，在干旱区，河流又很少其它补给，因此以冰川为补给来源的河流应特别重视水源区的保护。
(2)流域用水要有较高的人工循环比例。循环用水一方面可以减少浪费，另一方面可以提高水的利用效率，减轻污染。特别是随着经济的发展，水资源供需矛盾越来越大，循环用水能有效提高可利用水资源的数量。目前我国工业用水重复利用率为40%，如果按发达国家70%重复利用率计算，每年可节约150亿m[3]水资源，大致相当于黄河全流域工农业及生活用水的40%。河西地区工业用水重复率较全国平均水平低很多，即使按全国平均水平计算，也是有可观的节水效益的。
(3)水质应符合工农业生产及人民生活安全的要求。水资源是水质和水量的统一体。工农业及生活用水不仅要求足够的量，而且对水质也有特定要求。例如，随着工业生产的发展，工业用水的质量要求越来越高，纯净水的用量不断增加。由于农业灌溉用水质量下降、农产品产量质量随之降低。因生活用水被污染而造成各类疾病发病率增高的例子随处可见，这些都说明了水质的重要性。
(4)保持原有的自然水体（湖泊、沼泽等）。自然水体是水循环过程中最重要的调节器，在水量、水质、气候、土壤等多方面发挥着不可替代的作用。例如，湖泊不仅是一种自然景观，而且对河流有重要的水量调节作用。同时，湖泊往往是所在地区生物多样性最丰富的载体。此外，湖泊对环境变化敏感，在环境监测中也可发挥特殊作用——通过湖泊面积、水位、水质以及沉积物的研究，可以推断过去及预测未来的环境变化状况等。
(5)必须保持适度的水资源储备。人类对水资源的使用和水资源的自然循环都不是一个均匀的过程，它们随时空的变化有较大的起伏，而这种过程如果不加以适当的调节和控制就会带来社会和生态方面的问题甚至灾难，一定量的储备就是最有效的控制手段。用作储备的水资源形式主要有冰川、地下水、湖泊等。通俗一点说，储备的水量不能轻易动用，因为水资源的再生是一个很复杂的过程，其中因素很多，再生周期就是一个首先需要考虑的问题。我们以下面的例子作一简单说明。
表3我国各种陆地水储量与再生周期（注：刘昌明，何希吾，等.中国21世纪水问题方略[M].北京：科学出版社，1998.）
水体估算面积水量年再生量 再生期(年)
(km[2]) km[2] 占总量的百分比(%) (m[3]/年)
500m以下地下
水可能储量 95430000
56915
85.56 700.0 81.000
湖泊水80645 821 1.23
51.0 16.000
河流水
9510000 86 0.13 2700.0 0.032
冰川水 650 5132 7.71
56.4 90.99
表3表明，河川径流再生周期很短，不到12天。而用作储备的地下水、冰川和湖泊再生周期很长，可认为是利用后极难恢复的水资源。目前人类对冰川还无法控制，而对地下水的开采利用程度在不断提高。理论上，如果从地下含水层提取的水量不超过年补给量，则地下水是可持续利用的，地下含水层如同一个水库，在干旱季节，可以提取地下蓄水量增加可用水量，并在湿季得到天然回补。但若地下水的开采速率超过了天然补给的速率（即动用静储量），地下水资源量即呈亏损状态，由此将引发地下水位下降、地下水资源枯竭、地面沉降等一系列问题。因此，从理论上讲，地下水的最大开采量不应超过地下水的天然补给量。
对照上述的水资源可持续利用的标准，我们可以清楚地看出河西水资源开发利用中存在以下严重问题。
2.河西水资源开发利用中存在的问题
(1)水源区水源涵养林遭到破坏，植被退缩，水土流失严重。河西南部祁连山区的森林和草原，不仅是河西地区林、牧业生产基地，同时起着涵养水源和防止水土流失的作用。但在以前一段时间，由于山区人口增加和对森林、灌丛、草地涵养水源的作用认识不足，毁林开荒，毁草种田，破坏了一部分森林、灌丛和草原，使裸露地面不断扩大，减少了林、牧业生产面积，降低了水源涵养功能，增加了水土流失强度，严重地威胁着水库安全和使用年限，影响平原地区的农林牧业生产。据对石羊河流域的调查，山区人口由20世纪50年代的9万人增至20世纪90年代初的26万人（注：徐兆祥，左鸣放.石羊河流域水资源开发对生态环境的影响[J].自然资源，1989(5).）。盲目毁林开荒，以粮为纲，使约22.7万hm[2]天然林的10%以上遭到不同程度的破坏，其中0.8万hm[2]严重破坏。高山灌丛和草甸也有不同程度的破坏，草原开荒尤为突出，近十年达5.3万hm[2]。据统计，武威对西营河、杂木河、金塔河、黄羊河上游开荒达约1.3万hm[2]，肃南东大河皇城乡地区开荒约0.7万hm[2]，石羊河流域中草原区开荒约3.3万hm[2]，这种情况不仅影响了山区林牧业的连续发展，也严重影响着中下游的生态平衡。
(2)工农业用水和生活用水效益差、循环利用率低，水资源浪费严重。河西的工业用水效益低，万元产值耗水量20世纪90年代为675.7m[3]，而我国北京、天津在20世纪80年代中期工业万元产值耗水量分别为248m[3]和170m[3]，可见河西工业节水潜力巨大。农业上，漫灌仍是主要的灌溉方式，灌溉定额普遍偏高（0.90～1.24万m[3]/hm[2]），农业灌溉经济效益差，1m[3]水仅产粮0.2～0.5kg。工农业用水的循环利用率尽管目前缺少准确的资料，但据我们考察是很低的。
(3)地下水水位下降，水质恶化。河西地下水利用，曾以引流泉水为主。随着河水利用率的提高，由河渠入渗补给地下水的水量大减，致使泉水溢出带上移，泉水量减少，井采水量不断增加。因井采水量的增加和平原河流向下游的泄放量减少，在下游盆地和井采集中地区，已出现了地下水下降漏斗和超采地下水的问题。特别是在石羊河流域的民勤盆地，每年约超采地下水1.6～2.0亿m[3]，金昌、昌宁盆地和花海盆地也有超采现象。在永昌的清河灌区，武威清源、金羊、永昌井灌区，古浪永丰滩和金塔盆地、酒泉盆地、花海盆地等地不同程度地出现了地下水位连年下降的问题，导致降落漏斗范围扩大，有的下降漏斗中心水位埋深已达60m以上（注：甘肃省水利厅.水资源公报[Z].1999.）。
由于在地下水的开发过程中缺乏计划性和科学性，河西不少地方在打井取水时贯通了地下咸水层和淡水层，影响最大的是石羊河流域的民勤盆地。资料表明，石羊河流域地下水矿化度近年来年均升高0.13g/1，从坝区到湖区，矿化度已由原来的2～4g/1上升到3～10g/1，同时，水质恶化范围也由南向北逐步蔓延扩大，造成人畜饮水极度困难。
(4)原有自然水体渐趋干涸。黑河在高台县以下称弱水，至甘、内蒙交界处分为东、西两河，分别注入索古诺尔和嘎顺诺尔。20世纪80年代中期以来，由于中游用水量增加，下游水量大幅度减少，导致了额济纳绿洲生态急剧恶化，继嘎顺诺尔20世纪80年代初干涸之后，1992年以来索古诺尔也多次干涸。全旗先后有12处大小湖泊、16处泉水、4个沼泽全部干涸，造成土地沙化加快，盐碱化面积已达约351万hm[2]，约占全旗可利用土地面积的51%（注：中科院地学部.西北干旱区水资源考察报告[J].地球科学进展，Vol.11No.1.）。
(5)地下水储备已大量消耗。地下水分为浅层地下水和深层地下水。浅层地下水因有补给来源，只要开采速率不超过补给速率，就可持续利用。深层地下水则不然，再生周期约百年或更长，因此被认为是不可更新的水资源。作为静储量，只在非常时期（如特大干旱年、持续干旱期）备用。而笔者在1999年9月中旬实际考察时了解到，由于地下水位下降、水质变差，民勤等地生活用水水井已深达300m以下，消耗着难以更新的深层地下水，这种开采利用地下水的行为无异于“竭泽而渔”。
河西水资源目前的状况，并不是个别的例子，在国外干旱区程度不同地都存在，最突出的例子是中亚地区的咸海。咸海是中亚最大的两条内陆河——阿姆河和锡尔河的终端湖。据有关资料（注：杨恕，陈焘.咸海——危机和前途[J].兰州大学学报（社会科学版），1998(2).），自20世纪60年代以来，由于人为的原因，咸海湖面逐年下降，水面缩小，水质恶化。从1960年到1994年，咸海面积由68900km[2]缩小到32500km[2]，水面下降了16.8m，湖水盐度由11‰上升到大于13‰。湖水严重污染，生物的生存环境遭到破坏，咸海原来十分发达的捕渔业和狩猎业已停顿多年，盐尘暴发生的频度增加，饮用水质恶化，疾病发生率剧增，出生率下降，婴儿死亡率上升。20世纪80年代后期以来已有数万居民离开了咸海地区，成为生态移民。咸海地区的严重生态危机，已经引起全世界的关注。近年来，尽管联合国、欧盟等国际组织及沿岸国家投入了大量的人力、财力对咸海危机进行研究，但严酷的事实使人们明白了：要想解决这样大范围的生态环境问题，一两代人的努力是远远不够的。有专家说，我们对咸海危机的认识太晚了。河西现在已出现了和咸海非常相似的情况，对此我们必须有足够的重视。
三、关于河西水资源可持续开发利用的几点建议
大量事实说明，河西水资源的开发利用形势非常严峻，对区域可持续发展构成了严重威胁，必须尽快采取有力措施，以扭转生态环境全面恶化的趋势。为此，我们提出以下建议：
1.加强可持续发展观念和保护生态环境的宣传和教育
要使人们充分认识到没有水资源的合理利用就没有河西的可持续发展。必须重新审视和规划河西水资源的使用，尤其要重视生态用水，制定出切实可行的向大自然还水的长期计划。
2.牢固确立水资源必须有偿使用的观念
政府对各类水资源的开采要逐步建立起完善的经营管理机制。目前，应尽快全面实行地下水开采的许可证制度，停止对地下水无序、无偿开采。打井前必须获得许可，对井位、井深、开采量、开采时间进行规定。在水井建成后，要由水管部门计算开采量，并依量收费。要根据水源地条件、水质、水量、用途等因素，建立等级收费标准，用经济手段逐步控制地下水开采。
河西水价太低是造成过量开采和浪费的主要原因之一，根据实际情况，应该逐步提高水价。对农业、工业、生活用水都应严格确定用户的用水基数，基数之内低收费，超量部分要大幅度提高水价。经验证明，这是一种非常有效的方法。
3.按流域成立权威的、统一的水资源分配和管理机构
人是水资源开发利用的主体。水资源开发利用所出现的生态环境问题都是人的不良行为造成的。只有改变现有的以行政区划为主的分散管理体制，按流域成立统一的水资源分配和管理机构，才能做到立足于国家和人民的长远利益，科学地配水、管水。
在配水上，统一的管理机构要在摸清水资源家底的基础上，预留出一部分生态环境用水，然后按照“以水定田，以水定发展”的原则，对流域水资源进行多目标规划和配置，科学地处理好上中下游的用水关系和各部门的用水关系及地表水和地下水联合开采的关系，以求得社会效益、经济效益和生态效益的统一。在水管理上，统一的管理机构要健全各级灌区水管所（站），建立监测系统，协调用水，调整水价，改进收费方法。监督各用水户遵守水法、水规，在合理分水的基础上，节约用水，实行全流域的强有力管理。
4.建立节水型的工业、农业以及生活用水体系
水量有限，而经济发展水平在不断提高，需水量不断增长。建立节水型的工农业以及生活用水体系，是河西可持续发展的关键。农业上，要减少无效蒸发和渗漏，提高水资源利用率。严重缺水地区，推广抗旱作物和耐旱品种。工业上，应积极改革落后的工艺和设备，研究循环用水的技术和措施，降低单位产品和万元产值耗水量。目前河西地区水资源供需矛盾突出，缺口达3.29亿m[3]（注：樊胜岳等.河西地区经济与环境协调发展研究[M].北京：中国环境科学出版社，1998.）。解决这一矛盾有开源和节流两种基本途径，而开源却永远代替不了节流。河西当农田净灌溉定额由现在的6940.50m[3]/hm[2]降至3000m[3]/hm[2]，工业产值耗水量由现在的675.7m[3]／万元降至160m[3]万元时，水资源供需矛盾将大大缓解，沙漠化趋势减弱，环境质量逐渐提高。
5.强化法制
没有法律的保障，各种措施就难以落到实处。必须完善法律体系，严格法律监督，对于污染和破坏水资源的行为要予以法律制裁。
6.努力恢复已被破坏的生态环境
通过政策的、技术的、法律的手段节余下来的水，应积极地用来恢复已遭破坏的生态环境则不是用于开发，包括：(1)祁连山区加强水源涵养林的建设，封山育林育草，恢复植被。这既是一项造福于后人的伟大事业，也是恢复生态平衡的有效措施。(2)保持和恢复湖泊，使其不再受人为的影响而干涸、水位下降或水质变坏。逐渐减少以至停止对深层地下水的开采。根据目前情况，与石羊河流域相比，黑河流域和疏勒河流域地下水开采还有余量，应划为鼓励开采区，特别在地下水溢出带、泉流和平原水库周围地下水位较高的地区，适当降低地下水位不仅可以减少蒸发水量，而且有利于盐渍土的改良。在已形成漏斗的地方应限制开采量，采取回灌补源措施，逐渐提高地下水位。超采严重的石羊河流域部分地区，应划为禁止开采区。这一部分地区地下水开采深度已达补给速度极慢的深层备用水（300m以下），它们是难以更新的相对静态资源，对过度开发将造成的恶果必须有足够的认识。
地下水位的下降，导致石羊河下游和黑河下游大片林地的死亡。根据中科院兰州沙漠研究所资料，林木生长一般适宜的地下水位要求是：沙枣2～3m，红柳5～7m，梭梭3～5m，芨芨、马莲1～2m，超此深度就开始凋萎残败，难以继续生存。根据上述树木的生存条件，应制定分地区、分阶段的还水计划，同时研究制定执行计划所需要的具体技术措施。例如，根据初步测算，要使民勤约6千hm[2]衰退的沙枣林复活，需使地下水位由目前水平至少上升13～28m（目前民勤绿洲地下水位大部分在15～30m之间），若以粘土含水3%（沙枣凋萎系数，沙土约为1%，粘土为3～4%（注：汤奇成，曲耀光，等.中国干旱区水文及水资源利用[M].北京：科学出版社，1992.））计，则至少需补灌2262～4872万m[3]的水量。而实际上受气候、地形、土质等的影响，水位上升13～28m所需的水量远远大于这个数字。还水是一项难度相当大的工程。对于是否还水，还多少水，怎样还水，还存在着较大的争议。对于一个生态环境已遭到严重破坏的地区，如何建立起新的平衡关系，也存在着不同看法。应该认识到，不还水就没有生态环境的恢复，再造河西就是一句空话。
四、结语
干旱生态系统非常脆弱，一个突出的特征就是易于破坏但极难恢复。河西的生态环境已经处于危机之中，严重影响了社会经济的发展。我们应该根据可持续发展的思想重新审视河西环境生态变化的历史和规划未来。河西目前出现的地下水位下降、沙漠化扩大、湖泊干涸等灾害性变化不能再继续下去。在西部开发战略实施中，河西的环境再造和社会发展应该为西部干旱区的建设树立一个良好的典范。
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