河西水资源变化及其合理利用问题——在水利学会上的报告（1993）
一、水资源数量及其变化
1.山区水资源
在20世纪80年代初期《甘肃省地表水资源》提供的成果：按1956—1979年水文系列计算，河西内陆河流域地表水资源为72.6亿m3（包括苏干湖水系），其中从青海省入境水量14.7亿m3。
截至1990年又经过11年，我们按1956—1990年水文系列计算，全河西地表水资源量为73.4亿m3，较1956—1979年24年平均值高出0.8亿m3。其中疏勒河水系、黑河水系、石羊河水系分别多出0.40亿m3、0.10亿m3、0.3亿m3。主要河流80年代大部偏丰，唯有讨赖河、酒泉洪水河略偏小。以黑河莺落峡水文站为例，1989年径流量23.1亿m3，创50年水文记录的最大值。进入90年代，1991、1992两年偏枯年，今年显然偏丰。大量资料表明，河西水资源数量的变化是随机的，某些时段偏枯或偏丰是正常的水文序列的偶然变化过程。也还看不出哪些变化中有人为因素起作用。同时对主要河流多年资料过程分析表明，对全河西来说，水资源的多年变化很难用简单的周期模式去套，有关河西水资源数量在减少的说法是与事实不符的。
2.走廊河流下游水量变化
走廊河流下游进入北盆地的水量是上游地表和地下水资源的剩余量，随着上游水利工程建设、灌溉面积扩大、地下水开采量增加，使得进入下游的水量从70年代以来有明显地减少，以石羊河、山丹河最为突出，90年代平均减少50%以上，近年又有所增加。
各主要水系变化情况为石羊河：72年以前上下游关系稳定，双累积曲线为直线关系，比率0.46，73年以后为下垂弧线，1986—1990年比率已降至0.22，近年降低更多。黑河：从1981年以后明显减少，上下游流量比率由原来的0.62降至0.50。酒泉盆地上下游趋势变化不大，其比率为0.38。疏勒河：1952至1960年昌马与双塔为单一直线关系，其比率为0.45；1961年以后双塔水量明显减少，呈现一下凹弧线，目前其比率为0.24，随着玉门灌区重心东移，这种情况将愈趋发展。
二、水资源合理利用问题
1.现状及远景予测分析
现状灌溉面积调查：经过1990—1991年在河西各县调查结果，农田灌溉面积为1019.25万亩，林草灌溉面积102.29万亩，合计1121.54万亩。经与省土地管理局1991年7月出版的《甘肃省土地利用总体规划纲要》中总灌溉面积比较，仅相差2.6%，本报告调查数字略大。不过这套数字较统计面积、水利年报面积分别大72.6%及43.7%，较1980年农业区划概查面积大14.8%。由于80年代政策放宽，是开荒扩灌的大发展时期，本调查成果与农业区划成果比较，正说明这种发展水平。
远景发展设想：根据对各河系及灌区水资源的承载能力分析，提出的远景设想如下：石羊河流域水资源紧缺，工农业、上下游用水矛盾突出、应限制再增加灌溉面积，并通过大力发展农业节水灌溉和提高工业重复利用的途径去缓解矛盾。
黑河及疏勒河流域水资源潜力较大，经平衡分析，预期可发展灌溉面积277.5万亩，其中黑河水系157.5万亩，疏勒河水系120万亩。河西总灌溉面积达到1400万亩。
如果河西能实现这一目标，则全省完成2000万亩水地的目标将能达到。2.各主要灌区净耗水量（1）宏观水平衡分析
在一个基本闭合的灌区盆地内可以认为：
总耗水量=总入流－总出流+超采量
其中总入流包括河川径流量，河谷潜流量，山区侧向补给量及盆地降水入渗补给量。总出流包括下游河川径流量及河谷潜流量。本平衡分析重点在于计算灌区净耗水水平，平衡项目中河谷潜流、侧向补给及地下径流量由于数量较小，可不参加计算，降水量不参与计算，则：
灌区耗水量=地表总入流－地表总出流+超采量对河西各主要灌区及单元盆地水平衡结果，单位面积净耗水量如下：
其中以西大河盆地（包括西河、四坝二灌区）为最小，武威和张临高灌区在400m3/亩左右。反映河西主要灌区的耗水水平。这个水平在全国同类灌区中是最好的之一。
（2）河西总耗水水平：每年进入走廊区的水量为69.26亿m3，黑河下游输入内蒙古额济纳旗水量平均约6.5亿m3，工业用水量按2.0亿m3计，则农业净耗水量为60.76亿m3，按现状农田灌溉面积计为542m3/亩。此数较武威盆地高出38%。按远景发展灌溉面积达到1400万亩，亩均耗水量为434m3/亩，仍高于武威、张掖灌区现状标准。
3.密集型绿洲的发展趋势
绿洲的空间分布形态，不完全由人们的主观意志为转移，但绿洲的密集化问题随着水资源科学利用水平的提高，必然要提到议事日程上来，所谓绿洲密集与否，可由以下指标衡量：①绿洲总面积大小，灌区集中连片与否；②灌区形状特征，形状系数大小，长宽比或面积长度比；③灌区面积系数大小：灌溉面积与绿洲面积之比；④灌区水源距；⑤单位渠线长度（干、支、斗三级渠线总长度与灌溉面积之比）。
比较不同灌区，可以发现在工程水平相近的情况下，密集灌区可大大提高水资源利用率，降低单位面积净耗水量。
密集型绿洲可产生“绿洲冷岛效应”，在绿洲上空形成逆温层，减低湍流强度减少水面蒸发量。如张掖、高台、武威三气象站实测水面蒸发量（折算为E601）分别为1290、1214、1269mm，比外围荒漠带减少约30%。
绿洲向密集化发展是河西灌区发展的必然趋势，已知最密集的灌区为张掖盈科古浪一斗实测耕地总面积与土地总面积（也是绿洲面积）的比达86.8%；武威金塔灌区也达86%，武威城北，张掖城南大面积灌区密集程度均可达到上述标准。而河西其余大部灌区相差较大。如酒泉盆地为52%，疏勒河灌区只有22%。上述分析表明，灌溉绿洲的密集程度与其单耗恰成相反关系。
4.关于重复利用模式
重复利用模式是因应走廊区特有的水文地质条件，现状水利工程设施和灌水技术（以地面灌溉为主）条件下形成的，它充分利用了地表水、地下水之间的转化关系，增加重复引水次数及总引水量，是当今提高水资源利用率的重要途径。当然随着工程设施及灌水技术的更新如以色列那样，这种模式也将有所改变。影响水资源利用的主要因素有水量转化的衰减度、水文地质条件、提引水能力及水质等。水文地质条件是稳定的，提引水能力直接影响水量转化的衰减度、即回归能力。以黑河干流为例，莺落峡—高崖之间的回归系数为0.53，莺落峡—正义峡区间为0.37。这一数据与前苏联阿姆河、锡尔河的结论一致,即上游0.5，下游0.2～0.3左右,而且径流量的单位消耗下游要比上游高出3倍。对于下游地区水质成为重复利用的控制条件，矿化度大于3g/L的水，其利用率实际降为0。
5.水资源的集约利用
（1）储水于祁连山区：走廊平原水库水面蒸发量为山区的2.75倍（临泽），若下游水库，蒸发量更高达3.7倍。
（2）适当加大库容，满足多年调节的需要。现有山区水库库容普遍偏小，而且汛限水位很低，所以丰水年弃水多。1988年、1989年两年为大丰水年，弃水多，而1990年、1991年、1992年三年为枯水或偏枯年，使得保灌水平大大降低。
（3）充分利用地下水库的作用，发展井灌，井渠结合，提高保灌水平。
（4）提高输水标准、井渠、农渠管道化；
（5）优化灌溉制度及推广节水灌溉技术。
以上这些是节约用水，提高水资源利用率的主要途径。
6.就近利用，咸淡不混
河西存在着两种类型的灌区即扇状开敞型灌区和盆地状闭合型灌区。前者北盆地各灌区多属之，南盆地中东大河灌区也属开敞型。开敞型灌区回归水分散，损耗大重复利用率低。在北盆地下游灌区更产生淡咸早混，无法再利用。因此，应考虑水资源就近利用，就地开采的原则。新开发灌区尤应注意这一问题，尽量避免舍近求远。地下水也应就近就上开采利用，避免地下径流远播而盐化，失去开采的可能。
许多下游灌区为“葡萄藤式”的灌区（王永盛语）灌区呈指状分布，指间即成盐碱地，这种状况造成咸淡早混，大大降低了水的利用率。敦煌、疏勒河、金塔等灌区就是这种状况。远景规划应使这种灌区“五指并拢”，逐渐形成一个密集的完整的整体人工绿洲。
7.调引水规划或灌区总体规划应首先考虑水资源宏观平衡和最优利用原则
根据重复利用模式，应使回归水“众路归一”避免人为造成“开敞形”的灌区形态。所谓“众路归一”,如黑河之归于正义峡，石羊河之归于红崖山，酒泉之归于鸳鸯池，疏勒河之归于双塔堡等。例如黑河调水至骆驼城以西许三弯，渠线长，不仅沿途损失大而且灌区地下水回归不到正义峡，只能一次性利用。显然这种方案值得商榷。如调水向东至祁家店，则可多次回归利用，且尾水均归入正义峡，对保证下游内蒙古用水有利。
酒泉盆地包括嘉峪关工业废污水排放，目前除主口鸳鸯池外，尚有断山口每年有0.34亿m3水排入花海盆地，其他小口水量以草湖等潜蒸形式损失。在总体规划中应将这些小水（工业废水经处理）集中输入鸳鸯池。
疏勒河规划灌区重心向东移，显然也是不可取的，这样势必减少双塔来水量，一旦东部灌区羽毛丰满，安西将成第二个民勤！
8.水资源集中管理调度，上、下游及生态环境兼顾
总之，河西发展前景乐观，潜力很大。水资源是制约因素，其优化利用又成为河西发展的必然途径。所谈的一些意见多有不全不妥之处，希望能引起争论。集思广益，为河西的建设贡献于一二。
1993年8月
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