石羊河流域生態流量分析及水資源優化配置研究

沈祥林

（甘肅省水利廳石羊河流域水資源利用中心，甘肅 武威 733000）

水不僅是人類生存的物質基礎，也是社會經濟發展的根本保障。但是，隨著工業和其他污染行業的快速發展，我國水污染形式嚴峻，嚴重影響了人們的基本生活質量。水資源的有意義的開發和利用是我國當前研究的中心方向，為保證水資源的可持續發展，必須合理分配和利用水資源，才能實現社會效益和經濟效益的良好結合。

1 水資源優化配置原則及步驟

1.1 水資源優化配置的基本原則

在水資源的優化配置中，需要堅持公平和有效的原則，特別是在水資源的高水平利用方面。具體內容如下：效益原則是指經濟效益，即各部門在使用資源時的邊際效用相同，以達到最高的社會效益；平等原則是在滿足國家和個人需要的前提下，合理分配水資源，而不是以個人的購買力來決定分配的數量，每個人都有同樣的權力。水資源優化配置的原則是相對比較重要的問題，水資源的配置要想得到合理的改善，堅持其基本原則尤為重要[1]。

1.2 水資源優化配置步驟

首先，通過對流域水資源的評價、資源條件、資源利用和生態需水分析，為流域水資源配置奠定基礎。其次，通過對水資源及其開發利用潛力的分析，確定了整個流域的生態環境、人類生產生活可用水量和供水能力。三是在對流域未來發展需求分析研究的基礎上，結合水資源開發利用和生態環境保護的制約因素，設定最大用水量和污染控制指標。第四，有效增加供給，積極保護生態環境的不同水資源配置方案，比較其對流域和區域的影響，提出水資源配置建議。五是在對不同技術方案進行比較分析的基礎上，在適宜條件下確定流域水資源優化配置方案。

2 石羊河流域的水資源生態流量現狀分析

黃城灘關閉的96口井中有7口流入泉眼，植被覆蓋由2006年的8%增加到58%，地下水平均埋深由2006年的5.4 m增加到3.1 m。植被面積逐年擴大，在民勤綠洲東緣形成了一道綠色防護屏障，防止沙土侵入東線沙漠中人們的日常工作。如今，遭受兩個沙漠打擊的人們正在恢復他們原來的生態活力。封閉地壓引起的地下水位上升只是石羊河流域生態管理的一個縮影。

自流井、蘆葦蕩濕地見證了武威人在石羊河流域科學管理和實施措施方面取得的巨大成就，也顯示了武威人完成石羊河流域重點管理長期目標任務的決心和信心。雖然是初冬，但黃蘆葦茂密，生長非常茂盛，根和莖交織在一起，整個草地就像一個草島。在第一口自流井的出口處，通過密集的水草，一股清水從磚石下流過，順著斜坡流下，聚集在低洼地帶，形成一個小濕地。在距離嘉禾鄉第一組黃丹潭的一口自流井中，井圈內直徑約半米的清水已滿，井口旁長滿了濃綠的青苔，水默默地溢出來[2]，沿著一條小溝渠靜靜地流淌。水流進了一個小洼地，那里長著蘆葦，有時還會有一兩只水鳥飛上來，每棵沙棗樹都結滿了紅色的果實，很吸引人。黃丹灘所在的民勤盆地是石羊河流域的下游，由于來水量逐年減少，生存與發展成為該地區最突出的矛盾。

針對現狀，應廣泛利用石羊河流域上、中、下游水資源，為全社會節約用水。治理前全市用水量比2006年實際用水量減少7.1億立方米；地下水抽取量由2006年的1.105億立方米控制到2010年的4.945億立方米。通過逐步減少農業用水量，截至2010年底，產氣采水量2.61億立方米，地下水開采量控制在1.05億立方米。這不僅是完成石羊河流域管理的一大障礙，也是對全市生態安全戰略實施的完美回應。為了減輕環境生態系統的壓力，緩解環境亞健康，優化水資源配置，對水生態修復具有重要意義。提高水資源的配置和水資源的可持續再利用率可以優化水生態環境。圖1是石羊河流域水源涵養功能定量評估以及空間差異分析圖[3]。

圖1 石羊河流域水源涵養功能定量評估以及空間差異分析圖

3 石羊河流域生態流量分析及水資源優化配置的意義

水和土壤是一切生物的基礎，是人類社會可持續發展的基本資源。如何科學利用水資源，優化水資源配置，對水生態恢復具有重要意義。水生態恢復是在外力作用下對受損生態系統進行恢復、重建和改善的過程，為了減少對水生態系統的破壞，必須進行生態系統的恢復，采取一定的人工措施，加快生態系統的恢復，使其正常、健康、穩定地運行。水資源優化配置這一概念強調在人工調節的基礎上建立生態系統的自動組織和自我調節功能。水資源優化配置在實際的研究中從四方面入手，分別是社會、經濟、水資源和生態，如下圖2所示。

圖2 水資源優化配置研究關系圖

3.1 防止荒漠化

石羊河流域是典型的干旱區，盆地下游被騰格里沙漠和巴丹吉林沙漠包圍。據研究，石羊河流域整個沙漠面積達7 712平方公里，占流域總面積的19%，民勤縣下游的沙漠面積甚至達到93%以上。沙塵暴的入侵不僅使流域生態環境惡化，而且直接威脅到人們的生命財產安全。確保合理的生態流量和水資源的優化配置是避沙和保護森林的必要方法之一。只有保證環境的生態流動，保持植被和河流的充足用水需求，固定土壤，形成天然屏障，才能防止沙塵暴的滲透和土地破壞的過程。

3.2 促進地下水位的恢復

需促進地下水位的恢復[4]。石羊河流域淺綠洲區降雨稀少，蒸發量大，降水對地下水的補給影響不大，主要表現為地表徑流渠道的補給，生態徑流保證了河流的正常運行。20世紀80年代后期，受自然環境和人為因素的影響，地下水位下降，開采與抵消不平衡。進入21世紀，石羊河流域實施水資源綜合管理，保持生態環境適度生態流動，優化水資源合理配置和補充。此后，民勤地區地下水位可在一定程度上停止，達到規定的管理目標，保證了地下水位。

3.3 確保綠洲存在

生態流量直接影響綠洲的生態環境，因為綠洲的生態植被依賴于生態流量。減少地表和地下水位的下降將對植物生長產生負面影響，并導致綠洲遭到破壞。石羊河流域民勤綠洲不消耗水資源，流域生態流量充足，植被生長良好。民勤綠洲水資源的過度開發導致地下水位下降，植被面積相應減少。多年的實踐證明，綠洲的興衰與生態環境和生態流量息息相關，合理的生態流量才能保證綠洲的可持續發展。

4 石羊河流域生態流量分析及水資源優化配置措施

4.1 防止治水污染

目前，我國的水環境污染相當嚴重，必須采取各種技術和管理措施，徹底解決水資源污染問題，使污水資源化。加快建立環保產業，推廣清潔生產技術，是防治水污染的最佳途徑，應大力扶持環保機械及產品制造業。從污染源上看，污染水資源的行業必須采取凈化措施，盡可能地減少和修復生產過程中的水污染。實施清潔生產技術，需對污染水資源的原材料路線和產品種類進行改革，最大限度地減少生產過程中原材料和能源對水資源的污染。

4.2 綜合治理洪澇災害,適度提高供水能力

洪水是自然環境系統的重要組成部分，提高現有防洪能力是各級基層水系統的基本日常工作。在采取工程防洪措施時，供水工程和防洪工程應結合設計。例如，在設計蓄洪水庫時，在水庫中增加給排水系統。在強降雨季節，不僅可以將河水引入泄洪水庫，還可以通過給排水系統將水添加到農業灌溉、生產生活中。從長遠來看，加強防洪經濟和有效利用水資源是很有必要的[5]，從而平衡自然生態循環，落實可持續發展要求。

4.3 生態補償

生態補償是當今世界保護生態環境的重要市場經濟手段。只有重視和加強水資源配置，加快水資源管理體制建設，才能真正實現水生態恢復的目標。優化水資源配置對維持社會經濟的可持續發展具有不可替代的作用，在自然生態環境建設中應發揮主導作用。水資源配置要有一套專業的技術體系，為水生態系統退化的重建和改善奠定堅實的基礎。

4.4 增加污水處理網管和污水處理廠的建設

當前，社會發展加快，城市建設加快。在城市建設中，下水道改造的發展至關重要。下水道可以幫助引導地面上的水，以避免水浸路面的損壞。除此之外，下水道有很大的用途，它可以集中城市水和產生污水，因此，城市建設中應加大污水處理網管的建設，此外，應該建設更多的污水處理廠。隨著工業的發展，每天都會產生大量的工業污水和生活污水，污水處理廠的建設可以濃縮污水處理，保護水系統，避免水污染，還可以對部分水源進行處理和再利用，實現水資源的優化配置。水資源優化配置是改善我國水資源分配不均的重要措施，在水資源優化配置過程中，要實現對流域的具體管理，制定合理的配水方案。

4.5 加強供水系統的建設

工程建設后，按照統一調度、分級管理的原則，建設效益補償、民主協商、政府監督管理的供水系統。第一，管理部門應當根據區域供水和城市經濟發展對水資源的實際需求，按照相應的權責原則，兼顧上下游，建設可行的引水、泄水設備，并有效調整剩余和短缺，實現水資源的優化配置。二是建立市場配置機制，促進水資源的良性循環，建立新的供水管理體制。管網供水管理采用集中調度方式，實行區、鄉二級管理。

4.6 加強對自然植被的保護

石羊河流域水資源來自祁連山，山區林草資源是祁連水資源保護的重點地區。目前，石羊河流域各縣自然植被面積125.4萬立方米，其中祁連山54.1萬立方米，為了保護森林、草原等自然植被不受破壞，大力實施封山育林、退耕還林等措施。同時，其他縣的植被面積也很低，因此，我們應該積極種植改善沙質的樹木，擴大植被面積，促進廢棄礦山、荒山荒地的建設，逐步恢復自然植被面積，確保生態系統的整體平衡。加強天然林管理站、災害預警系統和共管機制建設，提高天然林保護和恢復水平。對重點保護區天然林實行最嚴格的管理，全面停止天然林商業采伐，禁止天然林生產經營活動。應根據天然林的演替和發展，確定更廣泛的復墾措施，以遏制天然林退化，提高天然林質量。

4.7 建立健全跨流域調水工程體系

調水工程也極大地改善了生產和生活用水現狀。近幾年，更多的供水渠道工程已經實施，設計的重點是將地表水體流輸送到下游地區，以鼓勵下游生態恢復。流域間調水是一種積極有效的供水措施，可以極大地改善石羊河流域下游的生態環境。但要充分分析流域間調水效應，建立健全流域調水工程體系。對于引水區，應監測河床變化過程，確保沿線地質結構的穩定性，并定期進行維護工作，以確保水處理的順暢和后續的可持續性。在制定應急預案時，應考慮潛在的洪水災害和其他現象。對于引水區域，應注意水質監測，以防止生物入侵。在設計、規劃和運營階段，分析環境承載力，建立完善的環境檢測體系，完善生態環境保護體系。

5 結論

石羊河流域生態流量分析及水資源優化配置的研究在一定的基礎上為相關的行業的發展帶來了促進作用，在實際的發展過程中水資源優化配置問題要想得到合理的改善，更多的是需要相關工作人員的不懈堅持和研究。但是隨時代的發展我們可以發現，石羊河流域生態流量分析及水資源優化配置并不是很完善，石羊河流域生態流量分析及水資源優化配置方面的研究還有待改善，相關的工作人員在實際的工作過程中可以結合經驗進行合理的分析和研究，從而找到對生態流量分析及水資源優化配置更合理的措施。本次論述到此結束，希望在實際的發展過程中能夠給相關人員提供一定的理論性幫助。