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摘要：基于我國西北地區(qū)的氣候特征和水資源開發(fā)利用中存在的問題，通過分析我國西北地區(qū)水循環(huán)規(guī)律和地表水與地下水之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系等，最后提出了一些重要結(jié)論和建議，供有關(guān)決策部門參考。

關(guān)鍵詞：水資源總量水循環(huán)

1基本概況

我國西北地區(qū)，氣候干燥，水資源短缺，生態(tài)環(huán)境脆弱，但光熱資源和土地、礦產(chǎn)資源等比較豐富，屬于資源開發(fā)主導(dǎo)型地區(qū)。目前國土開發(fā)程度比較低，是我國后備資源最豐富、開發(fā)潛力最大的地區(qū)，充分發(fā)揮西北地區(qū)資源優(yōu)勢，加快資源開發(fā)步伐，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)健康、可持續(xù)發(fā)展，對21世紀(jì)我國整個國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有舉足輕重的作用。然而，西北地區(qū)的水資源問題是該地區(qū)當(dāng)前及未來國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的最大制約因素，已引起了國家和社會各界的特別關(guān)注。

在干旱少雨的西北地區(qū)，水資源不僅是維持其社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要供水水源，而且是穩(wěn)定生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的重要因素。人類對水資源的不合理開發(fā)和利用，不僅會造成資源的大量浪費(fèi)，而且會引起一系列生態(tài)環(huán)境問題。例如，對地下水的過量超采，會引起地下水位的大幅度持續(xù)下降，造成表層土壤水分含量的降低，引起植物凋萎，植被退化以至自然死亡，從而進(jìn)一步加劇土地荒漠化和沙漠化的發(fā)展；而對地表水過量引用（大水漫灌等），則會導(dǎo)致地下水位不斷上升，引起土壤次生鹽漬（堿）化、甚至沼澤化的發(fā)生或發(fā)展。這兩種情況在西北地區(qū)是普遍存在的。在我國西北各流域的中上游地區(qū)目前大多仍采用大水漫灌等傳統(tǒng)的灌溉方式，過量引水灌溉，造成用水浪費(fèi)、地下水位偏高、土壤次生鹽漬（堿）化、甚至沼澤化等現(xiàn)象；而在下游地區(qū)則存在斷流、河湖萎縮甚至消失，以及大量超采地下水的現(xiàn)象，導(dǎo)致地下水位持續(xù)下降、土地沙化和荒漠化等嚴(yán)峻的生態(tài)環(huán)境問題，如石羊河流域、塔里木河流域、黑河流域等。

西北地區(qū)分內(nèi)陸河區(qū)和外流域區(qū)，其中內(nèi)陸河區(qū)面積為250.5萬km2（扣除奇普恰普、額爾齊斯河外流區(qū)），占西北地區(qū)總面積的3／4。這里以內(nèi)陸河區(qū)為重點(diǎn)，內(nèi)陸河區(qū)中山區(qū)面積為98.0萬km2，占其面積的39.1％；平原區(qū)（盆地）面積為152.5萬km2，占其面積的60.9％。內(nèi)陸河全區(qū)多年平均降水量為3569.5億m3，其中山區(qū)降水量為2972.3億m3，占全區(qū)總降水量的83.3％，平原（盆地）降水量597.22億m3，占全區(qū)總降水量的16.7％。

2水循環(huán)規(guī)律與相巨轉(zhuǎn)化關(guān)系

西北內(nèi)陸河流域從高山河流源頭到下游地區(qū)可劃分為：高山冰雪凍土帶、山區(qū)植被帶、山前綠洲帶和下游荒漠帶。降水主要集中在高山冰雪凍土帶和山區(qū)植被帶；山前綠洲帶和下游荒漠帶降水稀少，基本上不產(chǎn)生徑流。因此，在出山口以上的高山冰雪凍土帶和山區(qū)植被帶形成的出山口徑流基本代表了流域的水資源量。

山區(qū)徑流出山口后，在天然情況下，部分洪水通過漫溢滲漏補(bǔ)給地下水，其余的通過河道滲漏補(bǔ)給河道兩側(cè)的地下水，最終消失于荒漠或終端湖泊中。在大規(guī)模開發(fā)利用的情況下，人類活動增加了中下游河道兩側(cè)徑流的側(cè)支循環(huán)，通過引地表徑流和開采地下水進(jìn)行農(nóng)田灌溉，多次垂向水量交換，最終使河流水量趨于衰減，甚至干枯。隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，水資源的開發(fā)利用規(guī)模擴(kuò)大和方式變化，已導(dǎo)致了水資源數(shù)量、質(zhì)量及其時空分布和內(nèi)部分配關(guān)系等發(fā)生了變化，并引起了一系列的生態(tài)環(huán)境問題。

由山區(qū)到流域下游，不同區(qū)段地下水與地表水的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系以及地下水的徑流模式亦不相同。山區(qū)地下水絕大部分以基流形式排泄，形成地表徑流進(jìn)入盆地，只有占水資源總量3％的山區(qū)地下水通過側(cè)向徑流補(bǔ)給盆地的地下水。西北地區(qū)一般河流的基徑比在20％～45％之間，如瑪納斯河出山口為45.6％，黑河出山口為34.6％。出山口后由沖洪積扇的中上部河水（地表水）補(bǔ)給地下水，在西北內(nèi)陸盆地年徑流量小于0.5億m3的河水將全部滲漏，較大的河流也有30％～40％的滲漏，如瑪納斯河年平均滲漏量為1.38億m3，滲漏補(bǔ)給系數(shù)為0.4；黑河年平均滲漏量為5.27億m3，滲漏補(bǔ)給系數(shù)為0.26。目前大部分河流在山前出山口處建有引水渠，用于盆地的農(nóng)業(yè)灌溉，在水利程度較高的地區(qū)，渠道引水量所占比例很大，如瑪納斯河渠首引水量占河流量的3/4左右。渠道引水使天然河道流量減少，相應(yīng)減少了河流入滲補(bǔ)給量。

地下水在水力梯度作用下由沖洪積扇向沖積平原運(yùn)移，在沖積扇前緣地帶，由于含水層顆粒變細(xì)，導(dǎo)水性變?nèi)?，形成地下水溢出帶。地下水沿溝壑以泉水形式溢出地表，匯集流入或形成河流而轉(zhuǎn)化為地表水。在西北地區(qū)泉水溢出量是下游地表水的主要補(bǔ)給源之一，也是維系沖洪積扇前緣綠洲帶和沖積平原下游綠色走廊的重要水源。泉域范圍內(nèi)地表水的補(bǔ)給量減少和地下水開采量的增加，是導(dǎo)致泉水流量減少的根本原因。在沖洪積扇前緣以下的沖積平原，潛水含水層顆粒變細(xì)，地下水埋藏較淺，其水平徑流速度緩慢，地下水是以垂向水量交替為主。該區(qū)為大面積農(nóng)墾區(qū)，引用大量地表水灌溉，由渠系、平原水庫的滲漏和田間灌溉入滲，使該區(qū)地下水補(bǔ)給量較自然狀態(tài)下大得多。沖積平原地形平坦，自然河網(wǎng)不發(fā)育，地下水徑流排泄困難，使地下水位上升，甚至接近地表，潛水蒸發(fā)量增加，使地下水礦化度升高和產(chǎn)生土壤次生鹽漬化、甚至沼澤化。

在天然條件下，沖積平原下游直到尾閭湖，除洪水季節(jié)外，河流量很小，甚至沒有。在洪水季節(jié)河流泄洪通過河道補(bǔ)給地下水，余水流入尾閭湖。正是水量不大的河水及其所轉(zhuǎn)化所形成的地下水，維系著該帶沿河兩岸的植物生存，保護(hù)著該地帶十分脆弱的生態(tài)環(huán)境。

在天然條件下，內(nèi)陸山區(qū)水資源通過河川徑流進(jìn)入盆地后，經(jīng)多次轉(zhuǎn)化而形成地下水資源，并使盆地間地下水資源分布達(dá)到自然平衡，并維系盆地內(nèi)的生態(tài)環(huán)境平衡。水資源開發(fā)利用，打破了原來的水循環(huán)規(guī)律和相互轉(zhuǎn)化平衡關(guān)系。如山前沖洪積平原或河西走廊的南盆地，由于靠近水資源的補(bǔ)給源，大量開發(fā)利用水資源，甚至無計劃、高消耗浪費(fèi)水資源，致使進(jìn)入下游平原或北盆地的水資源量大幅度的減少，無法滿足下游平原或北盆地對水資源的需求，直接威脅下游平原或盆地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境。典型的例子是石洋河是以犧牲民勤來發(fā)展武威；由于上游武威的大量消耗水資源，流入下游民勤的河水流量逐年減少，以致河流尾閭湖泊干枯，地下水位急劇下降，水質(zhì)惡化，綠洲萎縮，棄耕面積達(dá)20多萬畝。還有黑河流域下游的額濟(jì)納旗綠洲，由于中上游經(jīng)濟(jì)規(guī)模的擴(kuò)大和水資源利用技術(shù)水平較低，也出現(xiàn)同樣的情況，入境水量由8億～10億m3/年下降到現(xiàn)在的3億m3/年，河流經(jīng)常持續(xù)斷流，居延海干枯，導(dǎo)致地下水資源的補(bǔ)給量也相應(yīng)減少，地下水位持續(xù)下降，植被大片死亡，草場退化，沙化土地面積新增3500km2。大規(guī)模開發(fā)利用水資源，特別是渠道引水灌溉改變了地下水補(bǔ)、徑、排關(guān)系和時空間分布，使沖洪積扇中上部地帶地下水的補(bǔ)給量明顯減少，造成泉水溢出量衰減，沖洪積扇地下水可開采資源量的銳減，而中游沖積平原地下水補(bǔ)給明顯增加，造成潛水位持續(xù)上升，蒸發(fā)量加大，發(fā)生土壤次生鹽漬化。流域下游由于來水量減少，地下水補(bǔ)給量減小，導(dǎo)致植物消亡，土壤沙化等。

3水資源量核算與分析

根據(jù)“九五”國家科技攻關(guān)的有關(guān)研究成果，西北地區(qū)水資源總量為2304.4億m3，其中地表水資源量為2164.8億m3，地下水資源量為1034.6億m3，地表水與地下水的重復(fù)量為895.0億m3。分省和流域的具體評價結(jié)果，列于表1中。

從表1中可以看出，西北地區(qū)地表水與地下水資源之間的重復(fù)量是比較大的，分別占地表水和地下水資源量的41％、87％。其中寧夏地表水與地下水資源的重復(fù)量分別占地表水和地下水資源量的287％、93％；而內(nèi)蒙古西部地表水與地下水資源的重復(fù)量分別占地表水和地下水資源量的48％、17％。從流域角度分析可看出，西南諸河片地表水與地下水資源的重復(fù)量占地下水資源量的百分比最大，為100％；長江片次之，為99％；內(nèi)陸片最小，為83％。綜上分析表明，西北地區(qū)的地下水資源絕大部分是由地表水資源轉(zhuǎn)化形成的，尤其是廣大的平原區(qū)域，由于當(dāng)?shù)亟邓繕O其稀少，地下水資源量幾乎全部來自地表水的人滲補(bǔ)給。

4結(jié)論與建議

前面的分析結(jié)果清楚地表明，在西北地區(qū)地表水與地下水之間聯(lián)系密切、相互轉(zhuǎn)化頻繁，地下水資源絕大多數(shù)是由地表水轉(zhuǎn)化形成的；水資源開發(fā)利用格局或方式的政變，將深刻地影響著地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄關(guān)系，以及補(bǔ)給量和排泄量的大小。地下水補(bǔ)、徑、排關(guān)系及其補(bǔ)排量的改變，則直接導(dǎo)致地下水可開采量的變化。因此，在西北地區(qū)單純地就地下水而論地下水是不行的、也是不科學(xué)的，應(yīng)該將地表水與地下水資源進(jìn)行統(tǒng)一考慮，進(jìn)行地表水與地下水資源的統(tǒng)一評價和規(guī)劃，在查清水資源數(shù)量、質(zhì)量及其時空分布規(guī)律的基礎(chǔ)上，對地表水與地下水資源進(jìn)行綜合規(guī)劃，以科學(xué)地指導(dǎo)水資源的合理開發(fā)和高效利用。

同時還應(yīng)看到，西北地區(qū)節(jié)水工作是大有前途和第一位重要的，應(yīng)堅持“開源與節(jié)流、生態(tài)環(huán)境建設(shè)與保護(hù)并重”的原則，努力實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置和統(tǒng)一管理。另外，繼承、創(chuàng)新和機(jī)制轉(zhuǎn)化也是非常重要的，尤其是在嚴(yán)重缺水的山丘區(qū)和盆地腹部，沒有一個好的投資機(jī)制，很難從根本上解決用水困難的問題。

通過總結(jié)近40年來我國水資源開發(fā)利用的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，不難發(fā)現(xiàn)以前的指導(dǎo)思想存在嚴(yán)重的不足或缺陷，必須更新觀念，用先進(jìn)的理論和思想來指導(dǎo)我國水資源的開發(fā)利用，真正實(shí)現(xiàn)由“工程水利”向“資源水利、可持續(xù)發(fā)展水利”的轉(zhuǎn)變，為水行政主管部門切實(shí)貫徹和執(zhí)行水資源統(tǒng)一管理職責(zé)提供必需的理論與技術(shù)支持。

基于西北地區(qū)地表水與地下水具有的鮮明特點(diǎn)，建議在以前成果基礎(chǔ)上選擇有代表性的開都河—孔雀河流域等，系統(tǒng)地開展“西北地區(qū)典型流域地表水與地下水資源評價與綜合開發(fā)利用規(guī)劃試點(diǎn)研究”工作，以促進(jìn)西北地區(qū)水資源的合理開發(fā)和可持續(xù)利用，推動我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略的早日全面開展和正確實(shí)施，確保西北地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)、水資源與生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)、健康發(fā)展。同時，該項(xiàng)試點(diǎn)研究也可為在我國西北和其他地區(qū)大規(guī)模開展類似工作提供理論和技術(shù)支持，以及積累寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。