大通河流域水资源可持续利用研究论文

大通河流域水资源可持续利用研究专业：给水排水工程班级：1102学号：201101024姓名：马毅指导老师：杨浩摘要：大通河流域水资源丰富，是青海东部和甘肃中西部地区重要的宝贵水资源。由于大通河流域及毗邻地区的水资源分布及其用水量极不平衡，水资源问题日趋突出。针对流域水资源特点、开发利用现状和存在的主要问题，提出了合理利用水资源、保护生态环境的对策和措施。关键词：大通河；水资源；可持续；研究大通河流域水资源丰富，地表径流量达30.05亿m3，是青海东部和甘肃中西部地区宝贵的重要水资源[1]。由于大通河流域人口密度小、耕地资源不多，基础设施和工业比较落后，除河口地区外属边远落后多民族贫困地区，水资源尚未得到有效的开发利用，现状水资源利用率在5%左右，而其毗邻湟水流域、河西走廊的西大河流域、黑河流域经济相对发达，则干旱缺水，经济发展受到制约。因此，急需加快大通河水资源的开发步伐、经济合理地利用大通河有限水资源、保障流域及其周边地区的经济发展、维系局部地区的生态环境已成为当务之急。1流域自然地理及社会经济概况大通河流域地处青藏高原东北边缘，东接黄土高原，西南为柴达木盆地，南靠湟水谷地，北临河西走廊。地理位置位于北纬36º30′～38º25′，东经98º30′～103º15′。大通河发源于青海省天峻县木里山，自西北向东南流经青海省刚察、祁连、海晏、门源、互助、乐都，折经甘肃省天祝、永登、兰州市红古区等（区）县再转流至青海省民和县享堂镇汇入湟水，是湟水的最大一级支流。大通河全长574.12km，青海省境内全长464.42km2，占全长的81%，下游109.7km为甘肃、青海两省界河和局部流经甘肃境内。流域面积15133km2，其中青海省境内流域面积12943km2，占85%；甘肃省境内流域面积2190km，占15%。青海省境内产水量达27亿m3，占流域总来水量的89.9%[2]。大通河流域地势西北高，东南低，东西长，南北窄，形状羽毛，海拔大多在4700m～1650m之间，且多山，其中冷龙岭居群山之首，峰顶海拔4843m，海拔4000m以上有现代冰川发育。冷龙岭南坡为大通河主要支流老虎沟、永安河的发源地，北坡为甘肃河西走廊石羊河的发源地，也是祁连山东段外流河和内陆河的分水岭。流域内按照地貌、地形特点，可分为三段，即河源至尕大滩水文站为上游，尕大滩至甘肃连城为中游，连城盆地至河口为下游。上游以高山草原为主要特征，中游为森林和种植生长期较短的农作物为主，下游光热资源充足，适宜种植生长期较长的农作物。大通河流域水汽主要来源于印度洋孟加拉湾上空的西南暖湿。祁连山巨大的高度，具有拦截水汽的优越条件。夏委东南季风和西南季风影响强烈，使之降水比较丰富，降水量南坡大于北坡，恰与祁连山中西段情况相反，冬季受西风带和蒙古高压双重控制，气候干燥寒冷。区内属大陆性气候，年平均温度为0.6℃(门源)～8.3℃(民和)之间。降水量300mm～600mm之间，从东南向西北递减。表现出年平均气温随海拨的增加而递减，降水量随海拨增高而递增的规律[3]。大通河流域是我国陆地生物多样性关键地区之一。流域内植物区系交汇，林木类型多种，植物资源达千余种，已定名有980余种，居青海省之冠，茂密森林和灌木丛为野生动物提供了良好的生存条件。据统计，初步查明共有鸟类139种，兽类40类，鱼类14种，两栖类和爬行类5种，有国家重点保护野生动物雪豹、马鹿以及石鸡、水獭、獐子、岩羊、猞猁、棕熊等[4]。大通河流域包括甘肃、青海两省所辖的10个县１个区的全部和部分地区。截止2000年，大通河流域内总人口46.7万人（青海19.5万人，甘肃27.2万人）。其中城镇人口13.5万人（青海3.7万人，甘肃9.8万人），主要集中在红古区，城镇人口占总人口的28.9%；农牧业人口33.2万人（青海15.8万人，甘肃17.4万人），主要集中在门源县和永登县境内，农牧业人口占总人口的71.1%。在总人口中汉族占45％，回族占40％，藏族占10％，其它民族占5％。区内以农业为主，农牧结合，有耕地6.39万hm2（青海3.73万hm2，甘肃2.66万hm2），有效灌溉面积1.65万hm2（青海0.80万hm2，甘肃0.85万hm2），耕地灌溉率为25.8%[1]。2流域水资源及其特性流域内水资源的根本来源是自然降水，高山冰川和永久积雪也是降水的产物，流域内存在着大气降水、冰雪融水和地下水、地表水等水资源的开式，流域地表水为30.05亿ｍ3，地下水为开采量为0.68亿ｍ3。由于流域内地表水与地下水相互转换，补充频繁，而且地下水均为地表水重复计算量，水资源总量仍为30.05亿ｍ3。地表水与地下水互为补充和转化形成了水资源利用上的一大特点。经大通河流域控制站享堂水站1940～2000年61年实测资料分析，多年平均流量95.3ｍ3/s，年径流量30.05亿ｍ3；Ｐ＝50％年份流量93.2ｍ3/s，年径流量29.4亿ｍ3；Ｐ＝75％年份流量81.6ｍ3/s，年径流量25.75亿ｍ3；Ｐ＝95％年份流量68.3ｍ3/s，年径流量21.53亿ｍ3（见表１）。表１大通河流域主要测站不同保证率年径流量单位：亿ｍ3站名多年平均径流量不同保证率年平均径流量P=50%P=75%P=95%武松他拉7.947.696.324.65尕大滩16.2315.7013.2710.50享堂30.0529.4025.7521.532.1按人口、耕地平均，有仅占有较高的水平，地区差异大。从地理分布来讲，流域水资源量与耕地、人口、城镇和经济发展很不协调，经济不发达的中上游地区，水资源丰富；人口密集，工矿企业和城镇集中的下游及河口地区水资源相对不足。青海省境内多年平均径流量27.0亿ｍ3，人均占有水量13850ｍ3，每公项耕地占有水量72400ｍ3，人均、耕地单位面积占有水量远高于全国平均水平。每平方公里产水量20.9万ｍ3，而临近湟水流域（不含大通河）只有13.0万ｍ3，属水资源丰富的地区。甘肃省境内自产多年平均径流量3.05亿ｍ3，人均占有水量1120ｍ3，平均每公顷占有水量11470m3，每平方公里产水量13.9万m3，均低于全国平均水平，水资源相对不足，可见今后甘肃境内工农业用水仍然要依赖过境水量。2.2径流年内分配不均匀，但年际变化小，径流的分布与降水分布趋势大体一致。汛期6-9月份占年径流量的63.3%～71.5%，灌溉期4～7月份径流量占全年径流量的43.3%～54.9%，对灌溉十分有利。修建水库调节时，所需调节库容也对较小。大通河的径流年际变化小，是大通河和一大特点。据流域内武松他拉、尕大滩和享堂三个主要水文测站统计，年径流历年最大值与历年最小值之比，最大的2.82，最小的2.40，年径流变差系数Cv在0.25～0.19之间，这在我国西部河流中是较小的，这对水资源的开发有利。造成流域河川径流年际变化小的主要原因有两个，一是流域内降水的多年变化较小，年降水的历年最大与最小之比，一般在1.34～2.20之间，大多在2.0以下；二是地下水和冰雪融水在大通河的补给中占一定比重。2.3大通河流域大部分支流发源于祁连山支脉冷龙岭南坡，祁连山的森林及植被，对于流域的水源涵养、保持水土、调节径流、净化水质和改善生态环境具有重要作用。由于这些，大通河流域是黄河流域水土流失最轻微地区。据享堂水文站1940～2000年61年实测输沙量资料分析，流域的多年平均含沙量1.05kg/m3，只占临近湟水流域（不含大通河）多年平均含沙量11.4kg/m3的9.21%。流域多年平均输沙模数211t/（km2·a），只占湟水流域多年平均输沙模数1239t/（km2·a）的17%。含沙量小，是大通河的一个显著水文特点，对流域的工农业用水和跨流域引水十分有利。享堂站多年平均输沙量319万t，其中84.7%的泥沙来源于尕大滩站以下中下游地区，而尕大滩站以下来水量只占总来水量46.8%。尕大滩站以下是流域的主要产沙区。2.4大通河多数支流发源于祁连山冰川地带，属冰雪雨水型河流。祁连山的冰川对径流影响强烈。据中国科学院兰州冰川所资料，大通河流域的冰川面积40.97km2，冰川储量12.50亿m3，冰川融水量0.38亿m3，冰川补给径流的比例为1.26%。据观测资料，海拔4000m以上地区，日平均气温稳定转正和稳定转负的时间是5月中旬和9月下旬，所以对河流有补给意义的冰川消融起迄时间亦大致相同，加上4月份河流消融补给径流的作用造成年内河川径流有突增和突减的状况。2.5大通河干流梯级众多，水能资源丰富，开发条件优越。大通河干流全长574km，河道平均比降4.55%，天然落差2793m，水力理论蕴藏量达116万kw[2]。水量充沛稳定，峡谷窄深，坝址多，库容较大，库区内多为天然草场，淹没损失小，只有为数极少的移民搬迁安置，是良好的水库坝址。3水资源开发利用现状及存在的主要问题3.1水资源开发利用现状大通河流域水利水电资源开发较晚，1949年以来，水利水电工程从无到有，有了一定程度的发展，兴修了灌溉、供水和水力发电工程，基本解决了山区的人畜饮水问题，为流域和周边地区的社会经济的发展作出了贡献。至2000年，全流域修建引水工程91处，蓄水工程6处，提水工程83处，机电井工程95处。建成跨流域引水工程2处，引大入秦和引大济西。引大入秦工程设计灌溉面积5.73万hm2，年引水量4.43亿m3。1)兴修水利工程，发展农田灌溉事业建国以来兴修的水利工程作用是非常显著的。至2000年流域内有效灌溉面积已达到1.65万hm2，占耕地面积的26%，粮食总产量达到9500万㎏，油料总产量1800万㎏。2)解决了山区的人畜饮水问题大通河流域大部分地区地高水低，人畜饮水困难。现有水利工程在促进当地工农业生产发展的同时，也解决了大量人畜饮水问题。至2000年已解决了25.2万人和45.8万头（只）牲畜的饮水困难。3)水力资源得到初步开发大通河流域水能资源丰富，亟待进一步开发利用。据2000年统计，已建小水电站18处，总装机容量25000Kw，其中雪龙滩电站装机容量2万Kw。这些小水电建成，解决了当地群众生活用电，促进了地方经济的发展。3.2存在主要问题1)水事问题突出大通河流域水资源丰富，由于开发利用程度低，加上缺乏同一规划和管理，甘、青两省企图将大通河有限的水资源引至非大通河流域，水事矛盾已十分突出。2)下游地区存在水源污染大通河下游地区，特别是连城以下河段，工业、人口较为集中，工业废水和城市污水大量排入河道造成水源污染，连城～窑街河段已属Ⅳ～Ⅴ类水质。3)生态环境日趋恶化由于自然和人为不合理活动影响，上游地区主要是森林带下限退化和天然林草退化，生物多样性减少等。流域内祁连山地森林面积与建国初期相比，森林面积减少约20%左右，森林带下限高程由1900m退缩至2300m。致使祁连山植被破坏，禽兽减少，鼠虫猖獗，生态失调，导致草场退化，水土流失等一系列问题。4)现有水利工程设施简陋，管理水平低，用水存在浪费现象大通河流域现有的水利工程普遍存在着配套设施不全，管理不善等问题，有些工程利用率很低。农业灌溉一般采用大水漫灌或长流水形式，用水浪费比较严重。4水资源可持续利用对策4.1加强流域生态环境建设祁连山形成的地表径流是承载整个流域经济、社会发展的基础，对流域水资源可持续利用有着决定性的影响。祁连山是流域的天然屏障，它拦截了水汽，阻当了河西走廊荒漠化南侵。也是湟水及其支流以及我国河西走廊内陆河流的重要发源地和水量的供给地之一，关系到荒漠绿洲和东部黄土高原的生存和发展。祁连山是区内（包括调水调入受益区）人民赖以生存的生命线，保护祁连山就是保护流域的水资源。为此，必须禁止乱伐林木和滥垦草场，因地制宜地封山育林和植树造林及生态修复，保护好山林和草场，发挥其涵养水源等生态功能。从长远看，保护祁连山生态环境，涵养水源，保证出源水量，关系到流域的供水安全和水资源可持续利用。4.2加强大通河流域水资源统一管理大通河流域及毗邻地区的水资源分布及其用水量极不平衡，实施跨流域调水是必要的。自20世纪70年代以来，甘肃、青海两省各