石羊河流域面向生態(tài)的水資源優(yōu)化配置研究.pdf

1、石羊河流域是甘肅省河西走廊三大內(nèi)陸河流域之一,目前是我國西北地區(qū)人口密度最高、經(jīng)濟社會發(fā)達、水資源開發(fā)利用程度最高、生態(tài)環(huán)境問題最突出的內(nèi)陸河流域。由于不合理的水資源配置,農(nóng)作物灌溉及社會經(jīng)濟用水嚴重擠占生態(tài)用水,使得進入下游民勤綠洲的水量逐年銳減,致使下游地下水位下降,依賴地下水生長的天然植被衰退,綠洲萎縮,進而引起土地沙漠化、荒漠化、鹽堿化程度的擴大等一系列生態(tài)環(huán)境問題,威脅著流域的可持續(xù)發(fā)展,危及當?shù)厝藗兊纳妗Ｃ嫦蛏鷳B(tài)的流域水資

2、源合理配置的研究,可為區(qū)域水資源的合理配置、高效利用及生態(tài)安全提供科學依據(jù)。
　　本文從天然植被生態(tài)需水量估算理論與方法、干旱區(qū)農(nóng)作物灌溉需水量估算及天然植被生態(tài)需水、農(nóng)作物灌溉需水及工業(yè)、生活用水這四大類需水的水資源合理模擬配置三個方面進行了研究。研究主要基于阿維里揚諾夫潛水蒸發(fā)理論模型及面積定額需水理論,結合遙感技術與ArcGIS手段獲得石羊河流域1987年、2000年和2010年三期土地利用數(shù)據(jù),提取出石羊河流域不同植被類型

3、面積,對在最小需水、適宜需水及最大需水三種不同需水情景下的天然植被生態(tài)需水量及農(nóng)作物灌溉需水量進行了估算,并基于工業(yè)萬元GDP耗水量與人均生活用水量的方法模擬計算得到流域各縣區(qū)工業(yè)需水與生活需水總量,且通過在六種不同需水情境下的模擬,以期得到2020年石羊河流域各縣區(qū)基于生態(tài)保護目標情境下最為合理的水資源配置模型。
　　研究結果表明石羊河流域各縣區(qū)天然植被生長狀況從1987年起呈退化趨勢,各縣區(qū)生態(tài)需水比重也持續(xù)減小,其中民勤縣天

4、然植被的退化尤為明顯;而各縣區(qū)農(nóng)作物種植面積及灌溉需水量卻呈增加趨勢,除此變化之外,六種主要農(nóng)作物種植結構的改變也非常明顯,從起初以糧食作物種植為主發(fā)展到現(xiàn)在追求經(jīng)濟效益最大化的多種作物協(xié)調(diào)種植,這種變化也更深層次的反映了農(nóng)業(yè)種植結構受到社會經(jīng)濟發(fā)展的影響,從而使得石羊河流域農(nóng)作物種植結構變得日趨合理。各縣區(qū)的生活需水量因人口的不斷增多需水總量也變化明顯,尤其城鎮(zhèn)人口的劇增使得城鎮(zhèn)生活需水量成倍增長。而流域需水量的最大變化莫過于因工業(yè)生

5、產(chǎn)總值的快速增加而導致的工業(yè)需水總量的顯著變化,其中金川區(qū)是當之無愧的工業(yè)大區(qū),其工業(yè)需水量比重遠遠高于總流域工業(yè)需水的平均水平。
　　石羊河流域基于不同情景模擬下的水資源配置原則是在確保流域生態(tài)環(huán)境良好健康生長的前提下發(fā)展經(jīng)濟,通過對石羊河流域六種模擬情景下的水資源配置結果分析可知,石羊河流域水資源優(yōu)化配置的實質是農(nóng)業(yè)灌溉需水與天然植被生態(tài)需水之間的博弈,即在確保生態(tài)安全的前提下保證糧食安全;六種模擬情景下的水資源配置因生態(tài)保護

6、目標及農(nóng)作物灌溉需水量的不同需水總量介于56.9×108m3至68.4×108m3之間。
　　考慮到石羊河流域既是西北干旱生態(tài)脆弱區(qū),又是中國重要的商品糧生產(chǎn)基地,所以對流域水資源優(yōu)化配置時要考慮生態(tài)與糧食安全的雙重因素。因此本研究所推選的優(yōu)化方案是基于流域天然植被恢復至1987年的生長水平、農(nóng)作物灌溉需水按80％供給情境下的水資源模擬配置總量與需水格局,并考慮民勤、涼州、古浪、金川四區(qū)縣生態(tài)比較脆弱的實際情況,對其生態(tài)需水量參考

7、流域各部門需水平均占比做適當調(diào)整,從而得出石羊河流域2020年面向生態(tài)的水資源優(yōu)化配置的結果。石羊河流域2020年面向生態(tài)的水資源優(yōu)化配置結果表明流域總需水量為60.75×108m3,其中農(nóng)作物灌溉需水量為30.4×108m3,是流域當之無愧的用水大戶;林地、草地、工業(yè)三大類需水量總和幾乎占全流域總需水量的50%。以上模擬優(yōu)化配置既在充分考慮了流域生態(tài)保護目標情景下植被生態(tài)需水,又較好的考慮了流域的經(jīng)濟良好發(fā)展與人民生活的必要需水量,因