水资源是基础性自然资源, 系生态环境的控制性要素; 同时又是战略性经济资源, 为综合国力的有机组成部分^{[ 1 ]}。甘肃省地处内陆腹地, 地形复杂多样, 水资源贫乏, 是我国较严重缺水的省份。近年来经济社会发展和生态环境保护对水资源的需求矛盾日益突出, 水资源短缺、生态环境恶化等重大水问题已成为经济和社会发展的主要瓶颈。本文根据最新甘肃省水资源评价成果, 采用1956～ 2000 年系列资料, 对所属流域水资源及其变化趋势加以分析。

1　自然概况

1. 1　地理位置

    甘肃省位于黄河上游, 地域辽阔, 介于92°13′～108°46′E、32°11′～ 42°57′N 之间。东接陕西, 南邻四川, 西连青海、新疆, 北靠内蒙、宁夏并与蒙古接壤。地处黄土高原、内蒙古高原和青藏高原的交汇处、西秦岭山地边缘。总面积45. 44×10⁴ km ^{2[ 2 ]}。

1. 2　地貌气候

    甘肃省地貌复杂多样, 山地、高原、平川、河谷、沙漠、戈壁交错分布。地形以山地、高原为主, 占土地总面积的70% 以上。大致可分为: 陇南山地、陇中黄土高原、甘南高原、河西走廊、祁连山地、河西走廊以北地带六大区域。

　　境内海拔相差悬殊, 从东南到西北包括了北亚热带湿润区到高寒区、干旱区的各种气候类型。陇南山地南部为亚热带半湿润气候; 陇南山地北部和陇中、陇东黄土高原地区, 属暖温带和温带、半湿润、半干旱气候; 河西走廊西北部属干旱气候; 西南部包括祁连山地在内, 仅东段受季风影响, 其余受西风气流影响; 甘南高原海拔较高, 为高寒半湿润气候。

1. 3　河流水系

    省内河流分属内陆河、黄河及长江三个流域。内陆河流域位于河西走廊东端的乌鞘岭以西, 总面积27×10⁴ km², 从西到东分布有疏勒河、黑河、石羊河三个水系; 黄河流域位于甘肃省中东部地区, 总面积14. 6×10⁴km², 有黄河干流、洮河、湟水、渭河、泾河5个水系; 长江流域主要在陇南地区, 总面积3. 8×10⁴km², 除汉江水系八庙河外都属嘉陵江水系。全省年径流量大于1×10⁸m ³ 的河流90 条, 其中: 内陆河流域20 条, 黄河流域36 条, 长江流域34 条。另外, 在祁连山区有部分冰川分布, 省内湖泊较少。

1. 4　水汽来源及降水特征

    甘肃省地处中纬地带大陆内部, 降水量及其年内分配由东亚大气环流的状况和本省的特殊地形条件所形成。水汽输送的主要途径有三: ①从孟加拉湾及南海北部湾由西南季风携带, 经云贵高原—四川盆地—嘉陵江、汉江谷地到甘肃省长江流域, 进而北上渭河、泾河流域, 西达兰州以西及祁连山东段。②东南太平洋水汽, 主要从江淮西进经关中而达甘肃省东部。③西南季风气流越过青藏高原顶部抵达甘肃省甘南高原及祁连山地。由于气流强弱和输送距离不同, 与西北方向来的冷气团遭遇的天气形势、成雨条件等差异, 使甘肃省南部和东南部降水量多于西部和北部。甘肃省降水具有降水量少、地区差异大、年内分配不均、年际变化大四大特点。降水多集中在6～ 8 月, 占年降水量的一半以上, 7 月、8 月份约占年降水量的40%; 连续最大4 个月降水量, 河西酒泉以西出现在5 月～ 8 月, 其余各地出现在6 月～9 月, 占年降水量的70 % 以上。

2　水资源总量及其组成

2. 1　全省及各流域片水资源总量及其组成

    根据最新的甘肃省水资源评价成果(1956～2000 年系列) , 降水总量及水资源量详见表1。

　  全省多年平均降水总量为1258. 306×10⁸m³, 折合径流深276. 9mm , 扣除地表水和地下水相互转换的重复量, 多年平均水资源总量为289. 441×10⁸m ³,平均年产水模数6. 37×104m/³km²。其中, 地表水资源量282. 139×10⁸m ³, 占水资源总量的97. 5 %, 地下水降水入渗净补给量7. 301×10⁸m³ (山丘区降水入渗补给量107.099×10⁸m ³, 所形成的河川基流量101.884×10⁸m ³; 平原区降水入渗补给量2. 756×10⁸m ³, 所形成的河道排泄量0. 670×10⁸m ³) , 占水资源总量的2. 5 %。

    河西内陆河流域多年平均降水总量为352. 147m³×108m³, 折合径流深130.4mm , 扣除地表水和地下水相互转换的重复量, 多年平均水资源总量为61. 291×10⁸m³, 占全省水资源总量的21.2 % , 平均年产水模数2. 27×10⁴m³/km²。其中, 地表水资源量56. 616×10⁸m ³, 占本流域水资源总量的92.4 %, 地下水降水入渗净补给量4. 675×10⁸m ³ (山丘区降水入渗补给量18. 556×10⁸m ³, 所形成的河川基流量15. 707×10⁸m ³; 平原区降水入渗补给量2. 216×10⁸m ³, 所形成的河道排泄量0. 390×10⁸m ³) , 占本流域水资源总量的7. 6 %。

    黄河流域多年平均降水总量为675.495×10⁸m ³, 折合径流深463. 0 mm , 扣除地表水和地下水相互转换的重复量, 多年平均水资源总量为127. 785×10⁸m ³, 占全省水资源总量的44. 1 % , 平均年产水模数8. 76×104m ³/km²。其中, 地表水资源量125. 159×10⁸m ³, 占本流域水资源总量的97. 9 %; 降水入渗净补给量2. 626×10⁸m ³ (山丘区降水入渗补给量47.039×10⁸m ³, 所形成的河川基流量44. 673×10⁸m ³;平原区降水入渗补给量0. 540×10⁸m ³, 所形成的河道排泄量0. 280×10⁸m ³) , 占本流域水资源总量2. 1%。

    长江流域多年平均降水总量230. 664×m ³,折合径流深599.4mm , 扣除地表水和地下水相互转换的重复量, 多年平均水资源总量为100.365×10⁸m ³, 占全省水资源总量的34.7 %。平均年产水模数26.08×10⁴m ³/km²。

2. 2　各地级行政区水资源总量及其组成

    根据最新的甘肃省水资源评价成果(1956～2000 年系列) , 各地级行政区多年平均降水总量及水资源量见表2。

　  不包括跨市(区) 河流流入的过境水量, 甘南州水资源总量最大, 为92. 816×m ³, 占全省水资源总量32.1%; 陇南地区次大, 为68.576×10⁸m ³, 占全省水资源总量的23.7 %; 嘉峪关市最小, 为0. 070×10⁸m ³, 仅占全省水资源总量的0.02 %。武威市降水入渗净补给量最大, 为1.543×10⁸m ³, 占全省降水入渗净补给量的21.1%; 张掖市次之为1. 456×10⁸m ³, 占全省降水入渗净补给量的19.9 %; 陇南地区全部为山丘区, 降水入渗形成地下水补给量与地下水总排泄量相等, 净补给量为零。

    甘肃省除河西走廊有部分平原区, 陇中、陇东有极小部分平原区外, 其余均属山丘区。全省多年平均山丘区水资源总量285. 996×10⁸m ³, 占水资源总量的98.8% , 平原区水资源总量3. 445×10⁸m ³, 仅占总量的1.2 % , 且大多数分布于河西走廊。

3　水资源特征

3. 1　地区分布特征

    甘肃省地域辽阔, 地形复杂, 气候差异较大, 下垫面条件多样, 这就决定了甘肃省水资源地区分布极不均匀, 地域间相差悬殊的特点。总体趋势为高山区大, 丘陵平原区小, 石山森林区大, 黄土高原区小。全省从东到西以六盘山—西秦岭—祁连山为分界线, 以南为丰水区, 以北为平水区及干涸区, 从东南向西北内陆地区递减。

    甘南州及陇南地区是甘肃省的主要产流区, 水资源相对较丰, 这两个行政区水资源总量分别占全省水资源总量的32.1% 和23.7%; 临夏州及天水市次之, 占全省的9. 7 %; 其余各市水资源总量之和仅占全省的34.5%。其中嘉峪关市、金昌市水资源总量最少, 仅占全省总量的0.02 %和0.3%。从河流水系来看, 甘肃省水资源主要分布在嘉陵江和洮河水系, 分别占全省水资源总量的34.6%和16.3%。

3. 2　年内年际变化特征

    由于受季风气候的影响, 甘肃省降水年内分配极不均匀, 年际间变化很大, 这就决定了甘肃省水资源年内高度集中、年际间变化剧烈的特点。连续丰水或连续枯水年的情况经常发生。

    甘肃省河川径流多由汛期的暴雨洪水形成, 汛期水量集中, 冬春水量少, 春末夏初干旱。连续最大四个月河川径流量占年径流的百分数在45 %～90 %之间, 全省平均在60 % 以上。河川径流年际变化按地貌类型而言, 干旱、极端干旱荒漠区最大, 变差系数Cv 值在1.0 以上; 半干旱、半湿润黄土沟壑区次之, 变差系数在0. 30～ 0. 59 之间; 黄土林区和土石山林区第三, 变差系数一般在0. 20～ 0. 30 之间; 阴湿草原区和纯林区最小, 变差系数在0. 25 以下。在全省1956～ 2000 年河川径流系列中, 1967 年最大, 为170. 293×m ³, 1997 年最小, 为59. 549×10⁸m ³, 最大年份是最小年份的2.9 倍。从全省水资源总量不同保证率看, 20 %、50 %、75 %和95 %条件下数值分别为344. 665×10⁸m ³、282. 615×10⁸m³、239. 914×m³和188. 715×10⁸m ³。这意味着甘肃省4 年一遇的枯水年水资源总量为239. 914×10⁸m³, 20 年一遇的枯水年水资源总量为188.715×m ³ , 5 年一遇的丰水年水资源总量为344. 665×10⁸m³。

3. 3　高含沙特征

    河流含沙量大, 水资源难以充分有效利用也是甘肃省水资源的一大特点。除较大河流外, 大多数属间歇性季节性河流, 洪水来势迅猛, 含沙量大, 水土流失严重。全省7～ 9 月的输沙量占全年输沙量的75 % 以上, 汛期的沙量占全年输沙量的90 % 以上。多年平均年输沙量大于1×10⁸t 的河流有黄河干流、渭河及马莲河, 5000×10⁴t 至1×108 t 的河流有祖厉河、葫芦河和泾河干流。全省多年平均含沙量19. 38 kg/m³, 河西内陆河流域、黄河流域和长江流域分别为2. 25 kg/m³、39. 31 kg/m³ 和4. 20 kg/m³,黄河流域是甘肃省水土流失最为严重的地区。

3. 4　与人口、耕地和生产力的分布不相适应

    甘肃省水资源地域分布相差悬殊, 与人口、耕地和生产力的分布不相适应。全省人均水资源占有量1 152m³, 为全国人均水平的一半, 其中甘南州人均占有水资源量最多, 达14 503m³, 陇南地区次之, 为2 652m³, 嘉峪关市最少, 仅为44m³。全省每公顷平均水资源占有量5835m³, 为全国每公顷平均水平的1/5左右, 其中甘南州亩均水资源占有量最多, 酒泉市次之, 白银市最少。

    全省水资源有32. 0 %分布在甘南州, 该地区的人口仅占全省的2. 5 % , 耕地仅占2.3 % , 而人均水资源量高达14 503 m³, 每公顷平均水资源量82 825m³, 属于人少、地少、经济欠发达、水资源相对丰富的地区。兰州市作为甘肃省的省会城市, 人口占全省的12. 5 % , 人均水资源量仅占0. 9 % , 定西市拥有14. 8 %的耕地, 每公顷平均水资源量仅占4. 9 %。

    内陆河五地市虽然人均、公顷平均水资源占有量为1402m³和7 455m³, 但沙漠绿洲生态需要大量水分维持其脆弱的稳定性, 人均及每公顷平均水资源实际占有量将会更少。

4　水资源演变趋势

4. 1　全省水资源演变分析

    进入20 世纪90 年代以来, 随着全球气候变暖和人类活动的影响, 局部地区降水量明显减少, 造成持续干旱河川径流急剧减少。近10 年全省水资源处于不同年代阶段的最枯时期, 不同年代水资源总量距平百分数见表3, 五年滑动平均值过程线见图1。

   就全省平均水资源而言, 不同年代段与长系列(1956～ 2000 年) 均值相比, 20 世纪50 年代、60 年代水资源量偏丰(12. 1 % ) , 为丰水时期; 70 年代、80年代基本持平, 为平水时期; 90 年代偏枯(- 17. 4 %) , 为偏枯时期, 总体呈减少趋势。全省多年平均地表径流量比第一次评价地表径流量299×10⁸m^{3[ 3 ]} (1956～ 1979 年系列) , 减少16. 8608×10⁸m³, 相对减少5. 6 %。通过全省平均年径流差积值及五年滑动平均值过程线可以看出, 从1957～ 1968 年连续12 年持续上升, 五年滑动平均值均超过全系列平均值, 是系列中径流的丰水段; 从1969～ 1974 年,差积曲线下降, 出现连续6 年偏枯水段, 五年滑动平均值低于全系列平均值; 从1975～ 1980 年, 差积曲线上升、下降交替, 出现连续6 年平水段, 五年滑动平均值接近全系列均值; 从1981～ 1985 年, 差积曲线呈上升趋势, 出现了5 年偏丰水段, 五年滑动平均值超过全系列均值; 从1986～ 2000 年, 差积曲线大幅度下降, 出现了连续15 年枯水段, 五年滑动平均值显著低于全系列均值。总体趋势是: 12 年丰水—6年偏枯—6 年平水—5 年偏丰—15 年枯水。

4. 2　各流域片水资源演变分析

    甘肃省分属河西内陆河、黄河、长江三大流域,由于其地貌复杂多样, 气候差异较大, 成雨动力条件的不同, 各流域片水资源变化呈现不同的趋势。各流域片不同年代水资源总量距平百分数见表3, 五年滑动平均值过程线见图1。

4. 2. 1　河西内陆河片　河西内陆河不同年代段与长系列(1956 年～ 2000 年) 均值相比, 可以看出, 河西内陆河流域由于高山地区冰雪融水的多年调节作用, 不同年代段基本持平。50～ 70 年代持平, 80 年代略有增加(5. 9 % ) , 90 年代略有减少(- 4. 6 % )。除石羊河略有减少外, 总体上保持稳定状态。多年平均地表径流量比第一次评价57. 9×10⁸m³, 减少1. 2843×10⁸m³, 相对减少2. 2 %。

    内陆河流域年径流量年际变化受降水和气温双重因素影响, 起了互补作用, 造成径流年际变化比较稳定, 丰、枯交替出现。五年滑动平均值在52×10⁸m³至59×10⁸m³之间, 最大最小值与全系列均值的距平在7. 5 %～ - 5. 1 % 之间。

4. 2. 2　黄河流域片　黄河流域20 世纪50 年代、60年代水资源量偏丰(16. 3 % ) , 为丰水时期; 70 年代、80 年代基本持平, 为平水时期; 90 年代偏枯(- 24. 1 % ) , 为枯水时期。水资源总体呈衰减趋势。

    黄河流域90 年代以来来水量明显减少, 2002 年降到了1956 年以来的最低水平, 但最近两年随着降水量的增加, 部分河流年径流量已接近多年均值, 呈现回升的态势。多年平均地表径流量比第一次评价135×10⁸m³, 减少9. 8414×10⁸m³, 相对减少7. 3 %。

    黄河流域从1957～ 1968 年, 差积曲线持续大幅度上升, 出现连续12 年最丰水段, 五年滑动平均值显著高于全系列均值; 从1969～ 1974 年差积曲线下降, 出现6 年偏枯水段, 五年滑动平均值低于全系列均值; 从1975～ 1985 年, 差积曲线持续上升, 出现连续11 年偏丰水段, 五年滑动平均值高于全系列均值; 从1986～ 2000 年, 差积曲线持续大幅度下降, 出现连续15 年最枯水段, 五年滑动平均值显著低于全系列均值。总体来说, 它的变化是12 年丰水—6 年偏枯—11 年偏丰—15 年枯水。如果算至2002 年, 已连续出现17 年的枯水年份, 近两年, 该流域主要河流天然来水量有所增加, 部分河流来水接近历年均值,从丰、平、枯水变化的趋势来看, 预计今后将出现6年左右的平水或偏枯水年份。

4. 2. 3　长江流域片　长江流域20 世纪50 年代、60年代水资源量偏丰(14. 6 % ) , 为丰水时期; 70 年代、80 年代基本持平, 其中70 年代略有减少( - 8. 3 % ) , 80 年代略有增加(6. 1 % ) ; 90 年代偏枯(- 16. 7 %) , 为偏枯阶段。总体上呈现减少的趋势。多年平均地表径流量比第一次评价106. 22×10⁸m³, 减少5. 8551×10⁸m³, 相对减少5. 5 %。长江流域在45 年系列中, 1957～ 1968 年差积曲线持续大幅度上升, 出现连续12 年最丰水段, 五年滑动平均值显著高于全系列均值; 从1969～ 1974 年差积曲线下降, 出现6 年偏枯水段, 五年滑动平均值低于全系列均值; 1975～ 1982 年差积曲线呈锯齿状, 此8 年为平水段; 1983～ 1993 年差积曲线总体呈上升趋势, 出现11 年偏丰段; 1994～ 2000 年差积曲线持续大幅度下降, 出现连续7 年最枯水段。总体趋势是: 12 年丰水—6 年偏枯—8 年平水—11 年偏丰—7 年枯水。

5　结　论

    通过以上分析表明:
    (1) 甘肃省水资源呈现年内高度集中, 年际变化剧烈, 河流含沙量大, 水土流失严重, 人均占有量偏少, 与土地资源和生产力布局不匹配的特征。全省主要河流河川径流量的60 %～ 90 %集中在汛期,连丰、连枯年份交替出现; 汛期的沙量占全年输沙量的90 % 以上; 地区分布极不均匀, 人口稀少, 甘南州和陇南地区集中了甘肃省一半以上的水资源。

    (2) 水资源严重短缺, 并呈现减少的趋势。20世纪90 年代以来, 由于全球性气温升高, 人类活动的影响, 水资源补给条件发生变化, 天然来水急剧减少, 2002 年成为1956 年以来的最枯年份。按照国际上一般承认的标准, 甘肃省除甘南州、陇南地区的部分地域以外, 绝大多数已成为或接近严重缺水地区。

    (3) 近两年河川径流有所增加, 部分河流径流量已接近历年均值, 呈现回升态势, 预计黄河流域和长江流域将出现6 年左右的平水或偏枯水年份。
参考文献:
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