山丹县水资源利用现状及优化策略
作者： 尹芳［摘 要］ 通过了解甘肃省山丹县的基本情况与水资源利用现状，提出优化水资源利用效果的对策，如发展节水农业、普及工业与生活节水设施、完善外流域调水线路等，以期有助于挖掘水资源利用潜力，助力山丹县现代化发展。
［关键词］ 水资源利用；节水农业；节水设施；外流域调水
［中图分类号］ TV213 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 1674-7909（2022）03--3
0 引言
甘肃省山丹县山岭险峻、植被覆盖率低、自然生态系统脆弱，随着自然演化与人畜活动，导致流域内的水资源承载力及涵养水平较低，水资源储备量贫乏，供需严重失衡。所以，加强保护并合理开发利用水资源，提高自然生态保护水平，是推进山丹县现代化发展的必然路径。
1 山丹县基本情况
山丹县地处河西走廊中段，属于张掖市管辖区域，南侧与祁连山衔接，北部则有龙首山。山丹县总面积5 402 km2，包括6个镇与2个乡。2018年，山丹县人口超过20万人，工业领域增加值达4.83亿元，县区内水资源有1.235 6亿m3，地表水占比为64.42%左右，人均占有量为616 m3（仅为甘肃省人均占有量的47.2%、全国人均占有量的30.7%）。山丹县是水资源极为紧缺的县区。山丹县有效灌溉面积超过4.4万hm2，实际灌溉面积仅占55.15%左右。县域内的河流水系主要有祁连山系、大黄山诸河流及西大河，农业灌溉区主要有5大块，即马营河灌区、霍城灌区、寺沟灌区、老军灌区和山丹马场，其中马营河灌区可细化为3片，即上三坝片、马营河李桥片、清泉片［1］。
2 山丹县水资源利用现状
2.1 山丹县水资源总体情况
据有关部门统计，2021年山丹县地表水水量约为7 960万m3，入境水量约为15 800万m3，出境水量约为15 400万m3；由历史数据及当前数据可知，多年平均及频率P=50%的地表水量约为7 587万m3，P=75%的地表水量约为6 347万m3。在山丹县的平原地区，地下水每年净补给量超过1万m3，地下水和地表水的重复统计量约为6 273万m3，未重复统计的水量约为4 396万m3，不包括每年的重复排泄水量1 778万m3。
2.2 山丹县水资源利用情况
截至2021年，山丹县P=50%的可利用水量约为15 365万m3，地表水约占61.45%。按照总体规划，预计到2030年，山丹县P=50%的可用水量约为14 935万m3，并且地表水占比为60.34%左右。在水资源质量方面，一是地表水，实际监测结果表明李桥水库的水质能达到Ⅱ类；二是地下水，对五大灌区的水体样本化验结果显示，水质都符合相关标准的Ⅲ类。
2.3 山丹县水资源供需情况
一方面是需水量。从水资源需求的总体构成来看，2021年，山丹县需水量为15 003万m3，城市与乡村居民生活用水占比为6.74%，工业生产用水占比为2.07%，农业灌溉用水占比为83.86%，人工生态用水占比约为7.33%。由此可以看出，农业灌溉是当地主要的用水项目。另一方面是供水量。2021年，山丹县地表水为9 298万m3，地下水为4 570万m3，引水量为415万m3。预计到2030年，山丹县地表水将降至8 660万m3，地下水调整至3 068万m3，引水量扩大至3 019万m3，增加再生水228万m3。总体上来看，山丹县需水量达26 032万m3，缺水率高达45.1%。根据实际灌溉范围统计，在P=50%的条件下，山丹县供水量为14 283万m3，缺水率约为5%，主要缺水区域是山丹马场。在P=50%及P=75%的条件下，清泉片与寺沟区域的地下水都存在超采情况，前者超采量超过400万m3，后者达99万m3。
3 山丹县水资源利用优化策略
3.1 优化农业生产
3.1.1 调整农业产业结构。农业是山丹县的用水大户。因此，为提升水资源利用效果，降低客观的缺水条件对农业的影响，需结合市场需要、当地的水资源等各类自然条件，积极优化农业产业结构［2］。根据山丹县水资源分布的客观环境，可从草地农业及区域特色农业项目入手，逐渐优化农业产业结构。在辖区内及附近地区，挑选具有引水条件或降水量在250 mm以上的区域，同时构建草饲料生产基地，发展现代化畜牧业。在农牧交错区域，可适当采取退耕还草的调整方式，控制耕地范围，调整农牧业经营的侧重点，并调节山丹县粮食比重偏大、用水项目过于集中的格局，提升牧业占比。另外，山丹县属于粮食外调区域，但也要全力保障及提升粮食生产水平。在维护自然生态的前提下，根据人均、粮食需要、水资源供需关系、节水设计等，发掘水资源的利用潜力，实现粮食产量增加但用水量不变甚至减少。
3.1.2 采用节水技术。采用以松代耕、以旋代耕、高留茬免耕套播和贴茬免耕直播等方式，增加水分入渗深度，提高土壤蓄水保墒能力，减少水分流失；在生产上应用沟灌、沟中覆膜灌、低压管灌、滴灌、渗灌、喷灌和微喷等技术；近年来，我国已研制开发多种生物和化学、有机与无机的抗旱保水剂、水分蒸腾抑制剂等，可在旱作节水农业上推广应用。
3.1.3 完善农业基础设施。山丹县应巩固并完善现有五大灌区，适当调节农业灌溉规模；注重农业配套设施的全面普及，建成大量节水类、生态类设施，完善农业生产条件，促进节水型农业稳定发展［3］。
3.2 普及工业及生活节水措施
3.2.1 工业生产节水。落实取水定额管控，对辖区内取水量达到设定数值的用户实施重点监控；合理淘汰用水量较多的产业，全面开发节水型工业项目，普及循环利用水资源技术措施。山丹县在工业领域的节水管控落脚点为工业产业聚集区，涵盖水泥、食品及化工等多个产业，应着重推进工业生产机组改造升级。
3.2.2 生活节水。山丹县应落实供水管网的进一步优化施工，改造范围涉及43 km供水管道；在乡镇地区积极推进管网改造，共有360 km；采取计划供水及定额管控，将耗水量相对较多的酒店、居民区、医院及学校等划定为重点管控区域；全面普及节水器具，进一步控制生活用水量。
3.3 外流域调水
山丹县境内的引调水项目主要包括从西大河到白石崖干渠段、从白石崖到李桥水库、由李桥水库到山马路，这些外流域调水项目的实施有效满足了山丹县的水资源需求。其中，在西大河调水项目中，需先确定当地的取水条件。一是地形。项目区整体地势是南高北低、东高西低，根据海拔差异，经过冲洪积河谷、低山丘陵、平地。总体地形变化比较符合调水需要，能构成自流引水的模式。调出区与调入区都在山丹县辖区内，规划线路经过耕地及牧区。河道的一级阶梯段植被覆盖率较高，建设取水项目时应注意既有植物、草场与高程问题，尽可能不被除地质环境以外的客观条件干扰。另外，为了控制土地征用面积，减少对当地交通的影响，可沿着既有道路规划调水线路。二是水资源。出山口上游区域处于祁连山保护区缓冲范围内，不应增加其他建设项目，所以规划调水工程时，取水断面确定在出山口下游到西大河水库河段之间。其中，水库上游包括5条支流，鉴于引水条件与水流量等，仅有脑儿墩与平羌沟2条支流比较符合水源河流的条件。选择河道时，假设由脑儿墩支流引水，整个线路会比较长，并会跨过平羌沟。在此线路下，出山口处的河道周围覆盖的植被较多，如果选择此处建设调水枢纽，势必会影响原本的生态环境。假设在脑儿墩与平羌沟、狼牙沟三者交汇的下游河段进行引水，可获得的水量相对更多，但与脑儿墩引水问题相同，植被覆盖较为密集，人工调水项目也会干扰生态环境。综合地形、水资源及对自然的破坏度，最终确定将平羌沟作为规划河道。由此形成的断面，年均水量接近5 300万m3，符合引水的需要。
在西大河调水项目中，受水点确定为马营河，鉴于断面高程客观条件，选择自流引水模式，结合生态环境问题，尽量通过铺设管道的方式完成跨流域输水。在管线规划设计中，将整条线路划分为2个部分，即引水枢纽与输水管线。前者设计在水库上游平羌沟的出山口位置；后者则经过多个沟道，并沿着既有沟道布置。在引水枢纽至管线端口，高程差约为406 m，符合自压供水的需要。结合山丹县区域地表形态，制订2个管线建设方案，最终确定修建方案是绕过卡子梁，顺着公路分布。在距离引水枢纽318 m的下游位置开始，经过狼牙沟，穿过道路后，沿着道路右侧穿过红沙河，延伸到卡子梁山脚，绕过后沿着道路分布，之后有2处穿过道路，最终达到马营河。此管线布设方案不会对交通运输有明显的负面干扰，整条线路走向比较顺直，没有太多的施工扰动，管道本身的承压较小，总体投资额度较少［4］。
在规划水平年，西大河调水项目在确定水量满足3 019万m3的前提下，加之山丹县落实高效节水，能增加保灌面积约0.497万hm2，P=50%的情况下供水总量能达到14 974万m3，缺水率调整至32%左右。
3.4 加强水资源统筹利用
为尽可能提升水资源的利用效果，以满足不同领域的需要，山丹县进一步开发利用水资源时需秉承统筹全局的准则，应在对全县水资源情况合理评估的基础上，对水资源调用配置进行长期规划。在后期实施阶段，应结合实际状况调整规划方案，保障水资源开发利用的灵活性。在追求统筹全局的同时，应落实勘察作业，通过多次论证与研究，依托调水项目开发利用周边区域的水资源，减轻县区和马场缺水的压力，打破用水不足的困境。在工程建设方面，需根据历年来西部省份水力项目建设规划，对于大规模灌区加以改造，保障灌溉用水。为切实优化及涵养盆地水资源，应结合山丹县气候情况建设育苗基地，，培养耐旱树木、经济价值相对较高的观赏类植物，通过发展林业工程保护水资源。同时，通过示范及推广节水技术，减少对地下水的取用量。这对恢复生态系统、实现水资源循环利用、建设林业工程均有良好的推动作用［5］。
另外，山丹县开发水资源时应注重经济效益问题，根据当地经济发展现状开展投资及建设，这不仅能满足如今的发展需要，还可视为对未来的规划。
4 结语
山丹县缺水是急需处理的问题，加之开荒造田与水资源超采，使县区的生态系统不断恶化，既影响居民生活，又不利于山丹县与周围区域的生态发展。对此，应积极开发节水型农业，选择需水量较少的农作物，升级农业灌溉技术。同时，需进一步完善工业与生活用水方式，从源头预防水资源浪费，实施定额管理。另外，要合理开发调水工程，合理开发与调配水资源，增加山丹县的可用水量。
参考文献：
［1］袁广祥，陈德文，朱井生，等.河西走廊水资源开发利用诱发土壤盐渍化的风险评价［J］.中国农村水利水电，2021（10）：162-167.
［2］高明国，陆秋雨.黄河流域水资源利用与经济发展脱钩关系研究［J］.环境科学与技术，2021（8）：198-206.
［3］史海春，康旺儒，马小蕾，等.提升甘肃水资源保护及综合利用水平的对策研究［J］.发展，2021（3）：20-25.
［4］唐家凯.沿黄河九省区水资源承载力评价与障碍因素研究［D］.兰州：兰州大学，2021：126-128.
［5］张全锋.浅谈山丹县水资源开发利用现状及对策［J］.农业科技与信息，2017（14）：87-88.