（水利工程专业论文）讨赖河流域水资源利用规划研究.pdf

摘要 讨赖河流域水资源利用规划研究 学科： 导师： 作者： 教授答辩日期：2 0 0 5 3 摘要 讨赖河是我国西北地区较大的内陆河，主要涉及甘肃省酒泉市和嘉峪关市。流 域水资源供需矛盾突出。地下水、地表水转换关系复杂，水事纠纷十分频繁。一方 面，随着流域经济社会的发展，水资源供求状况的变化，经济社会发展和生态环境 保护对水资源的需求不断增加，水资源的稀缺性、基础性、竞争性日益突出，并由 此引发了一系列严重的社会经济问题：另一方面，由于上、中、下游水资源分配的 不合理，使水资源供需矛盾进步加剧，造成下游地区来水量逐年减少，地下水位 持续下降，水质不断恶化，植被退化等，直接威胁流域的生态环境安全，水资源的 问题已成为流域全面建设小康社会的严重制约因素。 论文从评价流域水资源量及其特征入手，全面分析流域水资源开发利用现状及 存在的问题，以节水、防污、生态环境保护与建设为基本点，拟定水资源利用及节 水规划方案，分析不同方案情况下区域水资源供需状况，水资源对区域经济、社会 发展的承载能力，通过研究节水方案和水资源合理开发利用方案，提出区域近远期 水资源利用对策。 论文通过建立流域水资源决策支持系统，全面研究流域地表、地下水相互转化 关系，分析该水系水循环的规律，依据水量平衡原理，对地下水资源进行均衡计算 和评价，统一评价和规划地表水与地下水资源，通过地表、地下水联合调度使水资 源得到高效利用、合理配置。 论文立足于充分利用当地水资源，按照产业结构调整要求及水资源配置的次 序，优先保证区内基本生活用水、其次满足重点工业用水，力求改善生态用水的原 则，综合考虑全社会节水、水污染防治等措施，提出了定时定量的地表水水资源分 配方案，而且根据地下水位变化趋势，分区提出了地下水资源开采限量指标，为流 西安理工大学工程硕士专业学位论文 域水资源的开发利用、配置、节约和保护提出符合实际的方案和建议。 关键词：流域水资源评价水资源决策支持系统方案 s t u d y o nw a t e rr e s o u r c eu t i l i z i n ga n d p l a n n i n go f t a o l a iw a t e r s h e d s u b j e c t ：h y d r a u l i ce n g i n e e r i n g a u t h o r ： a d v i s o t ： x 造 d e b a r ed a t e ： ，统w z 翟扣：毳，一 p r 。f e s s 。r m a r 2 0 0 5u a b s t r a c t t a o l a ir i v e ri sag r e a ti n l a n dr i v e ri nn o r t h w e s ta r e ao fc h i n a ，p a s s i n g j i u q u a nc i t ya n dj i a y u g u a nc i t y i ng a n s up r o v i n c e i nt h i sw a t e r s h e d ，t h e c o n f l i c tb e t w e e nw a t e rs u p p l ya n dd e m a n di si r r e c o n c i l a b l e ，t h ec o n v e r s i o n b e t w e e ng r o u n dw a t e ra n ds u r f a c ew a t e ri sc o m p l e x ，a n dt h ed i s s e n s i o ni nw a t e r m a t t e r sh a p p e n sf r e q u e n t l y o no n eh a n d ，w i t ht h ed e v e l o p i n go fs o c i e t ya n d e c o n o m y 。c h a n g i n gi nw a t e rs u p p l ya n dd e m a n ds t a t u s ，a n dt h ei n c r e a s i n gw a t e r d e m a n di ne c o n o m yd e v e l o p i n ga n de n v i r o n m e n tp r o t e c t i n g ，t h es c a r c i t y ，b a s i c n a t u r e ，a n dc o m p e t i t i o no fw a t e rr e s o u r c eb e c o m ei n c r e a s i n g l ys e r i o u s ，a n d s e r i e so fs o c i a la n de c o n o m i cp r o b l e m sa r eb r o u g h t o nt h eo t h e rh a n d ，b e c a u s e o fu n r e a s o n a b l ew a t e rd i s t r i b u t i o na m o n gu p s t r e a m ，m i d s t r e a ma n dd o w n s t r e a m ， t h ec o n f l i c tb e t w e e nw a t e rs u p p l ya n dd e m a n di sa g g r a v a t e d ，f l o wi nd o w n s t r e a m r e d u c e sy e a ra f t e ry e a r ，g r o u n dw a t e rl e v e lf a ll sc o n t i n u a ll y ，w a t e rq u a lit y i sd e t e r i o r a t e dw o r s ea n dw o r s e ，a n dv e g e t a t i o ni sd e t e r i o r a t e da sw e l l t h e s a f e t yo fb a s i ne n v i r o n m e n ti st h r e a t e n e dd i r e c t l y ，a n dt h ep r o b l e m so fw a t e r r e s o u r c ea r em a i nf a c t o r st or e s t r i c to v e r a l lc o n s t r u c t i o no f w e l l o f f s o c i e t y i n t h i sp a p e rw i t h t h eq u a n t i t ya n dc h a r a c t e ro fw a t e rr e s o u r c ea s b e g i n n i n g t h ea c t u a li t y a n d p r 曲l e m so fw a t e rr e s o u r c ed e v e l o p i n g a n d u t i l i z i n ga r ea n a l y z e d b a s e do nw a t e r s a v i n g ，p o l l u t i o nd e f e n d i n g a n d e n v i r o n m e n tp r o t e c t i n ga n dc o n s t r u c t i n g ，w a t e rr e s o u r c eu t i l i z i n ga n d w a t e r - s a v l n gl a y o u ta r es t u d i e do u t ，a n dt h es t a t u so fw a t e rs u p p l ya n dd e m a n d ， w a t e rb e a r i n gc a p a c i t yi nd i s t r i c te c o n o m ya n ds o c i e t yd e v e l o p m e n ta r e a n a l y z e di nd i f f e r e n ts c h e m e t h e n ，c o u n t e r m e a s u r eo fw a t e rr e s o u r c eu t i l i z i n g i nn e a ra n df u t u r ed a t ei sb r o t l g h tf o r w a r d ，t h r o u g hr e s e a r c h i n gw a t e r s a v i n g s c h e m ea n dw a t e rr e s o u r c er e a s o n a b l ed e v e l o p i n gs c h e m e b ye s t a b l i s h i n gb a s i nw a t e rr e s o u r c ed e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ，t h ei n v e r t r e l a t i o n s h i po fg r o u n da n ds u r f a c ew a t e r ，a n dt h ec i r c u l a rl a wo fw a t e rs y s t e m a r ea n a l y z e dr o u n d l y a c c o r d i n gt ow a t e rq u a n t i t yb a l a n c et h e o r y ，e q u i l i b r i u m c a l c u l a t i o na n de v a l u a t i o no fg r o u n dw a t e ra r es t u d i e d ，a n dg r o u n da n ds u r f a c e w a t e ra r ee v a l u a t e da n dp l a n n e du n i f i e d ，t h iss u r f a c ea n dg r o u n dw a t e ru n i t e d 西安理工大学工程硕士专业学位论文 d i s p a t c h i n gm a k e sw a t e rr e s o u r c eu t i l i z e dm o r ee f f i c i e n t l ya n dc o l l o c a t e dm o r e r e a s o n a b l y b u s e do nt h ep r i n c i p l eo fs u f f i c i e n t l yu t i l i z i n gl o c a lw a t e rr e s o u r c e 。 i nt e r m so fi n d u s t r ys t r u c t u r ea d j u s t e dr e q u e s ta n dw a t e rr e s o u r c ec o l l o c a t e d o r d e r ，i e 1 i f ew a t e rs h o u l db ef i r s t l ye n s u r e d ，n e x tt h em a j o ri n d u s t r yw a t e r t h e nt h ee n v i r o n m e n tw a t e rs h o u l db ei m p r o v e da sg o o da sw ec a n ，t l 垆m e a s u r e s o fw a t e r s a v i n ga n dw a t e rp o l l u t i o np r e v e n t i n ga l lo v e rt h es o c i e t ya r e c o n s i d e r e ds y n t h e t i c a l l y ，f i xq u a n t i t ya n dt i m es u r f a c ew a t e rd i s t r i b u t e dp l a n i sp o i n t e do u t ，a1 i m i to fg r o u n dw a t e re x p l o i t a t i o ni ne a c ha r e ai sg i v e n a c c o r d i n gt og r o u n dw a t e rv a r i a n tl e v e l ，a n dp r a c t i c a lp l a n sa n ds u g g e s t i o n s o 1w a t e rr e s o u r c ee x p l o i t i n g ，d i s t r i b u t i n g ，s a v i n ga n dp r o t e c t i n ga r e p r e s e n t e d k e y w o r d s ：w a t e r s h e d ，w a t e rr e s o u r c ee v a l u a t i o n ，w a t e rr e s o u r c ed e c i s i o n s u p p o r ts y s t e m ，s c h e m e 独创性申明 y8 4 3 4 0 1 秉承祖国优良道德传统和学校的严谨学风郑重申明：本人所呈交的学 位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知， 除特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人的研究成果。与我 一同工作的同志对本文所论述的工作的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并已致谢。 本论文及相关资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任。 论文作者签名多阮年歹月多口日 保护知识产权申明 本人完全了解西安理_ 王大学有关保护知识产权的规定，即：研究生在 校攻读学位期间所取得的所有研究成果的知识产权属西安理工大学所有。 本人保证：发表或使用与本论文相关的成果时署名单位仍然为西安理工大 学，无论何时何地，未经学校许可，决不转移或扩散与之相关的任何技术 或成果。学校有权保留本人所提交论文的原件或复印件，允许论文被查阅 或借阅；学校可以公布本论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或 其他手段复制保存本论文。 弓月乡移日 第一章绪论 1 绪论 1 1 研究的背景与意义 讨赖河是甘肃省河西走廊地区较大的内陆河【i 、2 】之一，发源于祁连山 中段i3 1 ，流经青海省祁连县、甘肃省张掖市的肃南县、嘉峪关市的嘉峪关 区、酒泉市的肃州区和金塔县，在肃州区和金塔县交界处的金塔县侧汇 入鸳鸯池水库 4 1 ，并耗散与金塔县的鸳鸯灌区，最后以剩余地下水的形式 回归于黑河干流的中下游段。 讨赖河流域东起张掖市肃南县和高台县，与黑河干流流域接壤，西 以嘉峪关市和玉门市交界的黑河山为界，与疏勒河流域毗邻，北至金塔 县与内蒙交界处，南边始于青海省祁连县、天峻县和甘肃省肃南县、肃 北县崇山峻岭区，中部为酒泉市肃州区，属于黑河西部子水系统，流域 出山口以上国土总面积1 1 1 4 1 k i n 2 e 5 1 。( 见圈1 1 和1 2 ) 讨赖河流域共有发源于祁连山的大小河流6 条，从西到东依次是讨 赖河、洪水河、红山河、观山河、丰乐河、马营河，另外流域内沿祁连 山还有涌泉坝、黄草坝、榆林坝、瓷窑口、屈家泉口、文珠沙河等九条 小沟小河。按目前地表水联系及其尾闻归宿可分为东西两个相对独立的 水系，西部讨赖河、洪水河、红山河三条径流归入金塔县鸳鸯池水库， 进而入下游金塔盆地；东部观山河、丰乐河、马营河为浅山短流，三条 径流归入肃南县明花灌区下游的明海湖和高台县的盐池盆地：东西两个 水系最后都以地下水的形式归入黑河千流。本次研究的主要范围是讨赖 河流域出山口以下的嘉峪关市的嘉峪关区、滔泉市的肃州区和金塔县等 三县( 区) 。 讨赖河流域位于甘肃省河西走廊西部，入口较为密集，区内工业较 为发达，是西陇海兰新经济隆起带上的重要节点。流域水资源开发历史 悠久，在西汉时期就出现了引水灌溉1 6 ，明清时期流域灌溉农业已经发展 到了一定规模。解放后，流域内工农业发展迅速，以酒钢为代表的工业 西安理工大学工程硕士专业学位论文 发展势头迅猛，农业灌溉面积不断扩大，各部门的需水量急剧增加，水 资源的开发利用程度不断提高。 根据2 0 0 0 年统计 7 1 ，流域现状有效灌溉面积1 7 1 6 4 万亩，其中农田 灌溉面积t 4 4 1 万亩，林革灌溉面积2 7 ，5 4 万亩：人口6 1 0 4 万，其中城 市人口3 0 5 3 万人，农村入口3 0 5 1 万人；水资源的开发利用程度达到7 1 以上。由于水资源的过量开发，尤其是地下水资源的无序开采，产生了 一系列的社会经济和生态环境问题，水资源供需矛盾日益加剧，地下水 开采现象十分严重，地下水位大幅下降，导致天然植被萎缩，土地沙化。 同时由于缺乏合理的水资源配置方案和切实可行的分水制度，流域内各 行政区、工农业各部门之间争水矛盾十分尖锐，水事纠纷突出，尤其是 嘉峪关市，水资源的不足已严重影响到工农业的发展。 按照“全面规划、统筹兼顾、标本兼治、综合治理” 8 1 的原则，和新 时期“工程水利向资源水利转变”的治水思路f 9 】以及“科学管理、合理配 置、高效利用、有效保护”的治水方针m1 l 】，对流域的水资源进行合理 配置规划，已经成为指导流域全面建设节水型社会、寻求可持续发展之 路的重要举措。水资源配置规划应立足于充分调查研究，根据当地水资 源和水资源开发利用现状，分析并提出存在的主要问题，充分研究解决 问题的思路和办法，本着科学合理配置水资源的原则【9 】，按照产业发展及 水资源配置的次序，优先保证区内生活用水，基本满足工业用水，力求 改善生态用水，节约农业用水，地表水、地下水联合调度，对流域的水 资源进行配置。 本研究以流域水资源供需分析为突破口，研究范围从单一的社会经 济用水的供需拓展成在流域社会经济系统和流域生态环境系统中展开， 由于生态用水的约束，社会经济用水利用模式从“以需定供”转向“以 供定用”，进而实现总量控制下生态效益与经济效益之和最大化：本研究 不仅提出了定时定量的地表水水资源分配方案。而且根据地下水的补排 分析，分区提出了地下水资源开采限量指标，通过分析指出流域未来水 2 第一章绪论 资源所面的形势是十分严峻的，必须开源与节流并举，通过全面建立节 水型社会，加强水资源管理，为流域社会经济的可持续发展提供强有力 的水资源支撑。 图1 - 1 讨赖河流域河流水系图 皇圭矍三垒耋三兰矍圭耋兰兰竺耋耋 图1 - 2 讨赖河流域行政区划盟 1 2 水资源转化理论和现代水资源规划体系 1 2 1 水资源转化理论 讨勒河流域是一个典型的干旱区，水循环改变引起的水资源转化问 题可以用水资源转化理论描述。水资源转化的理论体系经历了一个由简 至繁的发展过程，最初人们提出的是“三水”川转化机理，即降水、地 表水、地下水；后来又出现了现在应用较广的“四水” 5 2 3 转化理论，即 大气水、地表水、地下水、土壤水。 第一章* a - - z e 大气水、地表水、地下水、土壤水( 以下简称“四水”) 是水资源的 四种不同形式，它们之间相互联系，相互转化，构成水资源循环，水量 转化发生在水循环过程中，现代水循环的概念是把它们视为一个动态有 序的系统，即“四水”转化系统。对于灌区来说1 5 3 ，由于引水灌溉、排 水、开采地下水等人为水事活动，改变了自然条件下的“四水”循环转 化规律，农业水资源转化系统实际上是一个自然人工复合系统，所 以，该系统除“四水”系统外，还应该包括灌溉用水系统。 地表水来源于从区外引用的地表径流w s a 和由区域当地降水p 产生 的地表径流。地袁水在输水过程中有水量损失，即部分水量转化为大气 水( 蒸发) 、土壤水和地下水。引用的地表水灌溉农田，转化为土壤水和 地下水。土壤永来源于降水与灌溉水的入渗、在地下水埋深较小的情况 下还有潜水蒸发对土壤水的补给。土壤水除部分下渗补给地下水外，通 过地表蒸发与植物( 作物) 蒸腾转化为大气水而消耗掉。地下水来源于 地表水的入渗补给、降水的入渗补给、和区域外的侧渗w g a 。地下水通 过并灌与潜水蒸发转化为土壤水，通过农田排水转化为地表水，部分地 下水w g b 通过侧渗排出区外。区域排出区外的水量w s b 的组成较为复 杂，有地表水输水过程中的退水( 含当地降水无法拦蓄的地表径流) 、农 田的排水、城乡生活与工业的排水等。区域的水量最终消耗于蒸发蒸腾、 即e t 。 以年为单位、不考虑地下水的超采，忽略土壤水与地下水储水量的 变化，区域年消耗的总水量e t 为： e t = p + ( w s a w s b ) + ( w g a w g b ) ( 1 - 1 ) 式中：w s a w s b 区域地表水的引排差；w g a w g b 区域地下水的侧渗差。 围绕水资源转化关系的理论体系，国内外学者不断地完善这一转化 关系，在转化的各个环节上取得了进展。 以往的水资源转化关系都是用每年的径流、降雨、蒸发等资料来分 西安理工大学工程硕士专业学位论文 析，进入9 0 年代初，一些科学家开始使用以月为单位的资料建立水资源 转化关系。如澳大利亚m a r q u a r i c 大学在1 9 9 2 年分别对三个流域1 2 年、 8 年和6 年的资料进行了回归分析，并对地下水的存储量进行了计算，由 于时间步长较短，计算取得了很好的精度。又如我国学者杨建锋在禹城 试验站进行了全面丽长期的测定水分蒸发的试验，他运用新型的土壤渗 漏仪，测定地表蒸发量、地下水的排泄量、地下水和地表水的交换量， 以及作物的蒸散发作用，取得了较为全面的数据，认为浅层地下水对土 壤水盐运动和植物蒸发有很大的影响，应该把浅层地下水作为大气一水 一土壤连续体的一部分。 在应用领域，水资源转化模型在国内外得到了广泛的运用。早在1 9 9 1 年，尼日尔就运用g i s 提供的空间和时间资料，在1 5 0 0 k m 2 的流域面积 上建立了水资源转化模型；在国内，辽宁省在1 9 9 8 年用“三水”转化的 机理，以降水为输入，以计算水资源量为输出，建立了降水、地表水、 地下水转化模型，用于估算水资源量；同年，中科院通过对西部干旱地 区内陆河流域山前平原地区河水、地下水和泉水相互转化机制的研究分 析，建立了模拟与计算相结合，兼有预测性质的水资源转化与开发利用 模型。 在现行的水转化理论和应用中，大多偏重于均匀下垫面均一介质条 件下的水分转化研究，只能适用于较小的尺度范围，对于不均匀下垫面 非均一条件下，由空间变异和时间变化所引起的问题还未能很好的解决。 1 2 2 现代水资源规划体系 a 、以流域系统为对象进行水资源整体配置 流域是具有层次结构和整体功能的复合系统，由社会经济系统、生 态环境系统、水资源系统构成，并通过水量、水质和投资形成了相互依 存与制约的关系如图1 - 3 所示。流域系统是最能体现水资源综合特性和 功能的独立单元。因此，流域系统就成为了水资源整体配置最为适宜的 第一章绪论 对象，配置行为主要在三个层次上展开。 社台经济 暴统 环境保护投美 康资簿配避 来督源胛发 利用投3 一 全经 弃 ! i 雁h 1 术 生卷邵境质匠 木赞酥系统 曩二杏i ； ；蟾 乐 竟 水舔搏保护 木外墙丽置 球循环稳定 ， ：枣坪境 l | i 护蝌木 图1 3 水量、水质和投资关系图 ( 1 ) 区域发展层次。在区域发展层次上的水资源整体配置必须兼顾 除害与兴利、当前与长远、全局与局部，在社会经济发展与生态环境保 护两类目标间进行权衡，如关于生态环境保护目标和社会经济发展目标 的确定，力争使长期发展的社会净福利达到最大；( 2 ) 经济行为层次。在 经济层次上的水资源整体配置行为主要表现为对水资源需求侧与供给侧 同时进行调控，使社会经济发展与资源环境的承载能力相互适应。适应 经济规律作用，依据边际成本替代准则，进行生产力布局调整、产业结 构调整、水价格调整、分行业节水等措施，抑制需求过度增长并提高水资 源利用效率；( 3 ) 在工程建设与调度管理层次。在工程建设层次上的水 资源整体配置行为突出表现为调动各种手段改善水资源的时空分布和水 环境质置以满足发展需求；由于水资源开发利用中存在的市场失效现象 与外部性不经济性，因此管理行为重点在于通过水资源统一管理和总量 控制使开发利用过程中的各种不经济性内部化。 b 、以流域水循环演变作为规划的科学基础 流域水循环构成了社会经济发展的资源条件，是生态环境的控制性 要素，也要解决一切水问题的科学基础。人类活动从循环路径、循环特 7 西安理工大学工程硕士专业学位论文 性和循环动力机制3 方面明显地改变了流域水循环过程。温室气体的大 量排放引起了降水量变化和酸雨产生；土地利用和城市化使得流域地表 水的产汇流特性和地下水的补给排泄特性发生很大改变。各种开发利用 活动改变了江河湖泊关系和地下水埋深，并形成了由开发、利用、消耗、 排泄等环节构成的人工侧支水循环。 由于流域水循环过程的演变，在对历史不同时期、不同发展阶段进行 水资源动态评价时，必须将流域水文特性的改变与同期下垫面改变联系 起来；在进行水资源开发利用评价时需要将生产力的不同发展阶段与开 发利用方式的变化联系起来；在进行生态环境评价时必须将流域水循环 改变与伴随水循环变化的水一沙、水一盐、水一化学、水一生态过程变 化联系起来。以流域水循环为基础，进行水量水质生态环境三位一体的 动态评价。流域水循环的结构与水资源规划的相互关系如图所示( 图1 4 ) 。 图1 - 4 流域水循环的结构与水资源规划的关系图 c 、市场条件下的水资源供需分析模式 市场条件下的水资源供需分析模式，既不是单纯的以供定需，也不 是单一的以需定供，而是根据社会净福利最大和边际成本替代两个准则 第一章绪论 确定合理的供需平衡水平。在宏观经济层次，由于抑制水资源需求和增 加水资源供给都需要付出代价，因此二者间的平衡水平应以更大范围内 的全社会总代价最小为准则。在微观经济层次，由于不同水平上抑制需 求和不同水平上增加供给的边际成本都会发生变化，因此二者的平衡应 以边际成本相等为准则。 在供需分析模式协调过程中，以边际成本替代性作为抑制需求或增 加供给的基本判据，进行供需综合平衡。当转移大耗水产业至水资源丰 富地区的边际成本更低时，则进行生产力布局调整；当实施跨流域调水 至本地区的边际成本更低时，则进行跨流域调水。若由于投资约束而暂 时不能实施具有最小边际成本的供水项目时，近期按以供定需模式进行 规划方案的编制，同时说明以供定需模式对区域发展制约所引起的当地 社会、经济、环境损失。 d 、以水资源合理配置为中心的总体规划模型体系 在实施流域水资源总体规划行为时，必须坚持以水资源合理优化配 置为中心。根据流域系统结构的分析，流域水资源总体规划模型体系由3 个主要模型组成：水资源合理配置多目标决策模型、宏观经济模型、水 资源系统模型( 包括对生态环境的子系统模型) 。总体模型负责规划方案 辅助生成与优选，其余各模型与流域复合系统的3 个子系统相对应，负 责备选规划方案在某一方面的模拟。通过总体模型与子系统模型的信息 反馈，实现优化与模拟的结合，解决合理配置中的风险问题。 1 3 研究的主要内容 1 3 1 研究的范围 本次研究范围包括出山口以下的嘉峪关市嘉峪关区、酒泉市肃州区 和金塔县等三县区，共分三个二级区、1 8 个三级区a 具体分区见表l 一1 。 山区由于用水量少，本次不列入研究范围。 9 西安理工大学工程硕士专业学位论文 表1 1讨赖河流域规划分区表 二级区所属河流 三级区 嘉峪关区 讨毂 可干流嘉峪关区、讨南嘉峪关部分、讨北矗峪关部分 讨鞍河干流讨南灌区、讨北灌区、清水河灌区、临水河灌区 洪水河洪水河灌区、肃州区 红山河红山河灌区 观山河观山河灌医 肃闸区车乐河上清河灌匡、下清河难区 涌泉坝 浦采坝灌区 榆林坝榆林坝灌区 黄草坝黄草坝灌区 马营 可马营j 可淮区 金塔县讨赖河、洪水河 鸳鸯池灌区 1 3 2 研究的主要内容 论文在充分收集整理基础资料的基础上，重点对流域的地表水、地下 水及两水转化机制进行研究，分析社会经济发展、生态环境保护与水资 源之间的供需矛盾，并提出流域近远期发展在水资源方面的对策： ( 1 ) 调查收集河流的水文资料。包括流域内所有降雨、蒸发、地表 径流、地表水水质；收集流域内所有长期观测井资料，与当地地质部门 协作收集水文地质资料，地下水位埋深、变幅、地下水水质等资料。查 明流域内各分区的水资源量，包括地表水资源量、地下水资源量和水资 源总量，分析评价水资源量及其特点。 ( 2 ) 针对流域社会经济发展与生态环境保护在水资源方面所面临的 严峻情势，为全面分析三者之间存在的矛盾，对不同需水方案分区进行 长系列供需平衡计算，建立流域水资源决策支持系统，对流域水系由河 网、泉水、水库等地表水和地下水构成的复杂水系统进行深入研究，进 行地下水的均衡分析，研究流域地表水、地下水两水转化特点，并根据 水资源、自然地理及社会经济等特点，提出有限的水资源条件下流域经 济社会发展的合理承载能力，并对现行分水制度修订完善。 ( 3 ) 在流域水资源合理配置成果的基础上，从节水和水资源开发利用保 护的角度出发，以切实有利于流域可持续发展为目标，研究提出流域相 1 0 第一章绪论 关水系骨干调蓄工程和节水改造的建设规模及开发时机，优化健全水利 工程建设布局和水资源统一管理机制，建立和完善流域水资源开发利用 和保护的工程体系和非工程体系，为流域建立节水型社会，提供科学参 考。 第二章流域概况 2 流域概况 2 1 基本概况 2 1 1 自然概况 1 、行政区划 讨赖河流域位于河西走廊西部，为黑河西部子水系系统，出山口以 上流域面积1 1 1 4 1 k m z 。流域包括上游的青海省祁连县、天峻县、张掖市 肃南县、酒泉市肃北县，中游地区的嘉峪关市嘉峪关区、酒泉市肃州区、 玉门市、张掖市肃南县，下游地区的酒泉市的玉门市、金塔县和张掖市 的高台县等共九县( 区) 。 2 、地形、地貌条件 讨赖河上游南部祁连山区是海拔3 0 0 0 5 0 0 0 m 的高山群，气温低， 降水较多，冰川发育。走廊平原区的中、下游分别为酒泉盆地和金塔盆 地，地势平坦，是发育广阔的绿洲，绿洲边缘地带有戈壁、沙漠分布， 大致呈南西一北东方向分布。 3 、气候 上游南部祁连山地，地势高，气候寒冷，在海拔较高地带，常年积 雪，分布有冰川。属典型高寒半干旱气候。 中部走廊酒泉盆地至北部金塔盆地，其气候特点是：温差大、降水 少、蒸发大、日照长。据滔泉、金塔气象站资料统计，多年平均气温7 3 8 o ，极端最高气温3 8 4 3 8 6 ，极端最低气温3 1 6 2 9 c ， 日温差较大，俗有“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”之说。全年日 照时间长，平均在3 0 3 3 3 1 9 3 h ，光照充足，有利于作物生长。冬季寒冷， 冻土极值深度1 3 2 1 4 1 c m 。全年无霜冻日数在1 3 6 1 5 3 天，最大风速 2 1 2 5 m s ，年平均风日4 0 5 1 天，沙暴频繁发生，对农作物有一定危害。 其次干热风也是本区农业的主要灾窖性天气。有关气象要素见表2 - 1 表 西安理工大学工程硕士专业学位论文 2 2 。 4 、降水 上游祁连山区的降水量随高程由南向北递减，约在3 0 0 l o o m m ，干 旱指数2 1 0 。 中下游平原区多年平均降水量酒泉8 5 3 m m ，金塔5 9 9 m m ，降水的 8 0 集中在5 9 月，年平均蒸发量2 1 4 9 2 5 3 9 m m ，其干旱指数高达2 0 以上，属灌溉农业区。 5 、河流水系 流域内主要河流有讨赖河、洪水河、红山河、观山河、丰乐河、马 营河等6 条河流，其中多年平均径流量超过1 0 亿m 3 的河流有讨赖河、 洪水河、马营河3 条河流，另外3 条河流均小于1 0 亿m 3 。其共同特点 是：径流年际变化不大，年内变化大，汛期7 9 月来水量占全年来水量 的4 7 7 7 。水量补给以冰川融水、降水和地下水为主，冰j t l 融水占o 9 3 5 4 。 除以上主要河流外，流域内沿祁连山还有涌泉坝、黄草坝、榆林坝、 磁窖口、届家泉口、文珠沙河等9 条小沟小河。 讨赖河、洪水河、红山河等西部三条河径流归入鸳鸯池水库，进而 入下游金塔盆地。东部观山、丰乐、马营等东部三条河径流归入肃南明 海湖和高台县的盐池。 2 1 2 社会经济状况 本次规划范围主要包括嘉峪关区、肃州区和金塔县等3 个县( 区) 。 主要厂矿企业有酒钢集团；主要灌区有讨南、讨北、洪水河、红山河、 清水河、临水河、观山河、丰乐河、马营河及嘉峪关市所属灌区等1 8 个 灌区。 根据2 0 0 0 年统计资料，规划区总人口6 1 0 4 万人，其中农业人口3 0 5 1 万人，非农业人口3 0 5 3 万人，各占总人口的约5 0 ：有效灌溉面积1 7 1 6 4 第二章流域概况 万亩；国内生产总值2 8 4 亿元；工农业总产值7 5 2 7 亿元；大牲畜1 2 6 万头，小毪畜8 4 6 7 万只；粮食总产量8 8 9 0 万t 。规翊区2 0 0 0 年社会经 济各指标统计详见表2 3 。 1 4 西安理工大学工程硕士专业学位论文 翅 墒 】j 啪 至 哩 u 叮 差 魄 + u 四 l z l 匝 荨 旨 r z吧 u 正 芸 z咆 u 旺 事 幽 、 重 u 正 g t 誉 罱 高 zu 叮 ， zz d 回 蚓 zu 凹 群 zz d 薯 葛 鲁 1 1 蚕 迥 u 篮 鲁 咀 u 叮 章 1 z鸭 u 捌 爨 昌 目 兽 昌 鲁 鼍鼍 * 皇 u 宴 u 剖倒 巅 蛹喇嚼赠划恺 碧 剖鼎蜊埘林疑 皿凝 蛹rrr r蹦 磷 蒙 求一 翻豫 腻 嚣 懈 越匡皿 r挺坦挂 垡智 * 冁鲁 蛆铤 嚏舞篁州 匠捌 匠 唛 露皤蠢翼 垃 氍匿 匿糠 雷 挂肇 避嚣 匠娥_ k 刽拯 皿售霸霹蜜疆露 长叮 皿皿 露辫联 夺收拄媳 愈趣 肾旺*斗辟 辎 牛 贮 皤 匝 贮妇 斗磐 磐 搿 嘤 喇区 哎 墙 昨 斗 暖辎嚣哎谁 皿 曲 瞄 暖 正稚 廿 妇 j 卜 妇 旺 啦 j 卜蜷j 卜避廿 谁蚌 谁暖正暖 旺 妇 皿晡 选 卜 酲 j 廿 廿睦醒匦 j 卜 踺 j 卜也 靠电缸啦啦 廿 鐾j 廿蚌 廿 廿 醒 鼎 廿 j 卜s 避匿懿酲匿酲选 8 蟋畦 样糨黼毒斌肇矿*端每薯若琏艇 l h z 样 1 6 第二章流域概况 划 蝴 冲 山 剞 蚕 u 叫 星l 十 町 qt事 葛高 薹 u + - 旺 + 蚕 u 皿 z u 蟹叶 、 岛 茔 u 正 l 单u 皿 l 每 誊 收 詈 d 町 誊 悄 重 d 正 z 目 蚕 u 世 t 一 主l 1 葛 瓮 u 一 正一 1 1 z zo 暖 l l 趟 更 巨 蓉 掌 昌 g 毒 廿 吕目 u 曹 瑙划 糍 嚼赠 嚼赠剖趟憾蜊蜊糕域 慕 皿柱 赠f葑jf矿列 聪妊 将 鼎旧瞎聪 瞬嘣厘田 皿 f褪 避 袒 堂韶 栅譬 求 癌舞霉刊 暖制匠匿 曝 曩塔皤堪罂 鞋 嚣磋 i 皿粼 黉犍埴蛞露 匠硪k l妊 皿露霹 磐释曩 皿 k丑 匿德 鳍皤氍k斗k足啡蚺 彘誊 謦暖 甘-茸- 鞯 辚斗嚼职 皿吐 懵_磐 释喇正 嚷匠 哎 瑙 酶嚏 妇 正叮 正匝旺 辄 叹柏 暖谁 皿辎辎暖稚哎 靠 旺 联 口 j 卜妇电扛妇妇晡 廿 鼍缸 廿 蝴廿 蟪正 旺 妇廿础 廿吨 口妇 s 卜廿 廿廿j 卜 遐 蚌蟋 井 龌 j 卜妇 撕 廿匿廿鲢j i 靠 廿 蝇酲酲窿龌越 畦 鲢廿】 卜e崆 b 廿酲 8畦 酲 醛麟黼蒜取攀矿*蜷旧舞舞辫制 h 文琳 西安理工大学工程硕士专业学住论文 趱一 扎1 r 州奴 器 墨一 n 皿j 霉 一 删 l苫 荨 v 1 1 r 面 o 夏 g 荨 k 刳2 甘 v 蚓 l g 菖 扎 驾掣 话 甍 = 一 珀 h 一 埘 咀 证 铬 增 葛 o n v彝 o 苎 删 世唰 g = 2 l临址 葛 n 矗 划 叼 氍 霹 hn一 鲁 世删 葛 = 郇址 岛 器 罄 一 髭 一 趔 g g 社 g 豁 磊 鼾 n 一 球 却 瓮 遗 冢 昌 u 忙 甚 善 妞 援 掣甘 辩 凶搬 葛 裂 球 2 k一 _ 。 i 8一 嚣口 蕞 g 口 # 2 葛 翟 8 葛 凼爿 譬 摧 高 o 88 寸 苌 2 口 键 星 2 一 。 躜 n 篇 0 嗣s 哥 罄 璺矿 甚gg鲁 = = 冠 饕葛 诺 ：2 盈 2 翥 一 nn卜 一一 凶 一一攥 凶 褥 艇嚷庭定霹震寝窟宦 ：妊 峰碾 水 ：k甓：b 砰 幄 釜祷*弓弓龄 粗 1 i e 盗 控 馨乓牲y盘 凶 ：它 ：巴 艇 婆 蠖蛸甏 井心 媒 ：它窖 懈 辩增照 碰i畦凶 誓怛 慧哺 8尽爱 懈状 秣羞嚣瑚琴悔蜊捐嚣1留嚣基饕茁廿oooh _ 一懈 第二章流域概况 2 2 水资源 2 2 1 水资源分布特点 1 、河流分布特点 自西向东依次有讨赖河、洪水河、红山河、观山河、丰乐河和马营 河。其中讨赖河横穿整个流域，经过嘉峪关区、肃州区和金塔县。而从 现状地表水来看，近讨赖河干流和洪水河有水力联系，最后汇流入鸳鸯 池水库。其他各河流均自成体系，地表水全部消耗并消失在各自灌区内 见图2 1 。 讨赖河流域各主要河流概况见表2 - 4 。 2 、径流特点 讨赖河流域中部走廊地区整体上属于干旱少雨，多年平均降雨量 7 0 m m 左右，蒸发量达2 3 0 0 m m 左右，干旱指数达3 0 以上。各河流的径 流特点是：年际变化不大，年内变化大，汛期来水量占全年来水量的一 半左右，水量补给以冰川融水、地下水为主，其中冰川融水占到2 5 左 右。 讨赖河流域各主要河流径流特点见表2 5 。 西安理工大学工程硕士专业学位论文 图2 1 讨赖河流域水资源开发利用规划示意圈 1 9 第二章流域概况 表2 - 4讨赖河流域各主要河流基本情况表 河流 集水面积( k i n 2 ) 多年平均径流量( 亿i t 3 ) 讨赖河6 8 8 36 2 9 1 4 洪水河 1 5 8 12 4 5 6 3 西部三条河 红山河1 1 70 2 5 0 9 小计 8 5 8 l8 9 9 8 6 观山河1 3 50 1 5 5 9 4 丰乐河 5 6 8 0 9 6 6 1 涌泉坝7 50 0 6 5 1 东部三条河片榆林坝 5 2 50 0 4 3 0 黄草埂 4 9 3 0 0 4 3 0 马营河 6 1 91 1 3 1 9 小计1 4 9 8 82 4 0 5 0 合计 1 0 0 7 9 81 1 4 0 3 6 表2 - 5讨赖河流域各主要河流径流特征表 多年汛期径流量( 7 - 9最大 编 平均月)年径 出现 最小年 号 河名站名径流 多年平占全 流量 年份 径流量 出现丰枯 f 亿 均( 亿 芷 ( 亿 ( 亿一) 年份比 m m 3 ) ( ) m 3 、 l讨j 蠹河冰沟 6 2 92 9 0 4 6 1 5 1 2 9 2 1 9 7 24 8 91 9 9 72 6 4 2 洪水河新地 2 4 6l8 97 6 7 85 5 41 9 5 81 s 31 9 6 83 6 3 3 丰乐河丰乐河 09 7o 7 07 2 2 42 0 71 9 7 70 5 61 9 6 83 6 9 4 马营河马营河 1 1 307 26 3 “2 6 21 9 5 80 7 41 9 6 83 5 3 5红山河o 2 50 1 24 6 3 20 5 11 9 7 20 2 01 9 9 02 6 3 6观山河0 1 6 0 1 l 7 2 5 70 3 41 9 7 70 0 91 9 6 837 0 7涌泉坝涌泉坝0 0 70 0 57 2 5 70 1 41 9 7 70 0 41 9 6 837 0 8 榆林坝榆林坝0 0 40 0 3 7 2 5 70 0 91 9 7 7 0 0 31 9 6 837 0 9 黄草埙黄革坝 0 0 40 0 37 2 5 70 0 91 9 7 70 0 31 9 6 83 7 0 2 2 2 水资源量 1 、地表水资源量 经对1 9 7 0 年2 0 0 0 年水文系列资料计算，讨赖河流域出山口地表水 资源量1 1 6 2 1 6 亿i d 3 ( 其中入境水量2 9 8 亿m 3 , 主要由讨赖河上游青海 省入境) 。 2 、地下水资源量 地下水资源量主要由上游山区潜流、流域周边侧向补给和平原区降 水入渗补给三项组成，共计0 5 1 3 7 亿m 3 。 3 、水资源总量 西安理工大学工程硕士专业学位论文 水资源总量由多年平均地表水资源量和与地表水资源量不重复的地 下水资源量两部分组成，两者之和为1 2 1 3 5 3 亿m 3 。其中东部马营河、 丰乐河、观山河片为2 5 5 2 亿m 3 ，占流域内水资源总量的2 1 ；