中图分类号： F124.5 文献标识码： A 文章编号：1003-3637(2007)03-0114-05 多年来，由于自然和人为活动的影响，西北干旱区内陆河流域气温升高，水资源减少，沙漠化扩大，沙尘暴肆虐，生态环境问题十分严峻。如何实现西北内陆干旱区流域水资源、环境与经济社会的协调发展，已成为政府、广大人民群众和学术界十分关切的重大问题。 河西走廊东部的石羊河流域，在我国西北干旱区内陆河盆地中人口密度最大、人均水资源占有量最少、水资源开发利用程度最高。同时，流域内水资源利用秩序也最为混乱，尤其是流域下游的民勤县，人们赖以生存的绿洲面临崩溃，已经到了非治理不可的地步，以致国务院总理温家宝曾对石羊河流域生态环境问题作了11次重要指示，在2007年十届全国人大五次会议参加甘肃省代表团审议时，温总理说，作为甘肃代表，他关心并希望做好四件事，第一件就是再次重申“决不让民勤县变成第二个罗布泊”。目前，国家正在实施石羊河流域重点治理应急项目，预计不久将会开展对全流域的综合治理工程。 流域是具有动态和反馈特征的复杂系统。模拟模型是流域水资源问题研究中一种强有力的工具。然而目前对西北内陆干旱区流域综合治理方略的动态模拟还比较薄弱。为此，我们以石羊河流域武威市为背景，构建了包括内陆河流域地表水和地下水相互转化及其与生态环境和经济社会相互影响、协调发展的大型系统动力学模型，试图为西北内陆干旱区流域综合治理的动态研究提供可资参考的方法；同时在对武威市水资源开发利用和经济社会发展进行1990年～2005年十五年跟踪研究的基础上，进行各种综合治理方略的动态模拟，展示从目前到2020年期间综合治理的生态效果和对经济社会的影响，通过多种治理方略的对比分析，提出相应的政策和措施建议。 一、西北干旱区内陆河流域的特点及石羊河流域概况 1.西北干旱区内陆河流域的显著特点。西北干旱区内陆河流域水资源的一个突出特点是，地表水与地下水具有十分密切的联系，二者相互转化、重复利用，形成统一的水资源系统。这种特点在理论和实际利用方面都有着重大意义。如在石羊河流域的南盆地和北盆地，地表水和地下水依次发生两次大的循环转化过程。而在河西走廊的黑河流域，还存在着第三次转化过程。河水渗漏成为地下水补给的主要来源。在新疆塔里木河的和田河、叶尔羌河、阿克苏河和开都河—孔雀河流域即“四源一干”的地下水资源量为120.18亿m[3]，地下水补给中的河道渗漏、渠系渗漏和田间渗漏量三项合计约占全部地下水补给量的84.09%。河西走廊黑河流域地下水资源量50.89亿m[3]，三项渗漏补给量也占全部地下水补给量的82.06%[1]。 从经济和社会角度看，流域的经济活动以水资源开发为中心。在西北干旱区，没有水就没有绿洲。由此形成了内陆河流域第二个显著特点，即水资源与环境和经济社会之间更为强烈的相互制约关系。因此，在西北内陆干旱区流域的综合治理中，一个重要的问题，就是不仅要动态地研究地表水与地下水相互转化的机制和过程，而且需要从整个流域出发，研究水资源与生态环境和经济社会发展过程中存在的复杂的反馈机制。 2.石羊河流域武威市概况。石羊河发源于祁连山区，是甘肃省河西走廊三大水系之一。石羊河流域行政区划包括武威、金昌两市以及张掖市和青海省的一部分地区。武威市是石羊河流域最主要的灌区，也是石羊河流域综合治理的重点地区。武威市石羊河流域自东向西有大靖河、古浪河、黄羊河、杂木河、金塔河、西营河6条较大山水河，以及多条小沟小河。多年平均地表水资源量为10.382亿m[3]，其中自产水资源量为6.753亿m[3]，入境水资源量为3.629亿m[3]。不重复的地下水资源量为0.793亿m[3]。全市石羊河流域自产水资源总量为11.145亿m[3]，加上景电二期工程延伸向民勤县调水0.6亿m[3]，流域内水资源总量为11.755亿m[3]。由于地下水重复利用，经计算，全市石羊河流域2000年可利用水资源量为17.435亿m[3]，其中地表水为11.483亿m[3]，地下水为5.952亿m[3]。石羊河流域多年河川径流量呈现出减少趋势，加之经济社会快速发展，流域水资源供需矛盾日益加剧。据甘肃省水力勘测设计院资料，2000年全市石羊河流域实际需水量达21.17亿m[3]，其中地表供水9.25亿m[3]，开采地下水11.83亿m[3]，超采地下水量5亿m[3]左右。各行业需水中农业所占比重在90%左右。据民勤县水利局测算，2000年全县可供水量为1.59亿m[3]，实际总用水量7.72亿m[3]，净超采地下水4.288亿m[3]，在总需水量中，农业、工业、生活及畜禽、生态用水量分别占87%、0.9%、1.4%和10.7%。 石羊河流域水资源过度开发利用引发了严重的生态和社会问题。第一，下游民勤县来水逐年减少。20世纪50年代红崖山断面平均年径流为4.6亿m[3]，60年代为3.74亿m[3]，到80年代减少到2.06亿m[3]，90年代为1.47亿m[3]，2000年减少到0.98亿m[3]。第二，地下水位持续下降。1990年～1995年武威盆地地下水位下降了1.85m，平均每年下降0.31m；5年中民勤盆地平均下降了2.8m，年平均下降0.57m。20世纪80年代初，民勤绿洲不同区域地下水位仍维持在5m左右，而到2002年平均下降到16.4m。民勤绿洲从南向北已形成了4个地下水降落漏斗，并且已基本连成一体，南部最深达25.4m[1]。第三，水质恶化，局部地区人畜饮水困难。多年来民勤县大量超采地下水和反复提灌蒸发浓缩，部分地区地下水矿化度超过6g/L，不仅大量耕地无法灌溉，而且使7万人和13万头牲畜饮水发生困难。第四，天然植物群落逆向演替，人工林大量枯萎死亡。50年代民勤县红崖山水库灌区有200万亩生长良好、覆盖度在40%以上的红柳、白刺灌丛带，现在仅保存有110万亩，其中有54万亩退化，20万亩沙化。90年代以后，几乎有一半人工沙枣林和灌木林枯死。第五，耕地盐碱化，沙丘活化，土地荒漠化。民勤县湖区北部，弃耕土壤0cm～40cm土层内含盐量比邻近未弃耕农田高出14倍。全县盐碱地面积到90年代增加到34万亩。近30年来荒漠化土地以3.85%的速率在增加。对1994年～1998年民勤县土地荒漠化动态监测结果表明[2]，绿洲外围的低盖度草地沙化进一步加剧，流动沙地面积比1994年增加了2.53万亩，每年增加6300多亩。第六，生存条件恶化，农民流落他乡。沙进人退，民勤县湖区有的村落已空无一人，群众面临生存危机。从20世纪80年代以来，湖区已有6489户、2.64万人成为生态难民，迁移他乡。
