甘肃省水资源及其利用特点

第五章　研究背景与区域水资源调用情势分析

第一节　研究区水资源及其利用情况

一、甘肃省水资源及其利用特点

甘肃省境内河流分为外流区和内流区，外流区包括黄河流域和长江流域。其中，境内的黄河流域主要位于甘肃省中东部地区，总面积14.6万平方公里，主要有黄河(包括支流庄浪河、大夏河、祖厉河及直接入干流的小支流等)、洮河、湟水、渭河、泾河五个水系。全省多年平均(最新全国水资源综合规划1956年～2000年系列，下同)降水量为276.9mm，降水量由东南向西北递减。甘肃全省自产水资源总量294.94亿m3，人均水资源量1170m3，其中地表水286.2亿m3，可利用水资源量仅121.6亿m3，平均耕地占有水量5910m3/hm2，不足全国平均水平的1/4。全省境内河流中，Ⅲ类以下水质的河长约5899 km，占评价总河长的约70%。甘肃省水资源总体特征呈现:

水资源地理空间分布极不均匀，大致以六盘山—西秦岭—祁连山为分界线，其南为丰水区，其北为贫水区及干涸区，南部的嘉陵江和洮河水系分别占全省水资源总量的34.6%和16.3%;

降水年内分布不均，河川径流年际变化较大，汛期暴雨洪水较为集中，冬春水量少;

境内的河流含沙量较大，水土流失较为严重，黄河流域为全省河流中含沙量最大的河流，多年平均含沙量39.31kg/m3;

水资源分布与人口和耕地不相适应。全省人均水资源占有量1152m3，约为全国人均水平的一半，甘南州(人均14503m3)、陇南市(人均2652m3)较高，嘉峪关市(人均44m3)最少。甘南州耕地面积占全省2.3%，水资源占有量占32%;定西市占全省14.8%的耕地，水资源占有量仅为4.9%。

蓄水工程供水量偏少，水耗较高。2005年，甘肃省全省地表供水约占总供水量的四分之三，地下水和其他水源供水约占四分之一。全省供水工程的调蓄能力偏低，特别是黄河流域水利工程供水量仅占4.9%。农业是全省的用水大户，占各类用水量的79.3%，工业用水占11.8%，居民生活占5%，生态环境占2.5%，城镇公共服务占1.4%。

近年来，甘肃省实施了一批调水工程，如“引大入秦”工程、“观山河”饮水工程、“引硫济金”工程等。此外，还建设了如“121雨水集流工程”、集雨补灌水窖等一批水利工程，有效缓解了地区水资源短缺的局面，补充了部分农业灌溉用水。另外，还积极调整优化用水结构;通过水权有偿转让等措施筹措资金，实施建设截源、蓄水、调蓄、输水、供水、节水工程等;全省还加大水污染治理和水源保护的力度，并提高了工业用水的重复利用水平。与此同时，全省水资源调用管理中还存在一些亟待解决的问题，如:

水资源利用效率较低。目前全省人均年用水量471m3，高出全国平均值40m3;人均年耗水量280m3，高出全国44m3;

农灌用水、城镇绿化用水消耗较大，滴灌、喷灌等节水技术普率不高，加之渠系配套有待完善，大水漫灌现象在部分地区仍比较严重，农业灌溉用水定额平均598m3/亩，高于全国的119m3/亩;

工业用水重复利用率低，约为37%，低于全国的45%;单位工业产值用水量为148m3，高于全国57m3的水平;单位GDP用水量1300m3，高出全国平均水平一倍以上;

水利基础设施建设资金不足，在一定程度上制约了水利工程、供水配套设施和其他水资源综合利用技术的实施;

水资源缺乏统一管理。水资源供需矛盾突出，南部的陇南、甘南等地区水资源盈余与陇中部分干旱半干旱地区水资源贫乏形成地区上供给与需求不平衡;在部分缺水地区，由于地表水资源的不足，造成地下水资源“超采”。

综合来看，甘肃省水资源开发利用的潜力较大，但短期内由于时空分布的不均，必须建立水资源统一综合管理体制和相应的配套机制，才能有效缓解和扭转目前水资源中存在的问题和矛盾。

二、洮河流域水资源概况

洮河为黄河上游第二大支流，甘肃省境内第三大河流，形如“乚”水平翻转后的形状(图5-1)，发源于甘肃、青海两省交界处的西倾山北麓，曲折东流，经甘肃省的甘南藏族自治州碌曲、卓尼、临潭三县，至定西市的岷县茶埠急转向西北，出九甸峡与海甸峡后，穿临洮盆地，至临夏回族自治州的永靖县汇入刘家峡水库。洮河干流全长673.1km，河源高程4260m，河口处高程1629m，相对高差2631m，年均径流量4.92×109m3，岷县以上年径流量约占全流域的72%，控制面积占流域面积的59%。洮河平均径流模数为2.5×105m3/km2，高出黄河均值的2.3倍，年输沙量2.88×107吨，年均含沙量5.5kg/m3，为黄河均值的1/6。洮河的主要支流有周科河、科才苦河、热乌克赫、下巴沟、车巴沟、卡车沟、大峪沟、迭藏河、羊沙河、冶木河、南川河、东峪河、三岔河及广通河等。

图5-1　黄河上游第二大支流——洮河^[1]

根据洮河自然特点，河道干流可分三段(图5-2):(1)岷县西寨以上为上游，该段河道长约384km，平均比降为4.9‰，河谷开阔，地势平缓，割切侵蚀微弱，水流稳定且清，两岸草原广布;(2)西塞至临洮县的海甸峡(倒流河口)为中游，该段河道长约148km，平均比降2.8‰，地表褶皱严重，河道弯曲且多峡谷，水流逐渐湍急，水力资源丰富，河流含沙量低，水源涵养能力强，两岸植被覆盖较好;(3)海甸峡至刘家峡水库为下游，该段河道长约141km，平均比降2.5‰，谷宽滩多，两岸为黄土丘陵区，植被覆盖率较低，水土流失较严重。

图5-2　洮河沿线地区的自然地理环境卫星影像^[2]

洮河流域属高原大陆性气候，由于地形高差大，气候有明显的垂直分带，由上游到下游，年平均气温2.3℃～7.0℃，降水量由613减至312mm，蒸发量则由1200mm增至1700mm，无霜期46～145天。流域内绝对最高和绝对最低气温分别为34.6℃和-29.6℃。流域总面积2.55×104km2，东以鸟鼠山、马衔山为界，与祖历河、渭河流域接壤;南至西秦岭山脉，与嘉陵江水系的白龙江流域相依;西以长岭山为界，与大夏河流域毗邻，北抵黄河干流。流域地跨两大地貌单元，以西秦岭山脉分支延伸的白石山、太子山、南屏山一线为界，南部为甘南高原，其位于青藏高原东北边缘，海拔高程3500m～4000m，最高的额尔宰峰高4483m，区内除森林覆盖外，大部分为平坦开阔的草滩和山坡草场，宜于放牧，是本流域的牧业基地;北部属陇西黄土高原，其处于黄土高原西部，海拔1700m～2400m，其中露骨山高3941m，水土流失严重，该区是洮河泥沙的主要来源。自洮河源头至海甸峡，多土石高山，碌曲以西属高原天然草场;碌曲以东河道两岸林木茂盛，河谷处有农田，峡谷具优良坝址，利于引水与发电;海甸峡至刘家峡，属黄土高原，其间有如临洮盆地，为宽广平缓之地，气候适宜，水源条件较好，流域内百万立方米以上库容的水库有多座，洮惠、溥济、通广、临康等渠道灌地均在万亩以上，宜于发展灌溉农业，是该流域农业生产的精华地区。

(1)流域水资源概况

1)地表水资源量

据甘肃省水文水资源勘测局和甘肃省水利水电勘测设计研究院有关资料^[3]，洮河干流共有下巴沟、岷县、李家村、红旗4个水文站，多年平均年径流量38.25亿m3，保证率50%的年径流量36.9亿m3，保证率75%的年径流量29.93 亿m3，保证率90%的年径流24.79m3/s。20世纪90年代平均年径流量为26.35 亿m3。由1956～2000年监测数据，分析得到各水文站平均径流成果见表5-1，洮河干流年内水资源分配过程见表5-2。

表5-1　洮河干流各水文站各计算时段年平均径流量成果表(单位:亿m3)

表5-2　洮河干流各站年径流量及年内分配过程表(单位:亿m3)

续表

2)地下水资源

洮河流域地下水资源包括降雨凝结入渗量、侧向补给量等，与地表水不重复的地下水资源量共计1.97亿m3。

3)水资源总量

洮河流域多年平均水资源总量51.17亿m3，其中地表水49.2亿m3(自产水47.66亿m3，入境水1.54亿m3)，不重复地下水1.97亿m3。经分析，20世纪90年代连续枯水段(1991～2000年，下同)年平均地表水资源量为35.19亿m3。

4)引水枢纽径流量

洮河九甸峡水利枢纽工程位于卓尼、临潭两县交界处，坝址以上流域面积17176km2。枢纽上游89.7km处设有岷县水文站，枢纽下游54.2km设有李家村水文站(图5-3)。1988年6月曾在定西市渭源县的峡城乡设立过洮河九甸峡水文专用站观测水情，但该站已于1995年12月被撤销。

(2)河流环境水质

1)河流泥沙

根据甘肃省水资源综合规划水资源调查评价有关成果，洮河干流上下游自然地理条件差异较大:上游水土流失甚微，年侵蚀模数67t/km2;中游下巴沟到李家村区间植被良好，水土流失较上游稍重，年侵蚀模数291t/km2～768t/km2;下游黄土丘陵干旱区植被覆盖率低，水土流失严重，区间年侵蚀模数剧增至4060t/km2，红旗站实测多年平均悬移质含沙量5.48kg/m3，汛期11.5 kg/m3，年输沙量2590万吨。从洮河干流各水文站泥沙特征值表5-3可看出，洮河流域具有明显的水沙异源的特征。

图5-3　洮河干流水文站分布示意图

表5-3　洮河干流各水文站泥沙特征值表

2)理化性质

洮河干流中上游段主要为低矿化度重碳酸盐类钙组水，下游段主要为高矿化度硫酸盐钠组、氯化物钠组水。干流李家村站、红旗站河道水化学成分见表5-4。

表5-4　洮河干流(下游)主要站水化学成份表

三、洮河水资源开发利用潜力与引洮历程

(1)洮河水资源开发利用潜力

洮河流域内城乡用水总量有限，仅下游农业区对灌溉用水需求量较大。沿河地区人均用水量和亩均用水量分别相当于全省平均水平的2.25和2.72倍，洮河下游未来灌溉面积预计不超过7×104 hm2，即使加上该地区的工业用水及城乡居民生活用水，年需水总量约6×108m3，约占该区地表水资源量的11%。因此，适度外调洮河部分水资源对下游地区影响不大。此外，洮河水力资源开发条件相对较好，洮河干流水能资源理论蕴藏量为2.22×106 KW，可开发装机容量为9.34×105 KW，是西北地区水能富集区之一。

陇中地区^[4]，尤以定西最具代表性，地处黄土丘陵沟壑区，境内干旱少雨，自然灾害频繁，生态环境脆弱，人民生活贫困，素以“苦瘠甲于天下”而著称，是中国最为干旱的地区之一。全区水资源短缺严重，年降水量300mm～400mm，年蒸发量1400mm～1700mm，年蒸发量是年降水量的4倍多。该地区现有人口约298万人，耕地面积8.9×105 hm2，水土流失面积85%。全区自产水资源总量4.82×109m3，可利用水资源总量3.91×109m3，人均可利用水资源量仅130m3，约为全国平均水平的6%;亩均占有水资源量仅30m3，约为全国平均水平的4%，是全国最为严重的干旱地区之一。全区水资源南北分布差异悬殊较大，按临洮县城至渭河干流一线划分南北区域，南部占全市面积的41.30%，自产地表径流量占全市的81.1%;北部占全市面积58.7%，自产径流量占全市的18.9%。

水资源的极度匮乏，使陇中地区已十分脆弱的生态环境更趋恶化，人口与环境的压力日益增加，严重限制了当地经济和社会的进一步发展。自新中国成立以来，在“三西”^[5]建设中，定西被列入国家专项扶贫重点地区加以扶持。但由于未能从根本上解决水资源短缺问题，该地区经济和社会发展水平仍相对较低，群众生产生活困难的局面还没有从根本上得到改善和解决。鉴于此，充足的可利用的水资源成为未来陇中地区生产、生活、生态建设的重要保障和改善与促进地区经济社会良性、持续发展的关键支撑。

(2)引洮历程与工程概况

1)引洮历程回顾

农耕时期，官府引导下当地百姓积极自发引水浇灌

据史料记载，东汉时期，陇西太守马援引东峪沟水教民种稻。宋代，郑宪民在临洮城南开渠，引洮水灌田。明代时，杨继盛教民制桔槔，引水灌溉。至清代，曾有人引三岔河水灌溉洮西十八里川。……

战乱年代，民国政要的引洮提议遂遭搁置终未实施

1935年，甘肃省参议会马伟、陈世光等六人提出“引洮济谓”议案，“建议省政府勘测引洮济渭水利工程，增加农业生产”。这一议案，经甘肃省议会决议通过后，报送当时的甘肃省政府.并经转饬^[6]黄河水利委员会研究认为:“引洮济渭虽可调节渭河水量，增进灌溉效能，但洮、渭两河分水岭最相接近之处，尚达20余公里。不惟沟通两河势须开挖水道，且须于洮河建筑坚固之提水大坝，用以抬高水位，而极其效果，则不过仅分一部分水流量以作渭水灌溉之补助。权其经济价值，似属工巨利微。且引洮入渭后，足以影响洮河本身之航运及沿河灌溉”，“似应从缓办理”，遂被搁置。1938年5月，甘肃省陆地测量局派员沿临洮至官堡、峡城、柳林、贡马窝、渭源、河沿、温家川等地，对引洮济渭线路初步进行了勘测，并绘制了“引洮济渭水准线路图”，报送省政府。省政府又以“陆地测量局未完成原来规定之范围，难作设计根据”为由，“饬该局继续测定”。1942年12月29日，《民国甘肃日报》登载文章“开引洮河灌溉皋(兰)、榆(中)、定(西)、隆(德)等八县之初步研究”，文中对开引洮河水来解决甘肃中东部地区干旱缺水问题重要意义，从理论上作了初步阐述。1943年，甘肃省农会召开第一次会员代表大会，陇西代表重新提出“引洮入渭”，认为“渭源、陇西、武山、甘谷等县，虽居渭水上流一带，然缺乏水源，常年干涸，无法灌溉，……如能引洮水入渭，使农田变为水地，则农产之增加曷止^[7]十倍”。议案在会上通过后，当即报请甘肃省政府筹款办理，并饬甘肃水利林牧公司测量设计。然而，林牧公司复函省建设厅称:“此项工作，因距离太长，地形复杂，需要人员过多，本公司现有工程人员及测量仪器，大部分调往河西工作。以目前情形而言，尚有不敷之感，实无余闲可资抽派，且在时间上亦所不许。所嘱一节，歉难照办。”遂不了了之。

百废待兴，新中国第一次引洮上山水利工程始末

新中国建国初期，陇中地区虽兴建了一些小型水利工程，但由于抗御自然灾害能力较低，每逢大旱，收成仍无法保障。1957年，定西专区提出了引洮河和大通河两项工程计划，这一计划得到了省政府的支持。引洮工程最初构想是:从会川县(1958年4月后并入渭源县)九甸峡(今临潭县与卓尼县的交界处)引洮河水入渠，经陇中10县到达靖远县新堡子川，全长700km，浇地500万亩。1958年1月，省水电局组织62名技术人员进行了实地查勘，肯定了这一方案，并把引水范围扩大到陇东。同年2月，中共甘肃省委二届二次会议做出引洮河水上董志塬的决定。1958年2月，由甘肃省水电局牵头，抽调兰州水电勘测设计院、铁道部第一设计院等12个单位共900余人，分赴各勘测区兼程工作。3月初，提交了《引洮河及大通河灌溉工程勘查情况及今后工作意见》的报告。5月底基本完成第一大段工程的勘测定线，6月初完成渠道断面设计，6月中旬粗线条地勾划出了首段工程蓝图的大致轮廓，并完成了《甘肃省引洮工程总量初步计划》。工程计划从海拔2264米的古城，将奔腾北去的洮河水全部拦截，转向东流，引灌临洮、定西、兰州、天水、固原、庆阳等21个县市，总干渠达1150km。朱德同志曾题写了“引洮上山是甘肃人民改造自然的伟大创举”的题词。1958年6月17日，在岷县固城举行了有15万多民工代表参加的开工典礼，省委书记张仲良、省长邓宝珊等出席大会，并宣布引洮工程正式开工。工程实行工区制组织施工，由参加分段施工的各有关县组成工区，最多时达15个工区。工程开工初期仅有10万人左右，1959年3月最高达到16.9万人。此后，由于三年自然灾害日趋严重，农村生活困难等原因，施工人数不断减少。1960年7月，为贯彻国民经济“以农业为基础”和“以粮为纲，全面安排”的方针，再次精减3.6万余人。8月，实施“精减民工，缩短战线，集中兵力，打歼灭战”的方案，又减员近2万人，实有施工人员4.35万人。1961年6月，绝大部分民工返回农业第一线，仅有3500余人留守古城库区。1962年3月8日甘肃省委做出引洮工程彻底下马的决定，上报中央局和西北局。1962年4月，最后500名民工被遣返农村。至此，新中国第一次实施的引洮工程被迫停工。

几经辗转，引洮水利工程规划方案多次修改

1973年，根据中央工作组和省委的指示，由甘肃省水电局、景泰川电力提灌工程指挥部和定西地区水电局组织了踏勘小组，1973年7月8日至30日，勘察了新引洮工程，重点是古城、九甸峡引水枢纽和引水渠线，9月14日编制完成《新引洮工程查勘汇报提纲》。1975年起，甘肃省水利部门先后提出了多种以解决定西北部等甘肃中部地区水资源严重短缺问题为目的临定电力提灌工程方案，进行了多次研究论证。20世纪80年代后，引洮工程前期工作重新启动。1984年，甘肃省“两西”^[8]农业建设指挥部委托甘肃省水利水电设计研究院编制《向定西调水方案研究》，同年2月和4月经甘肃省水利厅技术委员会和“两西”农业建设指挥部审查同意洮河大碧河提水方案，并于1986年5月编制完成《临定电力提灌工程可行性研究报告》。1992年，甘肃省把引洮工程列为中部地区扶贫开发的重点项目。经过充分的酝酿，同年，甘肃省委、省政府再次提出了建设引洮工程的决定，并将引洮工程列为中部地区扶贫开发的重点项目，分别成立了引洮工程筹备处和九甸峡工程筹备处，全面展开了引洮工程前期工作。规划范围涉及兰州、定西、白银、平凉、天水等5个市11个国家扶贫重点县的115个乡镇，工程由九甸峡水利枢纽和引洮灌溉工程组成。1993年，原国家计委批复了《甘肃省洮河九甸峡水利枢纽及引洮灌溉工程总体规划》，肯定了工程建设的必要性，基本同意了工程建设目标、总体规划布置方案和建设规模。1995年12月，水利部江河水利水电工程咨询中心专家组对引洮工程进行了考察。2001年，水利部将引洮工程列为西部大开发甘肃省水利建设的标志性项目。同年，甘肃省政府对工程定位作了调整，将甘肃省引洮灌溉工程正式更名为甘肃省引洮供水工程。2001年5月，甘肃省政府向国务院上报《关于立项建设甘肃省洮河九甸峡水利枢纽及引洮一期工程的请示》。2002年，甘肃省水利水电设计研究院完成了《甘肃省洮河九甸峡水利枢纽及引洮供水一期工程项目建议书》，并通过国家计委审批立项。2002年9月18日，国务院总理办公会议讨论并通过了《甘肃省洮河九甸峡水利枢纽及引洮供水一期工程项目建议书》。10月14日，经国务院常务会议审议通过，原国家计委批复了九甸峡水利枢纽及引洮供水一期工程项目建议书。至此，甘肃省九甸峡水利枢纽和引洮供水工程可行性研究工作正式展开。

梦想成真，跨世纪工程终究得以顺利建设

2003年5月23日，甘肃省九甸峡水利枢纽有限责任公司成立，专门负责九甸峡水利枢纽工程的建设管理。同期，甘肃省人民政府还成立了引洮项目协调领导小组。2004年5月，甘肃省水利水电勘测设计研究院相继完成甘肃省九甸峡水利枢纽和甘肃省引洮供水一期工程初步设计报告，引洮工程初步设计概算总投资61.58亿元。6月17日，国务院第54次常务会议研究引洮工程可研报告时提出在生态环境影响、洮河水资源、地方配套资金来源等方面尚需做进一步的评估论证。2005年1月，启动了九甸峡水利枢纽主体工程的招标。2005年9月23日，甘肃省发改委向国家上报《关于恳请批准甘肃省九甸峡水利枢纽及引洮供水一期工程可行性研究报告的请示》。2006年4月20日，国家发改委主任办公会议审查通过引洮供水一期工程可行性研究报告。2006年7月5日，国务院会议审议通过引洮供水一期工程可行性报告。2006年8月5日，国家发改委正式发文通知甘肃省发改委，引洮供水一期工程正式立项。2006年11月22日，引洮供水一期工程正式开工建设。至此，引洮供水工程正式进入工程建设阶段。

2)引洮工程概况

被喻为陇上“都江堰”的引洮工程在经过半个世纪的勘查、规划、设计、方案比选等，最终确定在洮河干流的九甸峡筑坝。新的引洮工程是从根本上解决甘肃中部地区资源型缺水问题的最佳可行方案，工程以解决甘肃省中部干旱贫困地区城镇生活及工业用水，农村人畜饮水，农业浇灌与生态环境用水为主，兼有发电、防洪等综合功能的大型跨流域自流引水工程。建成投入运营后，不仅可根本上解决甘肃省中部地区水资源匮乏矛盾和当地生产、生活用水问题，改善区域生态环境，而且也是实现当地群众脱贫致富，维护社会稳定，为促进当地经济社会持续、快速、健康发展提供可靠的水资源保障。

引洮工程，即，甘肃省洮河九甸峡水利枢纽及引洮供水工程，分两期实施。按照引洮工程总体规划，工程设计总调水规模约为5.5×108m3，总干渠自洮河干流上的九甸峡水利枢纽大坝上游的洮河右岸取水，以隧洞、暗渠、渡槽等形式依次穿越九甸山、宗石山、驮子山、尖山、漫坝河、东峪沟、新寨、秦祁河、高峰后进入供水区，之后以明渠、渡槽、隧洞形式沿内官盆地南缘山脚向东行进，过香泉、吴家川、马莲沟、大营梁至马河镇结束。工程竣工后将惠及甘肃中部干旱区的兰州、定西、白银、平凉、天水6个市所辖的榆中、渭源、临洮、安定，陇西、通渭、会宁、静宁、武山、甘谷、秦安11个国家扶贫重点县的139个乡镇近424.3万人口，从根本上改变陇中地区水资源严重短缺的局面，促进经济结构的战略性调整，为当地加快全面建成小康社会实现区域可持续健康发展的进程提供水资源保障和支撑(图5-4)。

图5-4　引洮工程一、二期供水范围示意图^[9]

一期工程根据工程规划，引洮一期工程建设包括九甸峡水利枢纽及引洮供水一期工程(图5-5)，总投资62.72亿元，其中洮河九甸峡水利枢纽工程投资25.74亿元，引洮供水一期工程投资36.98亿元。

图5-5　引洮一期工程总平面示意图

九甸峡水利枢纽工程九甸峡水利枢纽位于洮河中游，地处临潭、岷县、漳县、渭源、康乐、卓尼六县交界地带，其地理坐标为东径103°49'～104°02'，北纬34°34'～34° 57'。九甸峡峡谷深窄、陡峭，河谷(水面) 宽30m～50m，基岩广泛裸露，崖高200m～400m，为良好的高坝坝址区，因以峡中有九座峰巅而得名。峡谷进口位于包舍口村下游3km的燕子坪，出口位于兰水泉沟，峡谷全长4km，两个比较坝址分别位于峡谷进口段与出口段。峡谷进口至800m地段为上坝址，桥道堡沟至兰水泉沟的800m地段为下坝址。该库区是引洮供水工程自流引水的水源水库，位于洮河中游卓尼县境内九甸峡峡谷段进口燕子坪下游约400m的峡谷中。坝体为面板堆石坝量，坝高136.5m，水库正常蓄水位2202m，总库容9.43×108m3，调节库容5.72×108m3，电站装机容量264MW，年发电量9.97×108 KWh，总干渠设计引水流量32m3/s，年调水总量5.5×108m3。该工程于2002年12月16日在九甸峡奠基，2008年8月竣工并投产发电(图5-6)。

图5-6　引洮工程龙头部分——九甸峡水利枢纽(摄于2010年8月九甸峡库区)

引洮供水一期工程该工程建设内容包括110.49km的总干渠(其中隧洞15座长92.97km)、3条总长146.18km的干渠(其中隧洞8座长20.45km)、20条总长236.02km的支(分支)渠(其中隧洞11座长11.3km)及2条47.02km的城市供水管线和10条66.26km的乡镇供水管线以及相应的配套工程。总干渠自九甸峡水库大坝上游洮河右岸取水，水源属于水量稳定可靠、供水保证率高的静水库区类型。引洮供水工程取水口位于水库大坝上游洮河右岸，取水口之后紧接1#隧洞，进口依次布置八字墙、岸坡式拦污栅及闸室、喇叭式进水口、进口段、竖井潜孔式检修闸门井及进人孔，其上为启闭机操作闸房。进水口之后即为方型单孔压力进流段、竖井闸室段。该工程将穿越定西、兰州、白银三个市辖的安定、陇西、渭源、临洮、榆中、会宁6个县区39个乡镇，年调水量2.19×108m3，受益区人口154.4万人，其中安定4县区为1.07万hm2。工程于2006年11月22日开工，计划施工工期74个月，2012年建成通水。引洮一期工程还计划通过秦祁河每年为断流渭河补水2.3×108m3，这些水必将促使渭河流域已遭破坏的生态环境发生重大改变。截至目前，引洮供水一期工程总干渠工程已完成隧洞掘进及一次支护48.3km，部分标段的主体工程已基本结束。

二期工程

在引洮供水一期工程建设的同时，2009年7月引洮供水二期工程的前期工作开始启动。2009年8月3日，甘肃省引洮水利水电开发有限责任公司和甘肃省水利水电勘测设计研究院在兰州签订了引洮供水二期工程可行性研究勘察设计合同，标志着引洮供水二期工程前期工作进入了实质性的实施阶段。二期工程项目区气候干旱、降水量少，植被不发育，水土流失严重，地下水贫乏。引洮供水二期工程属Ⅱ等工程，工程规模为大(2)型，由1条总干渠、7条干渠(四―十干渠)及4条分干渠、15条专用供水管线、16处非农业供水调蓄水池(库)及受水区8个县区的47条灌溉支(分支)渠、16处非农业供水水厂及对应的配套供水管网系统等构成覆盖全供水区的输供水渠(管)网体系。二期工程总干渠线路设计全长94952m，其中隧洞25座，长度89203.59m，占渠线总长的93.95%;渡槽9座，长度765m，占渠线总长的0.81%;暗渠19段，长度4301.76m，占渠线总长的4.53%;各类渐变段长255m，占渠线总长的0.27%;节制闸13座，总长427.18m，占渠线总长的0.45%。沿线共设退水闸7座，干渠分水闸6座，支、斗渠及供水管线分水口11座，下渠通道6座。干渠、分干渠所含支渠(含分支渠)总长847.096km，其中:总干渠支渠总长67.073km;四干渠支渠总长207.68km;五干渠支渠总长98.25km;六干渠支渠总长88.27km;七干渠支渠总长44.94km;八干渠支渠总长74.76km;九干渠支渠总长38.19km;十干渠支渠总长227.921km。

按照水资源配置方案及供水需求，引洮供水二期工程供水范围涉及会宁、通渭、定西、陇西、静宁、秦安、甘谷、武山等8县区，供水范围内主要供水县城有会宁县城、通渭县城、静宁县城、秦安县城4个，供水乡镇100个，供水行政村1701个。供水主要用于受水区内城乡生活、工农业生产及灌溉等，总控制灌溉面积2.27万hm2。二期工程共布置16个非农业供水水源点，除锦屏水库为利用现有水库并由四干一分干渠为其供水外，其余15座调蓄水池均为新建，并各设一条供水管线向其输水，共15条专用供水管线，线路总长161.45km，调蓄水池(库)总库容1607万m3。

截止2000年，洮河流域内已建成小型水库及塘坝12座，总库容1168万m3;干支渠道2243条，总长2808km;建成万亩以上自流引水灌区12处，提水灌区24 处;机电井440眼，治理水土流失面积0.72万km2，实灌面积为60.36万亩。目前洮河干流已建、在建电站7座，总装机容量85.2MW，年总发电量4.84亿kW·h，分别为峡村(合作市，装机5.6MW)、独山子(临潭县，装机1.6MW)、多架山(卓尼县，装机7.5MW)、青石山(临潭县，装机12MW)、刘家浪(岷县，装机8MW)、古城(岷县，装机25.5MW)、三甲(临洮县，装机25MW)。

根据洮河流域水资源开发利用评价成果，2000年洮河流域实际供水量3.47 亿m3，其中水库及塘坝等蓄水工程供水量0.03亿m3，占0.9%;自流引水工程供水量1.58亿m3，占45.5%;机电提灌工程供水量1.42亿m3，占40.9%;井水供水量0.44亿m3，占12.7%。可看出，流域内供水工程主要以引水工程和提水工程为主，占总供水量的86.4%。洮河流域内现状实际用水量3.47亿m3，其中农业及农村生活3.25亿m3，占93.7%;工业用水0.14亿m3，占4.0%;城镇生活用水0.08亿m3，占2.3%。

综合分析认为，洮河水资源相对较为丰富，目前除九甸峡水利枢纽工程外，多以引水工程为主，水资源综合利用潜力较大，洮河在汛期水资源难以控制和利用的水量达到41.5%，以洪水的形式流失，可加以综合利用。

四、引洮工程受水区水资源利用概况

(1)受水区水资源状况

1)地表水

引洮一期工程受水区内涉及河流有洮河、渭河、祖厉河、宛川河四个黄河一级支流水系(图5-7)。受水区地表水资源以洮河、宛川河、祖厉河及渭河流域内主要支流、支沟的入河口断面或附近水文站为准进行统计计算，共统计大小河道16条，包括洮河支流东峪沟，黄河支流宛川河、祖厉河及支流关川河，渭河北岸秦祁河、散渡河、咸河等7条支流及葫芦河左岸狗娃河、甘沟河、显清河等5条支流，并将以河流计算的水资源量划分至各县区。由于受水区位于黄土丘陵区，气候干旱，植被覆盖率极低，水土流失严重，区内产流较少，产流量仅占降雨量的5%左右，各河道多年平均河川径流量均在1.0亿m3以下，且多为暴雨洪水，部分河流水质苦咸，泥沙含量大，难以利用(表5-5)。

图5-7　引洮工程研究区水系图

表5-5　引洮一期工程受水区地表水资源量(水量单位:万m3)

引洮二期工程受水区分属渭河和祖厉河流域，区内主要河流21条，分别为祖厉河干流及其支流关川河、祖河、厉河、西巩河，渭河流域葫芦河干流及其支流夹河堡沟、狗娃河、甘沟河、甘渭河、南河、显清河、西小河、清水河、南小河、散渡河干流及其支流牛谷河(散渡河干流上游段)、大常河、清溪河，渭河支流咸河、马河、响河沟共21条河流。区内除葫芦河散渡河常年流水外，其他河流均为季节性河流，多年平均径流量在0.15亿m3以下，且多为暴雨洪水，部分河流水质苦咸，泥沙含量达，难以直接利用。扣除苦咸水外，引洮二期工程受水区地表水资源量仅为1.51亿m3，其中季节性来水资源占70%以上。

根据引洮二期工程水资源配置方案的研究成果，区内地表水可利用量为0.5256亿m3(表5-6)。

表5-6　引洮二期工程受水区地表水资源量(水量单位:万m3)

2)地下水

根据引洮一期工程水资源配置复核报告的研究成果，一期工程受水区与地表水不重复的地下水资源量0.40亿m3，地下水可开采量近0.3亿m3。一期工程受水区与地表水不重复的地下水资源量及可开采量见表5-7。

表5-7　引洮一期工程受水区地下水资源量(单位:万m3)

根据引洮二期工程水资源配置方案的研究成果，二期工程受水区与地表水不重复计算的水资源量为0.155亿m3。因受水区地处黄土梁峁沟壑区，山区面积占60%以上，且地下水埋深较深，不易开采，以纯地下水资源量的30%计算，可开采利用的地下水量约为0.047亿m3(表5-8)。

表5-8　引洮二期工程受水区地下水资源量(单位:万m3)

综合分析后认为，受水区的水资源基本上主要由降水补给且时空分布不均;河川径流丰枯悬殊，开发利用困难;水资源总量甚少，水质较差，可利用量少。

(2)受水区环境水质概况

引洮工程受水区为黄土丘陵区，大部分地区植被差，是全省水土流失重点治理区。其多年平均侵蚀模数达5000t/km2～6000t/km2，各河流汛期泥沙含量高而非汛期泥沙含量低，主要河流泥沙含量在0.14kg/m3(1月)～620kg/m3(7月)之间。

引洮一期工程受水区天然河水离子总量的地区分布具有较强的地域性规律。祖厉河会宁以下干流、支流甘沟河、土木岘河等，关川河巉口以下，渭河支流咸河等地下水为矿化度大于3g/L的微咸水或咸水，一般不适宜生活饮用、渔业和农田灌溉，关川河定西县城以下、祖厉河会宁以下河段河水污染呈加重趋势，水质有所下降。

引洮二期工程受水区的祖厉河水系大部分河段矿化度大于3g/L，氟化物超标，水质苦咸不能饮用。散渡河等河流的上游除在汛期水流中泥沙量较大外，水质基本可以满足地表水环境水质Ⅲ类标准的要求，进入甘谷县境内后，水质苦咸，基本不能直接利用。关川河、葫芦河除部分水质指标略有超标外，水体污染较轻，基本能够满足Ⅲ类水质标准。陇西县境内的咸河全部为苦咸水，不能直接利用。受水区内地下水主要受大气降水补给，补给量较小，且多数地区矿化度较高、埋深较深，不便开采利用。

(3)部分地区的水污染负荷分析

根据定西市2009年环境质量统计数据，其中涉及引洮研究区的有定西市的四县一区(表5-9)。

表5-9　2009年受水区内定西市各县区主要污染物排放情况

从表5-9中看直观看出，工业废水中COD和氨氮的排放量最大的是临洮县，其次是安定区;石油类排放量最大的是安定区，其余的均很少;工业废水中Cr6+仅有安定区;生活污水中COD和氨氮的排放量以安定区为最多，临洮县次之。

首先，结合AHP-Delphi法确定权重，依据污染源的类型，首先分为工业源和生活源，工业源因为较为复杂且可生化性较差，后续处理和处置相对比较困难，鉴于此，确定其一级权重系数;根据一级权重系数下面的各污染物对环境的影响程度，赋以相应的权重。其中，工业COD和工业氨氮尽管数量较大，但是相对于石油类和重金属污染物而言，其为非持久性污染物，石油类污染物相对于重金属而言环境风险较小，在环境中保持原有状态和性质的停留时间较短，鉴于此确定其二级权重系数;生活污染源中，COD的可生化性较好(BOD5/COD较高，一般达到0.4以上)，而氨氮相对而言则不宜处理，因此其二级权重系数也对应确定。基于此，由sj=ai×bj，可分别计算出综合权重系数sj，见表5-10。

表5-10　主要污染物指标权重系数

其次，考虑工业废水与生活污水中的污染指标之间的衡量需考虑污染因子的权重和量纲的统一。可采用加权后的等标污染负荷计算，将表5-9中各污染负荷归一化后，结合表5-10所确定的权重值，根据等标污染负荷分担率的计算公式C=×sj，可分别求得各县区的加权后的等标污染负荷分担率(图5-8)。

图5-8　2009年受水区内定西市各县区的加权等标污染负荷比

由图5-8并结合实地调研分析认为，安定区是定西市的经济社会中心，其污染负荷比在受水区定西市内各县区中最高，主要源于工业化和城镇化程度相对较高。此外，安定区主要位于祖厉河水系上游的关川河流域，其地表可利用水量较小，水环境容量也有限。因此，其工业源和生活源对当地水环境的影响不容忽视。

(2)受水区水资源开发利用情况

1)受水区供水量

引洮工程受水内农业灌溉工程主要以中小型引水及提水工程为主，安定区和陇西县城现状供水以机电井为主;农村生活供水主要以窖水为主。

根据调查统计，引洮一期工程受水区的总供水量11698万m3，其中地表水供水量4884万m3，占总供水量的41.7%;占地表可利用水资源量的23%;地下水供水量为6814万m3，占总供水量的58.3%，超过地下水可开采量70%。引洮二期工程受水区的总供水量3760万m3，地表水(含水窖)供水2108万m3，占56.1%;地下水供水1652万m3，占43.9%。

2)受水区用水量

引洮工程受水区内总用水量15566.18万m3，按用水部门划分，农田种植用水量8508.47万m3，林草浇灌533.95万m3，工业生产1827.79万m3，城镇生活1995.17万m3，农村生活2122.49万m3，畜禽饲养578.31万m3(表5-11)。从各县区用水情况看，陇西、安定和榆中用水量最大，其用水量占受水区总用水量的70%以上(图5-9);用水结构上看，以农田灌溉为主，占总量的54%左右(图5-10a);从取水来源上看，主要以地下水为主，占总量的55%(图5-10b)。

表5-11　引洮工程受水区供水与用水汇总情况(单位:万m3)

续表

续表

图5-9　引洮工程受水区各县区用水结构现状

图5-10　引洮工程受水区用水结构现状

五、水资源平衡分析与外调水资源配置

(1)受水区水资源供需平衡分析

对引洮工程水资源配置方案的研究成果进行汇总分析，引洮工程受水区地表水资源可开采利用总量25565万m3，地下水资源可开采利用总量3423万m3;而实际目前的开采利用量分别约为4565万m3和8465万m3(表5-12)，并绘制引洮工程受水区地表水与地下水开采利用盈亏情况(表5-12、图5-11)。

表5-12　引洮工程受水区水资源平衡表(单位:万m3)

图5-11　引洮工程受水区地表水与地下水开采利用盈亏情况

结合表5-12和(图5-11)分析认为，受水区大部分地区的地下水均不同程度地超采，地下水资源超采量已超过5000万m3，尤其是陇西和榆中两县，分别超采了368%和567%;地表水资源实际利用量远小于可利用量，临洮县的部分地区属洮河流域，其地表水资源有一定的开发利用潜力。但经实地调查后发现，受水区地表水资源可利用量主要为汛期的暴雨洪水，根据目前当地的水利设施建设和运行条件，地表水资源开发利用难度仍较大。

(2)外调水资源配置方案

按照引洮工程水资源配置方案的要求，综合各县区未来的经济、社会、人口、环境发展的趋势和现有的地表、地下水资源开发利用情况，引洮工程实际可外调的总量为3.9亿m3，外调给11各县区的水量配置情况见图5-12，图5-13。

结合(图5-12)和(图5-13a)可知，地下水资源已严重超采的陇西县、地表水资源与地下水资源均严重透支的会宁县和地区经济社会发展的中心安定区所分配的外调水量较多，三者之和占总调水的63.57%;通渭、静宁、榆中、秦安次之。

从(图5-13b)中可分析得出，外调水资源主要用于农业灌溉和工业生产。其次是城乡生活，反映出地区需水量较大的用户主要来自工农业方面。

图5-12　引洮工程受水区各县区外调水资源配置方案

图5-13　引洮工程受水区外调水资源配置比例

根据引洮工程水资源配置方案，绘制出引洮工程水资源调配示意图(图5-14)。

图5-14　引洮工程水资源调配示意图

第二节　研究主题的确定

分析研究后认为，陇中干旱缺水地区的人民生活水平提升、经济社会发展和生态环境改善都需要充足的水资源作为保障。实地调研后可知，研究区内目前可供利用的水资源主要为地表水和地下水，基于现有的水利设施基础，当地对本地区内地表水资源利用基本已趋于饱和，对地下水资源的开采在部分地区已经出现“超采”现象。伴随引洮工程全线通水后，外调水量将会成为地区经济社会发展的促进剂和催化剂，地区经济社会的发展、本地区人口的持续增长以及生态环境的不断改善，必然促使用水量的上升，而外调水量毕竟有限，依据当地自然条件和发展水平，须充分整合本地区现有各类水资源和外调水资源，避免出现新的水资源短缺局面;调水工程全线通水后，须关注调水区内水体环境状况对区域河流上下游以及受水区内的用水安全的影响;此外，受水区人类活动的加剧和经济社会的发展必然产生大量的污废水，须协调水资源利用与水污染治理和水环境保护之间的关系等这些问题，都需要作为一个系统进行研究。

根据作者多年来对水资源可持续利用方面相关理论的思考与研究，结合专业背景和目前研究区的水资源利用现状，最终确定本研究的主题为，将“易学”等理论系统整合、有机融合为一体，作为水资源系统调控管理的理论基石，并进行系统动力学模拟方面的实证研究。

第三节　研究的地理范围

为确保研究区域空间上的连续性和调研数据的完整性，本课题研究的地理空间范围以引洮工程所涉及的各县区的行政区划为基础，整个研究区在空间上可分为调水区和受水区，其中:引洮工程调水区，主要包括自九甸峡水利枢纽至其上游岷县水文站的洮河干流水域及其附近影响区(图5-15);引洮工程受水区，主要涉及自九甸峡水利枢纽引水起，沿供水总干渠和各主要干(支)渠到达的沿途各受水县区，具体包括:定西市所辖的临洮、渭源、陇西、通渭四个县和安定区，兰州市所辖的榆中县、白银市所辖的会宁县、平凉市所辖的静宁县、天水市所辖的秦安、甘谷、武山三县。依照实际情况，本研究在系统动力学实证模拟时，按照“以点带面”原则，从研究区中选择典型地区为代表进行相关模拟分析。

图5-15　引洮工程总体布局与研究区的地理范围

第四节　基础资料的来源

本研究对诸如，引洮工程项目建议书、引洮工程初步设计报告、引洮工程水资源配置方案(一期、二期)、引洮工程水资源配置复核报告、引洮一期工程九甸峡水利枢纽环境影响报告等技术文件和引洮工程项目区历年统计年鉴进行了认真分析，并参考了大量的国内外水资源调用与管理方面的既有成果。

本研究的基础资料与背景数据主要有被研究区有关部门提供的公开的经济社会统计数据和甘肃省水利水电勘测设计研究院提供的水量、水文、水质等引洮工程相关的工程设计文件，以及结合实地踏勘和咨询有关专家的意见和建议而形成的新数据。

第五节　本章小结

通过对研究区水资源调用情势的分析，本研究认为，受水区的11个县区因为本地实际可以开发利用的水资源不能满足其经济社会发展与生态环境改善的迫切需求与洮河干流水资源相对较为充裕但亟待充分开发利用之间的矛盾，促使了引洮工程的建设。此外，通过对受水区部分地区2009年的水环境污染负荷进行的初步分析，可以得出安定区所占比重最大(52.09%)，因此受水区的水环境环境质量亟待改善与提高。同时，伴随着引洮工程的建设和逐步投运，受水区可利用水资源数量的增加，必将刺激地区用水量的增长，因此，就必须相应地提升水污染的防治能力。

此外，从引洮工程水资源配置方案的研究成果可看出，其仅是根据所预测的受水区经济社会发展的情况从宏观上将外调洮河水资源分配到受水的11个县区，尚未对受水区如何结合自身现有的水资源利用情况，和未来引洮工程通水后伴随水资源可利用量的增加，受水区水环境的变化等做出研究。

鉴于此，基于地区可持续发展的总体要求和实现受水区用水高效有序、环境友好;调水区供水平稳适量、生态安全，并最终使水资源能够成为促进地区经济社会科学发展、改善生态环境、提高城乡居民生活质量和社会和谐的重要支撑和保障的战略目标，需要基于水资源系统生命周期管理的有关理论，从系统的角度对研究区水资源系统进行合理、高效、有序、安全地水资源利用实证研究，并提出适合研究区实际的、相应的水资源系统生命周期管理的策略。

【注释】

[1]来源于http://hiphotos.baidu.com/%C1%F5%B1%F8%BD%A3/pic/item/01af7b4803000ccb83025c5b. jpg.

[2]来源于Google Maps 2010年洮河流域卫星影像，并经适当技术处理。

[3]本章基础资料主要来源于甘肃省水利水电勘测设计研究院编制的《甘肃省引洮供水一期工程水资源优化配置方案》(2009年)和《引洮二期工程水资源配置方案》(2010年)，以下简称，水资源配置方案。

[4]陇中地区是个地理文化概念，主要指甘肃中部地区，大体相当于现在的定西大部和会宁、静宁等地。

[5]“三西”地区是指甘肃河西地区19个县(市、区)、甘肃中部以定西为代表的20个县(区)和宁夏西海固地区(即固原、隆德、西吉、海原、泾源) 8个县，共计47个县(市、区)，总面积38万km2，农业人口约1200万人，该区也是国家扶贫计划的重点。

[6]chì，即，遵照，命令之意。

[7]hézhǐ，即，何止之意。

[8]即指甘肃省的河西地区和以定西为代表的中部干旱地区。

[9]来源于甘肃省水利水电设计院提供的《引洮工程水资源配置方案》