干旱内陆区雨洪资源综合利用暨“沙漠都江堰模式”研讨会

2020年9月18日至20日，甘肃省高级科技专家协会组织国内雨洪资源研究方面的专家在敦煌阳关召开“干旱内陆区雨洪资源综合利用研讨会暨沙漠都江堰模式 ”研讨会。

此次会议由甘肃省高级科技专家协会、中国科学院西北生态环境资源研究院和敦煌飞天产业园联合举办。出席此次会议的甘肃省高级科技专家协会成员有会长杨生荣、副会长何延忠、秘书长史瑞玲、副秘书长白光祖、常务理事刘蔚、司建华、王培豪、莫兴邦、理事郭平；中国科学院西北生态环境资源研究院科研处负责人也参加了此次会议。

会议邀请了南京水利科学研究院刘勇主任作“流域洪水资源利用评价理论与实践”的报告，甘肃省水利科学研究院王军德所长作“西北地区流域雨水利用技术”的报告，甘肃省水土保持研究所所长金彦兆作“甘肃农村雨水利用30年”的报告，中国科学院西北生态环境资源研究院司建华研究员作“无控制性工程地区洪水疏渗蓄综合利用技术”的报告。

会议期间，与会成员对河西走廊西端西土沟流域107条山区洪水沟道、洪水分级疏流-综合拦蓄-渗滤净化试验示范区、洪水资源化-冷水养殖-肥水种植的水资源高效利用试验示范区、粘土固沙-石堤阻沙-生物防沙综合风沙防御技术试验示范区进行了考察。

据悉，“沙漠都江堰”位于甘肃省河西走廊的最西端，在敦煌西南60公里的阳关镇，南部与阿克塞县相邻，西部为库姆塔克沙漠，自古就是通往西域的门户和“丝绸之路”南路的必经关隘。该地区自然条件恶劣，环境问题突出。第一，气候极端干旱，水资源匮乏，多年平均降水量仅为40毫米，蒸发量是降水量的80多倍，严重缺水。第二，区域上游山区沟多、坡陡、流程短，暴雨集中，属洪水无控制性工程地区，短时间容易形成最大洪峰流量，在每年的汛期受到来自祁连山北坡肃北和阿克塞洪水的威胁，洪水危害严重。第三，区域内有阳关林场风沙口、党河风沙口、西戈壁风沙口、大泉风沙口等重要的风沙口，库姆塔格沙漠每年向敦煌绿洲内部推进1-4 米，风沙危害严重，文化遗产和自然遗迹受损严重。该区域面临缺水、水患与沙害多重威胁。因此，如何对洪水进行管理，减少洪水危害；如何将洪水变为有用的水资源，解决缺水问题；如何利用洪水资源，达到生态治理的目标，是面临的重大挑战。

敦煌飞天产业园通过与中国科学院西北生态环境资源研究院联合攻关，理论上，基于高分辨率DEM数据，通过汇流单元提取，确定了洪水汇流区域；明确了内陆河山区洪水形成、转化过程机理；技术上，基于地表水与地下水转化原理，提出了内陆河山区洪水分级疏流-拦蓄-渗滤净化技术方案；构建了洪水资源化-冷水养殖- 肥水种植为一体的洪水资源高效利用技术体系；形成粘土固沙-石堤阻沙-生物防沙综合风沙防御技术体系；构建洪水资源化-高效利用-生态治理的一套完整技术体系，形成以“水害”治“沙害”的“沙漠都江堰模式”。

沙漠都江堰模式：一是形成了洪水分级疏流-综合拦蓄-渗滤净化的洪水治理模式。通过在洪水传播路径修建分洪河道，多级疏流将洪水引入沙漠汇集；通过沙漠砂砾孔径大的特点，将洪水通过下渗过程导入地下含水层，形成沙漠“地下水库”；通过侧向渗流过程再将地下水转化为地表水，将过滤渗流的水资源拦蓄变为清洁水，形成了洪水分级疏流-综合拦蓄-渗滤净化的洪水治理模式。

二是形成了基于特色农业的洪水资源高效利用模式。“沙漠都江堰”生态工程将拦蓄的水净化后用于高寒冷水虹鳟鱼养殖，通过公司加农户的模式，实现鲑鳟鱼养殖标准化。通过冷水鱼养殖产生的有机肥水，发展无核白葡萄种植。形成了基于特色农业的洪水资源高效利用模式。

三是形成了基于生态恢复的洪水资源综合利用模式。在上游区，将带有大量泥沙的洪水通过枢纽调蓄覆盖于沙漠表面形成板结层，有效地阻止了沙地的活化，即形成典型的粘土固沙效果，达到了以洪治沙的目的，构成了防止沙漠东移的第一道生态屏障；在中游区，通过侧渗净化抬升了局地地下水位，涵养地下水源，使得依赖于地下水生长的天然植被得以恢复，达到了生物治沙的效果，构成了防止沙漠东移的第二道生态屏障；在下游区，将渗漏过滤的洪水通过河道收集转化为清洁水，成为可利用的水资源，在此基础上通过植绿种树，恢复退化的生态系统，构成了防止沙漠东移的第三道生态屏障。通过以上三大生态屏障建设，形成粘土固沙-石堤阻沙-生物防沙综合风沙防御技术体系。有效遏制了当地沙漠化发展趋势，取得了显著的生态效益。

四是形成了以“水害”治“沙害”的生态治理新模式。“沙漠都江堰”生态工程将解决的关键技术锁定在洪水河道分级疏流、拦蓄、渗滤净化几个方面，在减轻洪水造成灾害的同时增加地下水的补给和溢出量。针对内陆河流域“水患”与“沙害”的双重威胁，构建了洪水资源化-高效利用-生态治理的一套完整技术体系，形成以“水害”治“沙害”的生态治理新模式。

沙漠都江堰的治理成效：(1) 变水害为水利，达到防洪保安全。将上游山区1500km2的107条河道汇集的洪水分级疏流-拦蓄-净化，变水害为水利，达到了防洪保安全、保水源的目的。

(2) 增加可利用水资源量。技术实施后，西土沟流域的流量由0.35m3/s提高到1.1 m3/s，增加0.75 m3/s。水资源可利用量增加4倍。

(3) 达到了生态治理的目标。已形成粘土固沙面积30km2，荒漠化治理面积134 km2 ，形成了保护阳关的21 km生态屏障，把沙漠推出村庄5.6 km，形成了6.4 km2的生态湿地。

(4) 形成了以“水害”治“沙害”的生态治理新模式，促进了循环经济的发展。

沙漠都江堰的工作也得到了社会各界的认可。2014年，“沙漠都江堰”生态工程研发出的洪水疏流—渗滤—拦蓄技术、高寒生态产业技术”等5项技术，作为“干旱内陆河流域生态恢复的水调控机理、关键技术及应用”项目的支撑性内容之一，获得“国家科技进步二等奖”。中国科学院在此设立了中国敦煌沙漠最前沿的院士工作站。2015年，“沙漠都江堰”生态成果被列入2015年中国生态城市建设绿皮书，被作为生态文明建设的典范纳入改革生态建设成果。2016年，“阿尔金山东段北坡区域水资源开发利用及其生态环境构建模式研究”获甘肃省水利科技进步一等奖。被瞭望新闻周刊报道称为是中国“十三五”治水的新思路。2020年有关洪水资源化综合利用技术模式被《今日中国》作为中国方案整刊向全球报道。