第一节 概况
石羊河是河西内陆河水系中最东边的一支水系。汉前匈奴时称狐奴河,东汉称芦水、北朝和隋唐时称谷水、马城河,元朝称五涧谷,明清时称三岔河,另称六峪水、白亭水、郭河、石羊大河、沙河、清涧水等名称。
石羊河流域位于甘肃省河西走廊东部,介于乌鞘岭以西、大黄山以东,祁连山冷龙岭以北、巴丹吉林沙漠以南的区域,地理坐标在东经101°4′~104°16′、北纬36°29′~39°27′之间,总面积13.02万平方公里,地跨行政区域有武威市的古浪县、凉州区、民勤县的全部及天祝藏族自治县的部分,金昌市的永昌县及金川区全部,张掖市的肃南裕固族自治县和山丹县的部分地区,白银市景泰县的少部分,共涉及4市9县。
1.河流水系
石羊河水系自西向东由发源于祁连山的西大河、东大河、西营河、金塔河、杂木河、黄羊河、古浪河与大靖河8条主要支流及区间多条小沟小河组成,径流补给来源为山区降水和高山冰雪融水,产流面积1.11万平方公里,多年平均径流量14.6亿立方米,其中冰川融水占3.7%,地下水资源量为0.6亿立方米。流域面积50平方公里以上河流97条。

石羊河流域按水文地质单元又可分为三个独立的子水系:西大河水系、六河水系、大靖河水系。西大河水系由西大河及附近小支流组成,出山后经永昌盆地,水量在该盆地内利用转化后汇入金川峡水库,继续北流进入金川-昌宁盆地,全部被利用和消耗;六河水系由东大河至古浪河之间6条主要支流和区间小河组成,出山后进入武威盆地,水量在该盆地内被利用和转化,在盆地北部边缘汇集成石羊河(干流),通过红崖山水库流入民勤盆地,而被全部利用和消耗,历史上曾没于尾闾湖白亭海(青土湖);大靖河水系由发源于毛毛山的大靖河及周边小支流组成,经大靖峡出山后流入大靖盆地,被利用和转化后消失于腾格里沙漠南缘的直滩、海子滩、黄花滩一带。
2.地貌地质
石羊河流域地貌介于青藏高原与蒙古高原边缘,地势南西高而北东低。南部祁连山地,海拔2000~5000米,山脉走向呈南东-北西,主要山峰有东大河上游岗什卡大坂(5254.5米)、冷龙岭主峰(4874)、毛藏的牛头山(4374米)、磨脐山(4146米)、雷公山(4326米)、尖山(3262米)、乌鞘岭(3582米),有高山湖泊、冰川、峡谷和终年积雪;中部为走廓平原区,平原中部由走廊北山东段的龙首山东延的余脉韩母山(2793米)、东大山(2175米)、犬家大山(2827米)、馒头山(1754米)、红崖山(1754米)、鸡冠山(1571米)、黑山(1433米)、阿拉古山(1682米)等,将走廓平原分隔为南北盆地,南盆地是大靖、武威、永昌3个盆地,海拔1400~1800米;北盆地是民勤盆地、金昌-昌宁盆地,海拔1300~1400米。最低点是民勤北部的白亭海(1020米,已干涸)。其间有沙漠、戈壁、湿地、荒漠断续分布。洪积扇发育在祁连山北麓山前,其中老洪积扇经构造运动的断裂、抬升、侵蚀、切割形成山前丘陵和山陆长廊,新洪积扇发育为戈壁与山前倾斜平原。湖泊、沼泽、湿地分布在盆地中下游地带(已干涸)。南盆地湖泊曾有永昌县北海子,武威曾有雷台湖、熊爪湖、史家大湖等12大湖以及民勤的苇湖、蔡湖等,这些湖泊20世纪60年代才干涸。北盆地湖泊有休屠泽、白亭海、青土湖、柳林湖、暖泉湖及东、西硝池等。
石羊河流域南部祁连山地由寒武、奥陶及志留系变质砂岩、板岩、碎屑岩、碳酸盐岩、中基性-中酸性火山岩及岩浆岩构成骨干,上古生界、中生界碎屑岩及煤系地层也有广泛分布;中部的龙首山、大黄山、韩母山及红崖山主要为前震旦系、震旦系、寒武系片岩、片麻岩、千枚岩、板岩、变质砂岩、碳酸盐岩、中基性火山碎屑岩和花岗岩组成,白垩纪、第三纪泥岩、砂质泥岩、砂岩及砂砾岩也有广泛分布;流域北部的北山主要由古生代岩浆岩构成,前震旦系片岩、片麻岩零星分布。武威盆地、民勤盆地、昌宁盆地上新世以来,处于大幅度沉降过程,沉积了巨厚的上新统及第四系物质,厚度逾公里。上新统及下更新统是半固结-松散的河湖相砂、砂砾与泥岩互层。中上更新统、全新统以洪积或洪积-冲积相为主,岩性多为砂砾、砂砾石及卵砾石。由南向北岩性颗粒由粗变细。

3.气候
石羊河流域深居大陆腹地,属大陆性温带干旱气候,特点是太阳辐射强、日照充足,昼夜温差大、降水少、蒸发强烈、空气干燥。流域自南向北分为3个气候带:南部祁连山区为高寒半干旱半阴湿区,海拔2000~5000米,平均气温0℃以下,年降水量300~600毫米,年蒸发量700~1200毫米,干旱指数1~4,冻土深1.8米;中部走廓平原是温凉干旱区,海拔1500~2000米,冬春季风多,夏季炎热,昼夜温差较大,年降水量150~300毫米,年蒸发量1300~2000毫米,干旱指数4~15;北部温暖干旱区,接近腾格里沙漠边缘地带,夏季短而炎热,冬季长而寒冷,春秋不明显,年降水量50~185毫米,年蒸发量2000~3030毫米,干旱指数15~25,冻土深1.2米。
4.自然资源

流域水资源多年平均径流量为15.6亿立方米。高山区有冰川64.82平方公里,冰储量21.43亿立方米。盆地地下水资源量0.99亿立方米。全水系理论水力资源蕴藏量为35.8万千瓦,其中技术可开发装机容量为25.8万千瓦。风能资源已开始开发利用,光照资源开始被农业和建筑行业开发利用,沙产业已重视开发。水源涵养区有天然森林18.5万公顷,草场面积107万公顷。流域内矿产资源丰富,有色金属矿产有镍、金、铜、铁等,非金属矿产有硫、磷、盐、芒硝、石灰岩和煤炭资源等各类矿产125处,矿种22个。野生动物属种现有32种,属国家二类保护野生动物的有雪豹、兰马鸡、雪鸡3种,三类保护动物有猞猁、石貂、马鹿、黄羊、白鹅喉羚、水獭等。鸟类有169种,主要有斑尾楱、鸡雉鹑、银喉长尾山雀、藏雪鸡、雪鸡、锦鸡等。有药用植物169种,其中野生药用植物24种、41属、48种,主要有核桃、冬虫草、肉苁蓉、锁阳等。花卉有60种、122属、181种。
5.自然灾害
流域内的自然灾害有干旱、干热风、大风、低温、板结雪、冰雹、霜冻、山区的滑坡和泥石流、地震以及虫灾等,其中以干旱最多。有记载的大干旱从东汉永初三年(公元109年)到2007年的大旱70多次,从公元元年至1653年,旱灾每150年发生1次,从1653到1949年,平均15.5年发生1次,其中民国初年到1947年的36年里,平均4.5年发生1次,1952~1978年的27年里,大旱6次,中旱4次,出现了三年二头旱的状况,1978~2007年,出现了十年九旱的严重旱情。雹灾有记载的17次,沿山和山区经常发生雹灾,多在6~9月,最早记载的冰雹是东汉建光二年(公元122年)夏4月,河西各县大雨雹如斗。
有记载的水灾从公元300~2007年有40多次,主要的有1895年西营河洪水暴涨,冲掉清咸丰年间修建的四沟嘴桥等;1897年6月黄羊河上沙台崖头大雨,洪水调查资料洪峰流量为817立方米/秒;1949年8月南部山区连降暴雨3天,山洪暴发,洪峰流量达912立方米/秒,民房倒塌无数,武威城区东部受淹;1976年8月2日,上游祁连山区连降大雨,西营水库最高入库洪峰流量达867立方米/秒,是1949年以来发生的第二大洪水,武威城区受淹,29个机关企、事业单位受灾。
6.经济社会
流域主要行政区划分属武威、金昌两市。武威市是以灌溉农业为主要经济的农业经济区,而金昌市是我国著名的有色金属生产基地。全流域2003年总人口有226.89万人,其中农业人口174.57万人,占76.94%。有耕地37.12万公顷,农林灌溉面积31.76万公顷。有大小牲畜332.36万头(只)。地区生产总值(GDP)138.45亿元,人均6102元。财政收入10.12亿元。粮食总产量113.23万吨,人均产粮499千克,农民人均纯收入2476元,兰新、包兰、甘武铁路通过流域。公路有兰新、武民、武水、双景石天等干线。连接县乡、镇的公路几十条,形成方便的交通运输网络。
7.治理开发
石羊河水资源的大规模开发利用是在中华人民共和国成立之后,经过六十多年的建设,石羊河流域已成为甘肃经济较为发达的区域,水资源引用率达158%,净利用率89%,水资源利用率很高,但地下水严重超采,从而引起民勤盆地环境严重恶化是目前流域的主要问题。
流域规划从20世纪50年代开始,各支流进行旧灌区改造规划和水库建设前期规划工作,到60年代以后进行了石羊河流域库塘渠网化规划,流域水利现状及水量平衡规划,十万亩样板农田配套规划,田间渠系配套和农田基本建设规划,水土保持规划,水资源综合利用规划,机井建设规划,水能利用规划,人畜饮水工程规划、外流域调水规划、工农业需水规划、草原水利建设规划、各河流域水利规划、提灌工程规划、大中小型灌区节水规划、防洪灾害规划、农村人蓄饮水解困和氟病改水规划、生态治理规划、南水北调西线武威受水区规划、各时段5年计划规划、水利改革规划、小型农田水利工程规划等众多规划,这些规划在指导水利建设中起到了重要作用。特别是2007年国家发改委、水利部批复的《甘肃省石羊河流域重点治理规划》对加快流域的治理具有十分重要的指导作用,目前正在全面实施规划目标。
8.水文监测
石羊河干流上主要有南营水库水文站和蔡旗水文站。南营水库水文站始建于1980年4月,属省级重要站、区域代表站。从1981年至2007年的径流变化看,总体上天然来水量为不平稳的趋势,年际之间变幅大。最小年径流量0.8128亿立方米发生在2001年,最大年径流量1.761亿立方米发生在1993年。径流量的年内分配极不均衡,5~9月径流占年总量的85%以上,10月至次年4月径流量不到年总量的15%。一般最小径流出现在2月。

蔡旗水文站建于1992年10月,属省级重要水文站、中央报汛站、区域代表站。本站系石羊河把口站,下游距红崖山水库约25公里,位于民勤县蔡旗乡,地理位置:东经102°45′,北纬38°13′,集水面积10209平方公里。从1957年至2007年的径流变化看,总体上天然来水量为减少的趋势,年际之间变幅不大。最小年径流量1.395亿立方米发生在1965年,最大年径流量4.948亿立方米发生在1958年(注:1967—1993年为石家庄站资料,1994年及以后为蔡旗站资料)。径流量的年内分配极不均衡,1、2、3、4、7、8、9、12月径流量占年总量的80%以上,其余月径流量不到年总量的10%。一般最小径流出现在11月。