2024年1月15日发(作者：)
1998年4月 水利水电快报 EWRHI 第19卷第7期 水资源拉斯维加斯盆地的水资源保护[美] R.莫里斯 D.德维特 A.克赖茨等 摘 要 内华达州南部是美国西部发展最快的城市集中地区之一。到2010年,水资源将近告罄。拉斯维加斯建市初期,人均用水量高于干旱的西部其他大城市。其原因是人们以为水资源取之不尽,政府鼓励打井,满足城市发展需求,吸引游客;加之水资源执法不严,40年代,第一次水资源危机时,采取过度开采地下水的办法应付,地下水过度开采带来地质问题。70年代,第二次水资源危机,是通过增加从科罗拉多河取水解决。政府采取了用水配给、制订水利法规、加强研究和教育等措施,解决水资源保护问题。主题词 水资源保护 水法 环境教育 自由词 拉斯维加斯 美国1 引言1.1 地理条件拉斯维加斯盆地位于内华达州与犹他州大盆地南端的莫哈韦沙漠地区。当地居民使用地下水和按计划分配的科罗拉多河水。盆地东缘离科罗拉多及米德湖以西8.1km,东西延伸24.2km,面积1550km。四面环山,主峰海拔3632.6m。盆地西北高,东南低。在都市化前,地表水来自夏季山洪暴发、冬季降雨以及喷泉水,形成湿地,流入少量相差21%。造成这个差值的部分原因可能是只包含松散的泥沙。表1 实测与计算库容的比较高程/m102025库容/103m3(1973)530库容(1989)/103m3实测467模拟16库容减少/103m3实测63312482063模拟822157025042米德湖。现在,该湿地的常年流水为城市废水,其中的85%为使用科罗拉多河水后的废水,将来将增至90%。拉斯维加斯盆地年降雨量约10cm。周围山岭年降雨量50.8cm,以降雪为主。夏季高温达47.2℃,蒸发量大。城市草地年蒸发量152～183cm。1.2 地下水四周高山年降雨总量3.1×107～4.3×10m。盆地地下水主要为深浅2层。浅层(中部和东部)为不承压到半承压含水层,年补给变及随之而引起的库容减少,开发了三维输沙模型和拟三维水工模型。被模拟河床的总演变图与大坝建成后16a中实测结果十分吻合。八堂水库的地形变化导致了泥沙净淤积。模拟结果的精度表明本模型可以用来作为估计浅水河床演变的一个工具。俞瑞堂 译自《第十九届国际大坝会议论文集》 第Ⅲ卷,Q74,R19.1997.5欧阳常恒 校(收稿日期1998-03-10)734 结语为估计八堂大坝建成后水库内的河床演・25・
1998年4月 水利水电快报 EWRHI 第19卷第7期 量6.2×10～7.4×10m,由地表水(超量灌溉、暴雨径流)以及在扬压力下深层地下水的补给。这种地下水不宜饮用,但正在研究建立完善的管理制度,以及用于城市灌溉。深层地下水为自流层,又可分为3层:15.2～61m深的中间含水层、61～304.8m深的主含水层(自来水水源)和304.8m以下含水层。当地喷泉遍布,地下水条件一直很稳定。1946年第一次过度开采,超过天然补给量1.85×10～3.1×10m/a。1968年达到峰值10.6×10m/a。1982年以来,基本稳定在7.6×107m3/a水平(图1)。州水利部门的目标是2010年降至6.2×107m3/a。83773773图2 拉斯维加斯1945～1995年地下水位下降情况图3 拉斯维加斯1989～1995年 地下水人工累计补给量1.3 地表水科罗拉多河水的分配、使用和管理的依据是“河流法”。根据22a前制定的法律,内图1 拉斯维加斯年地下水抽取量与天然补给量华达州每年从科罗拉多河取水不得超过3.7×108m3。到2010年,内华达州南部水资源基本用完。在特殊情况下,该州可超额取用河水,但用过的水经处理后仍需回归河流,即净用水不得超额。由于回流到科罗拉多河的流量没有保障,所以按计划取科罗拉多河水的供水也不可靠。根据美国水质管理条例,将经过处理的污水用于灌溉和工业用途并增加水处理费用,可能会使回到科罗拉多河的水量减少。将来河水不够用已成定局。2 控制流量的措施2.1 立法1939年通过内华达州地下水法案,要求对地下水资源进行保护。1939年至1955年,通过一系列法规,防止缺水和地下水位地下水超采产生了3个相关的水文问题。一是地下水位下降。图2为一口水井的观测记录,1945～1995年,水位下降近45.7m。西部深层地下水有的甚至下降达91.4m。二是地下水位下降引起盆地整体和局部沉陷,造成对水井、公用设施、建筑物和道路的破坏。即使阻止了沉陷,与沉陷有关的地裂等问题仍在发展。三是中间含水层的硝酸盐含量日益增加。内华达州矿产地质局建议,应结合水土保持和防洪,减少地下水开采增加补给。拉斯维加斯盆地水管理局从1988年起,在冬季用水较少的月份,用处理过的科罗拉多河水对含水层进行人工补给。如图3所示,1989～1995年已回灌1.36×108m3。・26・
拉斯维加斯盆地的水资源保护表1 内华达州南部各供水部门的科罗拉多河用水配额供水部门南内华达州供水局系统基本管理公司南加州爱迪生公司纳里斯AFB公司米德湖游览区巴布科公司穆加夫堡印地安人保留地维多利谷地其他可用水资源/104m35462784已用水资源/104m3(1993)3732375530014预计用完年份2年,内华达州南部大城市都装了水表,人均用水进一步减少。1985～1995年,人口迅速增长,总用水量上升,但人均用水量下降(图4)。2.2 研究1938年,内华达州水利部门与地质调查局全面合作,定量分析取自水井的水的损耗。1945年,州政府通过立法拨款,勘测地下水贮量。在地质调查局帮助下,该州开始调查和评价内华达州南部地下水资源。到1950年,已建立有250个观测井的网络,以证明必须从科罗拉多河取水。1960年,州立法授权州水利部门与地质调查局达成协议,进行地下水普查。1961年进行水文调查。1964年,调查地面沉陷。1965年,调查碳酸盐含水层,寻找新水源。1962年,拉斯维加斯盆地水管理局与沙漠研究所合作,并由内华达大学参加,进行水文和水资源研究,对至1980年的水需求进行评估。60年代,人们对城市污水流进米德湖的问题越来越关心。1965年,研究污水用于灌溉和非饮用目的;1967年,开始研究污水处理后用于地下水回灌。1975年研究农药对米德湖动、植物区系及旅游业的影响。70年代主要研究地下水开采对地下水位的变化与影响。80年代研究地下水水质、地下水监测、城市径流、降低污染措施、深层碳酸盐含水层重新评价,以及浅层含盐地下水用于城市灌溉的可能性等。2.3 水资源保护1954年,首先在内华达州南部亨德森市安装水表。1958年,在拉斯维加斯安装水表。此后,亨德森日人均用水量从1954年的1654L降至1957年的852L。1991年,成立内华达州南方水利局,目的在于:¹参与联邦政府关于科罗拉多河水注:包括城市用水和地下水回灌降低。这些法规对降低用水卓有成效(图4)。州水利部门鼓励钻井超过609m,以寻找更多的水源。二次大战,由于物资短缺,用水也减少。1955～1970年,拉斯维加斯人口激增(图4)。图1表示人口增加而导致需水量的增加是通过开采地下水解决的。1971～1984年,人口继续增长,但是,对地下水的依赖降低,因为从1971年起已将科罗拉多河水输往拉斯维加斯盆地。图4表明自40年代以来,因地方立法和加装水表使每人每日用水量减少。1991年,所有公、私营供水公司均要求根据气候和生活条件实行水资源保护计划。1944年第一次水荒时,地下水不够用,采取了严格的水资源保护措施。1954年曾有过因浪费水而遭巡水员逮捕的事件。1959图4 拉斯维加斯1915～1995年居民人口增长、总用水量和人均用水量的分配;º加强水资源保护和管理;»规划、管理和开发水资源,增加供水量;¼向・27・
1998年4月 水利水电快报 EWRHI 第19卷第7期 售水商分配剩余的水;½供水管理;¾供水缺额分摊;¿地区供水设施的协调与运行。1991年,成立地区水资源保护委员会,下设4个分会,负责:¹制订主要景观条例;º确定鼓励保护水资源的水费;»为上、下水管道,水的再循环利用等设施建筑法规推荐标准;¼向公众进行宣传教育。提出了在5a内使人均用水量下降20%～25%的水资源保护措施。1990～1995年,水资源保护的重点是信息和教育计划。1995年,签订了水资源保护规划理解备忘录。要求在5a内对水资源进行优化管理,建立和推广4级水费制度,奖励节水,处罚浪费。水执法队的主要任务是教育,但有权发出传票。1996年开始的新规划,包括家庭节水、干旱改造及节水厕所等。2.4 教育1985年起,内华达州合作讲座开设水资源保护课程和沙漠园艺课程,宣传水资源保护和植物保护。1993年以来,已有3万居民受到教育。新闻媒体也开办了许多水资源保护的教育节目。内华达州南部水管理局和内华达州合作,对青年教育课程进行资助。1988～1995年,已有4800名教师和98000多名学生接受了有关供水和节水的教育。1987年,建立沙漠示范公园和Kiwanis俱乐部。公园面积6.18hm,用以示范推广适于沙漠生长的植物。一个礼堂和若干教室供召开与水有关的会议和上课之用。1989年,建立由个人、企业和政府代表组成的团体,举办讲座、演讲比赛、水法报告,沙漠景观摄影比赛。促进供水水质和供水量的优化管理。1995年,建立南内华达2000年联盟,为非政府组织,宣传如何节水、如何管理水资源,以确保将来的供水。该联盟已联系2・28・2万个企业和团体及其雇员约43万。水资源保护涉及立法、水费定价、鼓励节水、建立联盟、科研和教育。如果到2010年通过水资源保护措施,可使人均用水量降低4%的话,目前的水源供应可延长5a。图4说明1985年以后,人均用水有所减少。1991年人均用水减少3%,1995年人均用水减少9.4%。3 结 论在30年代以前,内华达州立法鼓励开发沙漠土地,主要使用地下水来发展农业、采矿和造矿。通过吸引移民和游客到拉斯维加斯这个“沙漠绿洲”,经济迅速发展,用水量也迅速增长。1940年前,人们以为拉斯维加斯(西班牙语意为“草原”)的地下水取之不尽,用之不竭,再加上立法不健全,人们对自流井井水的节约使用漠不关心。40年代人均用水量达2.271m/d。40年代,人口增长快于用水总量的增长速度,人均用水量显著下降,地方首次立法对用水实行管理。1971年开始从科罗拉多河取水,节水压力消失。20a中人口激增,再次引发用水紧张。80年代,通过研究、媒体重视、教育和立法,努力保护水资源以及建立联盟,使公众重新重视节水,使人均用水大大降低。内华达州南部水管理局,继续作出如下努力:¹增加现有供水系统能力;º对新增水处理和供水系统进行可行性研究;»与科罗拉多河流域各州就自科罗拉多河增加取水进行谈判。拉斯维加斯盆地的缺水问题,再也不是容易解决的问题了。马元王廷 摘译自《水资源规划与管理》 1997年5～6月欧阳常恒 校(收稿日期 1998-02-28)3
