涇惠渠灌區(qū)九支渠地面沉陷的影響及建議

楊三虎

（陜西省涇惠渠管理局張卜管理站 陜西 三原 713800）

1 涇惠渠九支渠基本情況

涇惠渠九支渠長度24.28km，分支渠一條，長度6.58km。全站共設5個管理段，共有斗渠57條，現(xiàn)存斗渠39條，總長58.2km，有分引渠209條，總長92.9km，主要承擔著高陵縣崇皇鄉(xiāng)、榆楚鄉(xiāng)、張卜鄉(xiāng)，臨潼區(qū)北田鎮(zhèn)、任留鄉(xiāng)、雨金鄉(xiāng)的6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，24個行政村，172個生產組的7.4萬畝農田灌溉任務。自2000年以來，以張卜塬區(qū)為主，西起崇皇鄉(xiāng)船張村，東至張卜鄉(xiāng)嘴頭村，由于過量開采地下水，致使塬區(qū)大面積出現(xiàn)不同程度，不同形式的沉陷，導致支渠及渠系建筑物的嚴重毀壞，九支渠的輸水能力下降，部分農田無法灌溉，嚴重影響農業(yè)生產，制約當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，已經(jīng)嚴重影響了灌區(qū)效益的正常發(fā)揮。

2 九支渠現(xiàn)狀縱斷面與設計縱斷面測量比較

2011年8月對九支渠進行了全渠線比較測量。使用型號為AL-32X自動整平水準儀、編號19230，儀器已經(jīng)校正；支水準路線往返測量校正、符合水準路線測量（參照依據(jù)為1985年國家高程基準）。觀測成果表明：所有觀測值誤差均小于允許誤差、成果符合要求，測量成果真實有效。

測量成果表明支渠沉陷較大處有12處，最大的沉陷深度達1.333m，表現(xiàn)為波浪狀，其沉降表現(xiàn)形式為長距離的地裂縫和大面積地面沉降漏斗。地裂縫把沉降區(qū)分割成同走向的條塊體，沉降區(qū)總體形態(tài)呈橢圓形，所形成的各個沉降漏斗水平擴展多限于兩條裂縫之間，形成一系列呈狹長的橢圓沉降槽，其長軸方向與地縫走向基本一致。地面沉降的強度表現(xiàn)在累計沉降量與沉降速度上，通過往年測量資料，累積沉降量平均超過700mm，局部地區(qū)沉降超過了1200mm。沉降特點主要表現(xiàn)為波浪狀，大田沉陷多數(shù)地塊呈馬槽形，有的田塊畦中出現(xiàn)地狹，畦首畦尾比降逆變，導致無法正常灌溉。斗渠沉陷百余處，田間地面沉陷更是隨處可見，這不僅威脅渠道的行水安全，而且影響引水灌溉工作，影響灌溉面積近3.1萬畝。此外，還表現(xiàn)為大面積沉陷，沉陷形狀為不規(guī)則漏斗狀，支渠縱斷面成為波浪式曲線，支渠輸水能力嚴重不足。

3 九支渠沉陷原因的初步分析

張卜塬區(qū)的地面沉降與地裂縫的活動關系極為密切，客觀上已構成災鏈效應。地面沉降的直接作用使得一些渠系建筑物嚴重破壞，地面不均勻沉降導致地面高差變化幅度大，影響了灌區(qū)灌溉。渠系建筑物破壞、干支渠的沉降導致渠道比降變化，輸水能力減小，渠道淤積嚴重。量水堰的不準對測水，量水工作造成了很大的困難。另外，地下水作用下產生的黃土體滑動，更導致一些支、斗渠毀滅性破壞；大田的沉降則直接影響了群眾澆地。多數(shù)地塊呈現(xiàn)馬槽形，灌水定額過大，有的地塊定額達600 m3/畝～700m3/畝，有的地方地畦中出現(xiàn)裂縫，畦首與畦尾比降發(fā)生逆變化，對當?shù)鼐用褡》?、農田也造成嚴重危害，影響了正常的生產、生活，導致無法再原有的方式灌溉，只有靠再集資，另打井，另修渠抽取地下水來進行田間灌溉。這樣一來，勢必造成惡性循環(huán)，加大了農民負擔。

張卜管理站轄區(qū)從20世紀50、60年代開始發(fā)展機井，主要為30m～40m淺井，70、80年代發(fā)展較快，從2000年前后開始，因地下水位下降，大量發(fā)展80m、100m以上的中深井，機井數(shù)量劇增。到2009年末，農灌機井已發(fā)展到775眼，控制灌溉面積31886畝，年抽取地下水量達到1364萬m3。從1986年開始，西安市閻良區(qū)“172抽水工程”沿渭河左岸從張卜賈蔡村至夾灘布置25眼300m左右深井，大量抽取地下水供閻良生活用水，抽水流量在0.4m3/s～0.6m3/s。根據(jù)抽水能力計算，年抽水量在1600萬m3左右。由于農業(yè)灌溉機井及“172抽水工程”大量取用地下水，引發(fā)了張卜區(qū)域地下水位急劇下降。

地下水誘發(fā)危害涉及的問題是多方面的，張卜塬區(qū)的沉陷原因主要是農灌機井數(shù)量的迅速增加和無序的地下水過量開采導致“包氣帶水、潛水、承壓水”三水失衡。造成地面沉降的另一個原因是區(qū)域構造沉降，及土層巖性和厚度，土體的力學性質，水理性質等。長期以來，渭河北岸斷裂進行著北升南降的活動，這對塬區(qū)沉降也有一定影響，而對地塊突降則主要為塬區(qū)古墓群造成，加之塬區(qū)多為磚廠生產基地，土體力學結構發(fā)生改變，間接威脅渠道安全。

（1）在過量開采承壓水的情況下，不僅是含水砂層被擠壓，排除含水層的部分水量而產生壓密，減少孔隙度；同時，承壓水位的大幅度下降，也使砂層和粘性土層原有的水力平衡被破壞，粘性土層中的孔隙水壓力逐漸降低。隨著孔隙水的排出，一部分原來由孔隙水承擔的上覆載荷轉移到粘土顆粒的骨架上，粘土骨架承壓的有效應力增加，使土層原有的結構被破壞，并重新組合排列造成土層壓密。這種粘性土層的釋水壓密特征與含水砂層的釋水壓密特征不同，是不可逆變形，它是產生地面沉降的最主要原因。

（2）高陵縣、臨潼區(qū)工業(yè)迅猛發(fā)展，發(fā)展速度驚人，已初步形成高陵縣以南為開發(fā)區(qū)，發(fā)展工業(yè)；高陵縣以北產業(yè)結構調整，以種植大棚蔬菜、土地流轉初步形成規(guī)模。臨潼區(qū)北田鎮(zhèn)新建渭北中心城市發(fā)展工業(yè)園區(qū)，灌區(qū)工、農業(yè)發(fā)展規(guī)模和對水資源的需求超過了水資源的承受能力，工業(yè)需水量急劇增加，使得生活生產用水量急劇增加，過量開采地下水，造成地下水失衡。

（3）自從上世紀80年代農村實行聯(lián)產承包制以來，由于體制機制的弊端，當?shù)厮姓鞴懿块T主要負責地下水的開采、井位布局以及機井審批。機井的權屬歸集體所有，大多實行個人承包管理模式，高陵、臨潼的群眾為了自身利益，大量建設機井，村組機井配套相對較好。2009年，農業(yè)用電從0.37元每度降到0.21元每度，使得渠井競爭激烈，尤其是支渠下游三四段處在淺水層井群的一些村組，已多年不用渠水。

（4）高陵縣以種植大棚蔬菜、果樹較多，臨潼區(qū)北田鎮(zhèn)、雨金鄉(xiāng)以種植紅薯為主的經(jīng)濟作物面積逐年增加，九支渠三四段紅薯面積已占設施灌溉面積的50%以上。由于地下水污染少，方便開采，病菌少，快捷方便適時開關等優(yōu)勢，加之機井靈活方便，白開晝關，迎合群眾要求，使一些地方長期棄渠水用井水。地下水過量開采，不僅導致渠灌面積的大幅度減少，而且渠水不能及時補充地下水源，造成灌區(qū)地下水采補比例嚴重失調。田間工程不能發(fā)揮應有的效益，供水生產不斷下滑，九支渠三四段全部用機井進行適時灌溉，從而加速地下水的開采利用，這樣不僅導致渠灌面積大幅度減少，而且渠水不能及時補充地下水源，導致地下水采補比例嚴重失衡。

4 灌區(qū)沉陷治理建議

根據(jù)1986年～2009年調查地下水動態(tài)監(jiān)測資料，地下水位均呈下降趨勢，1986年張卜轄區(qū)地下水埋深13.2m，2010年張卜轄區(qū)地下水埋深34m，下降了20.8m，局部地下水最大埋深達到50m。而且，這種下降趨勢目前還沒有得到控制，為實現(xiàn)地下水采補平衡。加快推進地下水超采治理。建議采取以下措施進行應對：

（1）采取多種手段，加大宣傳教育力度，提高全社會對地下水合理開發(fā)利用和保護。不斷完善農村集中供水體系建設，改善機井布置，糾正盲目打井，增加客水灌溉，控制承壓水采量是緩減塬區(qū)地面沉降最有效的對策。制定切實可行的地下水資源采補平衡方案，在九支渠建立統(tǒng)一的水資源的管理機構，統(tǒng)管地下水、地表水，遏制超采地下水的勢頭。嚴格地下水開采審批程序，促進水資源的統(tǒng)一管理，統(tǒng)一調配。

（2）按照落實最嚴格水資源管理制度的要求，建立地下水取用水總量控制指標體系，全面實行地下水取用水總量控制和水位控制。堅決限制新打機井數(shù)量，透明審批程序，禁止“172抽水工程”超標抽取地下水，確定合理的取用標準，禁止超標取用。對張卜塬區(qū)現(xiàn)有的機井實行統(tǒng)一管理，杜絕地下水資源進一步惡化的趨勢。

（3）建設地下水監(jiān)測體系，完善地下水動態(tài)監(jiān)測站網(wǎng)建設，完善轄區(qū)地下水監(jiān)測網(wǎng)，開展地下水回補方案及措施的研究，為合理開發(fā)利用地下水提供技術支持。涇惠渠已從今年年初對九支渠建立了沉降、裂縫監(jiān)測體系，對裂縫實施有效監(jiān)控，2011年恢復了地下水動態(tài)監(jiān)測體系，準確及時反映灌區(qū)地下水資源真實情況，以便掌握本地區(qū)地下水位動態(tài)變化的第一手資料，為科學決策提供可靠的資料支撐。

（4）積極采取地表水回灌措施，促進地表水和地下水的轉化與良性運行。通過行政手段嚴格控制地下水開采，關閉超采機井，限制大量開采地下水。高陵縣、臨潼區(qū)建設項目施工和生產需要取用地下水的，應嚴格進行水資源論證；同時在水利廳的統(tǒng)一協(xié)調下，涇惠局和當?shù)卣ㄟ^聯(lián)動機制，大量使用涇惠渠水灌溉，在非灌溉季節(jié)進行渠水回灌，實現(xiàn)地下水采補平衡。同時，核定并公布地下水禁采和限采范圍，在地下水超采區(qū)，禁止農業(yè)、工業(yè)建設項目和服務業(yè)新增取用地下水，并逐步削減超采量。

（5）加強地下水管理工作，建立地下水開發(fā)、監(jiān)管和取水工程建設市場準入制度，強化地下水管理體系。九支渠地面沉降災害嚴重地區(qū)，建立區(qū)域地面沉降防治聯(lián)動機制，整合資源，協(xié)同當?shù)卣块T如國土資源局、水利局推進地面沉降防治工作。不僅要設立地質災害警示牌，密切關注沉陷，更應實行地表水與地下水、渠水與井水雙管理，進行水資源的統(tǒng)管調配。

（6）采取工程措施對九支渠進行加固處理，確保九支渠的過流能力，恢復失灌面積，增加渠水對灌區(qū)作物的受水能力，減少對地下水的依賴。省水利廳和當?shù)卣畢f(xié)調涇惠局采取費用補償?shù)刃问匠浞掷每退畬Φ叵滤难a充力度進行回灌，恢復地下水位。

（7）對于目前沉陷較嚴重的地區(qū)，采取技術成熟的打壓回灌技術直接進行地下水回灌，控制沉陷的發(fā)展，確保地下水的采補平衡。

5 結語

治理與防止沉陷、改善農田基礎設施是廣大群眾關注的大事，要想徹底解決灌區(qū)因超采地下水引起的沉陷，必須依靠地方政府的支持和配合。就九支渠而言，統(tǒng)籌城鎮(zhèn)供水，改善機井布置，糾正盲目打井，增加客水灌溉，控制承壓水采量是緩減塬區(qū)地面沉降最有效的對策。治理與防止沉降直接關系農民的切身利益，需得到多方面的支持與配合，以便在開發(fā)地下水資源中更好的趨利弊害，使有限的地下水資源更好地造福與塬區(qū)人民。陜西水利