地表水與地下水綜合利用初探

何麗娜 王 偉

（1.彬縣水利局 陜西 彬縣 713500；2.西安理工大學(xué) 陜西 西安 710048）

1 區(qū)域概況

周蘇洼地面積33.5km2，包括兩個(gè)縣的四個(gè)鄉(xiāng)。周城鄉(xiāng)位于乾縣西南，洼地則在周城鄉(xiāng)南部，周城西部緊鄰蘇坊鄉(xiāng)，周城洼地與蘇坊洼地形成一個(gè)閉合的四周高中間低的地形，故稱周蘇洼地。該區(qū)屬溫帶季風(fēng)型、半干旱大陸性氣候，冬寒少雨，夏熱伏旱，春暖干燥，秋涼濕潤(rùn)，氣候溫和。該區(qū)多年平均降雨量為574.4mm，雨量多集中在7月～10月，幾乎占全年降雨量的50%左右，多年平均水面蒸發(fā)量為1419.0mm。

1.1 地形地貌及水文地質(zhì)條件

該區(qū)域?qū)傩吕虾榉e扇組成的山前洼地，洼地除西南部地形較低，而且微向漆水河方向傾斜外，周圍地形較高，洼地中心等高線（535m～545m）稀，間距大，地形平坦而開(kāi)闊，有利于暴雨期間雨水匯集于洼地補(bǔ)給潛水。因此，洼地在有豐富的地下水補(bǔ)給來(lái)源和封閉的地形條件下，使地表水難以徑流方式排泄，而入滲后成為地下水，這就是洼地具有的特殊“蓄水構(gòu)造”。

1.2 水資源概況

該區(qū)域的水資源相對(duì)來(lái)講還是比較豐富的。地表水水量充足（渠水可提供1800萬(wàn)m3），可以滿足大部分作物的灌水要求。地下水位也較淺（在10m以內(nèi)），井群的設(shè)計(jì)開(kāi)采量也遠(yuǎn)大于其工業(yè)生活需水量，并且可以滿足部分灌溉要求。

該區(qū)域的地表水源主要從寶雞峽灌區(qū)的四支渠和五支渠引水。區(qū)內(nèi)共有耕地面積約40000畝，設(shè)施灌溉面積35751畝。本區(qū)地下水主要以大氣降水、灌溉水入滲和渠邊側(cè)滲為補(bǔ)給來(lái)源，通過(guò)緩慢的地下徑流、人工開(kāi)采和潛水蒸發(fā)排泄到區(qū)外。潛水水位埋深在0m～40m之間。全區(qū)共有57眼井可以使用，其中包括8眼輻射井，20眼配套機(jī)井和29眼不完全配套的鍋錐井。區(qū)內(nèi)共有抽水站10處。

2 存在問(wèn)題及原因分析

（1）自1971年寶雞峽灌區(qū)開(kāi)始灌溉以來(lái)，渠道灌溉逐漸替代了井灌，加速了地下水位的上升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1974年～1983年水位普遍上升了13.54m～14.05m，年上升速率為1.2m，一度出現(xiàn)了明水壕17處，明水面積達(dá)4488畝，（周城2808畝，蘇坊1680畝），使17眼機(jī)井報(bào)廢，3000多間民房倒塌，全區(qū)3000多畝種植地浸泡在一片汪洋之中，使當(dāng)?shù)厝罕姷纳a(chǎn)生活受到嚴(yán)重威脅。這些都說(shuō)明，研究時(shí)段內(nèi)灌溉水及雨水入滲是地下水上升的主導(dǎo)因素。

豐富的地下水補(bǔ)給來(lái)源、封閉的地形條件使地表水很難以地表徑流的方式排泄，而是入滲后成為地下水，使地下水的補(bǔ)給量明顯增大。由于黃土中地下水的水平徑流微弱，主要以蒸發(fā)排泄消耗地下水量（尤以上部含水層最為明顯），加之洼地地形所具有的特殊“蓄水構(gòu)造”，使排泄量沒(méi)有明顯變化，從而造成了洼地地下水的補(bǔ)給量大于排泄量，顯示出正均衡。

（2）1984年以后地下水位年變幅較小，相對(duì)比較穩(wěn)定，蒸發(fā)排泄已經(jīng)成為一個(gè)主要的排泄途徑，潛水和土壤已不同程度的發(fā)生了鹽堿化。在地方政府和寶雞峽灌區(qū)管理局的共同重視和努力下，采取了修建了排水溝，積極發(fā)展井灌等措施來(lái)排泄地下水，同時(shí)適當(dāng)減少引渠水量，地下水位在其后的幾年里得到了有效的控制，明水也逐漸消失。在這期間，還經(jīng)歷了由于大的降水所造成的地下水位的小幅度回升。1988年來(lái)水較豐（p=25%），降水量為675.6mm，1989年的地下水位則維持在1.72m～2.67m，比1988年略有所上升，但是比與之降水量相當(dāng)?shù)?984年（p=20.8%，681.1mm）水位還是要低，這說(shuō)明地下水位在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上逐步有所下降。到1990年時(shí)，該區(qū)已經(jīng)基本消除了堿災(zāi)與漬災(zāi)的隱患。

（3）由于沒(méi)有進(jìn)行合理的地表水與地下水綜合利用，對(duì)地下水的開(kāi)采量并沒(méi)有隨著地下水位的降低而有所減少，相應(yīng)的渠灌引水量也沒(méi)有增加，故而地下水位逐年降低。到了上世紀(jì)90年代末，地下水位的下降速度越來(lái)越快，并且呈現(xiàn)多年性下降趨勢(shì)，從1995年的3.80 m～5.13m下降到2002年的8.93 m～10.05m，下降了5 m左右，平均每年下降0.8 m。這已經(jīng)大大超出了地下水位的臨界水深范圍3m～6m，且黃土臺(tái)塬區(qū)潛水蒸發(fā)極限深度為4.0 m，所以近幾年洼地的蒸發(fā)量可以忽略。出入境水流也隨著地下水位的降低及較深部黃土水平方向的弱透水性而大為減少，那么對(duì)地下水的開(kāi)采就成為地下水排泄的一個(gè)主要方式，所以人工開(kāi)采量就成為影響地下水動(dòng)態(tài)平衡的主導(dǎo)因素。

地下水位變化幅度是平衡該區(qū)水量的重要標(biāo)志。而周蘇洼地地下水位從上世紀(jì)80年代初開(kāi)始的一直上升，甚至出現(xiàn)明水，到上世紀(jì)90年代后期一直下降，埋深達(dá)到9m多，這樣的變化說(shuō)明該地區(qū)地下水自寶雞峽灌區(qū)開(kāi)始灌溉以來(lái)一直沒(méi)有達(dá)到一個(gè)多年的均衡。由于灌溉水的入滲是地下水的重要補(bǔ)給來(lái)源，水位的升降也體現(xiàn)了這些年來(lái)渠道灌溉引水量的變化，那么如何控制從地表水所引取的水量對(duì)地下水進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而維持地下水的動(dòng)態(tài)均衡就成為一個(gè)最主要的問(wèn)題。

3 地表水與地下水綜合利用

（1）在一些地下水埋藏較深，潛水蒸發(fā)可以忽略、地下徑流排泄暢通，無(wú)特殊“蓄水構(gòu)造”的區(qū)域，采用渠灌不會(huì)引起地下水位上升，又不會(huì)使土壤發(fā)生次生鹽堿化，而且渠水成本也低，經(jīng)濟(jì)效益高，在這些地區(qū)實(shí)行渠灌，是一種行之有效的好方法。但對(duì)于周蘇洼地來(lái)說(shuō)，盡管塬邊地下水排泄比較暢通，但洼地所具有的“蓄水構(gòu)造”使補(bǔ)給水無(wú)法順利排出，由此可見(jiàn)，洼地外圍水力坡降大，徑流條件好，洼地中心水力坡降小，徑流條件差。所以，不能從單一方面來(lái)說(shuō)明是否可用渠灌，要全面考慮各個(gè)因素，綜合分析，聯(lián)合利用。

（2）在一些地表水資源短缺，地下水埋藏較淺，地下水主要以潛水蒸發(fā)的形式排泄，補(bǔ)給條件好，長(zhǎng)期開(kāi)采又不至于使地下水枯竭的區(qū)域，實(shí)行井灌是一種行之有效的好方法。但對(duì)于周蘇洼地來(lái)說(shuō)，渠水灌溉入滲是它的一個(gè)重要補(bǔ)給來(lái)源。自上世紀(jì)80年代末的大力排水和降低渠灌引水量、重視井灌后，渠灌引水量明顯減少，地下水的補(bǔ)給量有所減少，并且又經(jīng)過(guò)了上世紀(jì)90年代的長(zhǎng)期大量開(kāi)采地下水，地下水埋深已經(jīng)到達(dá)了9m左右（2002年～2003年），遠(yuǎn)大于臨界埋深的下限6m，人為的開(kāi)采量也已經(jīng)取代了蒸發(fā)成為潛水排泄的主要方式。這說(shuō)明該地區(qū)地下水的補(bǔ)給條件并不是十分豐富，需要在渠灌水量提供一定補(bǔ)給的情況下適量開(kāi)采，才能長(zhǎng)期為我所用，所以單純的井灌也是行不通的。

（3）在干旱與半干旱地區(qū)，由于地面水源在時(shí)間上的分配變化很大，為了最優(yōu)利用地區(qū)水資源，綜合利用地表水與地下水已經(jīng)成為重要策略。在此，從兩個(gè)方面來(lái)探討：第一，從水量平衡角度來(lái)看，單一水資源開(kāi)發(fā)已產(chǎn)生許多嚴(yán)重后果。周蘇洼地就是從上世紀(jì)70年代開(kāi)始到80年代末長(zhǎng)期引渠水灌溉，輕視井灌，造成了大量損失。然而在我國(guó)某些地區(qū)，由于過(guò)量開(kāi)采地下水，已經(jīng)形成了地下水下降漏斗，進(jìn)一步提取地下水，不僅價(jià)格昂貴，而且往往產(chǎn)生不可想象的惡果。因此，無(wú)論在任何地區(qū)，地表水與地下水綜合利用，往往都存在一個(gè)最適宜的比例。第二，從規(guī)劃設(shè)計(jì)或者管理運(yùn)行的角度來(lái)看，地表水與地下水聯(lián)合利用較之單一水源利用可以產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)周蘇洼地的水問(wèn)題分析，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w水資源分布情況，認(rèn)為地表水與地下水綜合利用能提高灌區(qū)水資源利用率、提高灌溉用水保證率、防治灌區(qū)漬澇和鹽堿化、提高作物產(chǎn)量，是保證區(qū)域地下水均衡，解決水問(wèn)題的最佳途徑。陜西水利