內(nèi)蒙古扎賚特旗節(jié)水增糧行動項目地下水資源評價研究

朱景亮，梁秀娟，王雅男

（1.水利部松遼水利委員會，130021，長春；2.吉林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，130021，長春）

扎賚特旗位于內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟東北部，大興安嶺向松嫩平原過渡地帶，嫩江右岸。全旗耕地面積576萬畝（1 hm2＝15 畝，下同），其中有效灌溉面積141萬畝，2011年糧食總產(chǎn)量106.5萬t。扎賚特旗多年平均年降水量為420.5 mm，多年平均年蒸發(fā)量為1 806.1 mm，降水分布不均，干旱災(zāi)害嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)。2012年，扎賚特旗被列為東北四省區(qū)節(jié)水增糧行動項目支持縣旗。扎賚特旗全部為地下水灌溉，開展項目區(qū)地下水資源評價研究，對科學(xué)確定發(fā)展規(guī)模、確保節(jié)水增糧增效具有重要意義。

一、扎賚特旗節(jié)水增糧行動項目建設(shè)規(guī)模

根據(jù)扎賚特旗節(jié)水增糧行動項目實施方案，2012—2015年全旗完成現(xiàn)有灌區(qū)節(jié)水改造、新增灌溉面積28萬畝，其中新增7.6萬畝，改造20.4萬畝。項目區(qū)全部為地下水灌溉，年總?cè)∷繛? 292.8萬m3，其中地下水為2 120.8萬m3，傍河取水為172.0萬m3。傍河取水灌溉片區(qū)共打傍河取水豎井24眼，根據(jù)對每個灌溉單元進(jìn)行設(shè)計。地下水灌溉片區(qū)共需水源井1 902眼，其中新打水源井770眼，利用原有機電井1 132眼。

二、扎賚特旗節(jié)水增糧行動項目區(qū)水文地質(zhì)條件

扎賚特旗節(jié)水增糧行動項目區(qū)內(nèi)有大小河流74條，總長1 209km，其中流域面積100km2以上的河流有21條，河流多為降水型河流，均受降水影響，年際變化大，年內(nèi)徑流懸殊也很大。

項目區(qū)位于罕達(dá)罕河、綽爾河、二龍濤河階地河谷平原區(qū)，主要開采層為第四系孔隙潛水及基巖風(fēng)化帶裂隙水，含水層厚4.6～61.07 m，單位涌水量一般為 30～50 m3/（h·m）， 河流上段、支流及干流河谷階地單位涌水量一般為 10～30 m3/（h·m）， 單位涌水量最大 1 500～2 200 m3/（d·m），滲透系數(shù)22.9 m/d。

而在河流兩岸，地表多小溪的較大寬谷中下段，含水層厚度約2～10m，單位涌水量一般為10～20m3/（h·m），水位埋深 2～6m，單位涌水量 1～10 m3/（h·m）。

二龍濤河下游干流河谷平原區(qū)地下水埋深1～4 m，富水性較好，單位涌水量為 0～10 m3/（h·m）。

河谷平原孔隙潛水與地表水水力聯(lián)系密切，徑流條件良好，枯季多為地下水補給地表水，汛期是地表水補給地下水，上游地下徑流在下游多以地表徑流出現(xiàn)。

項目區(qū)地下水水位一般在7—9月達(dá)到最低，10月至翌年2月逐漸回升，一般3—5月達(dá)到峰值，地下水水位的變化與降水量增加和農(nóng)作物灌溉用水高峰關(guān)系密切（見圖1）。

三、地下水資源分析與計算

扎賚特旗節(jié)水增糧行動項目區(qū)共有31個地下水灌溉片區(qū)，采用就近打井的方式取用片區(qū)周邊地下水。由于本次地下水水源地較多，所涉及的水文地質(zhì)單元較大，出于安全考慮，將扎賚特旗劃分為多個流域，按流域?qū)?1個片區(qū)劃分為14個論證單元，論證面積6 128.7km2。

1.水文地質(zhì)參數(shù)的確定

根據(jù)潛水含水層水位變幅帶給水度（μ）參考區(qū)域水文地質(zhì)普查報告(1∶20萬)，最終確定各種巖性給水度取值范是0.02～0.06之間。根據(jù)前人成果及《全國水資源綜合評價技術(shù)細(xì)則》中有關(guān)松遼流域、嫩江流域降水入滲補給系數(shù)的取值，結(jié)合各論證單元水文及水文地質(zhì)條件，經(jīng)綜合分析，確定降水入滲補給系數(shù)在0.028～0.10之間?？紤]各井灌區(qū)巖性及灌溉定額，確定灌溉入滲補給系數(shù)采用值為0.15。潛水蒸發(fā)系數(shù)（C）根據(jù)《全國水資源綜合評價技術(shù)細(xì)則》中有關(guān)松遼流域潛水蒸發(fā)系數(shù)的取值，建立扎賚特旗境內(nèi)不同非飽和帶巖性類型區(qū)潛水蒸發(fā)系數(shù)與地下水水位埋深間的相關(guān)關(guān)系。滲透系數(shù)（K）主要依據(jù)抽水試驗成果及前人完成的水文地質(zhì)勘察資料確定。水力坡度（I）取值根據(jù)實測地下水水位統(tǒng)測結(jié)果得出。

2.均衡法計算地下水資源量

圖1 地下水水位動態(tài)曲線圖

項目區(qū)地下水補給量包括降水入滲補給量、側(cè)向補給量、山前側(cè)向補給量、河道滲漏補給量、灌溉入滲補給量。項目區(qū)的地下水排泄量主要有潛水蒸發(fā)量、地下水向地表水的泄流、人工開采和側(cè)向流出量。均衡法地下水資源量計算成果見表1。

從表1中可以看到，各論證單元相對均衡差｜δ｜<10%，說明各分區(qū)水文參數(shù)選取較合理，各項排泄量與各項補給量計算結(jié)果準(zhǔn)確可靠。由均衡法計算成果可知,研究區(qū)地下水總補給量為19 125.8萬m3/a，總排泄量為22 338萬m3/a，補排差為 3 212.2萬 m3/a，地下水處于負(fù)均衡狀態(tài)。通過本區(qū)的均衡分析可知，地下水的蒸發(fā)量約為12 852.0萬m3/a，占排泄量的比例很大，通過減少蒸發(fā)量來增加可開采量是具有潛力的。

3.面積—倍比法復(fù)核計算地下水資源量

根據(jù)《內(nèi)蒙古自治區(qū)水資源綜合規(guī)劃》成果，扎賚特旗多年平均地下水資源量為3.539 8億m3，地下水資源模數(shù)約為 3.11 萬 m3/（a·km2）。 采用面積—倍比法，將扎賚特旗多年平均地下水資源量折算到相應(yīng)論證單元，項目區(qū)論證范圍總補給量計算結(jié)果為19077.1萬m3/a。將《內(nèi)蒙古自治區(qū)水資源綜合規(guī)劃》中地下水資源量折算到相應(yīng)論證單元，計算成果見表2。將面積—倍比法計算成果與均衡法計算成果相比較，可以看出，本次各論證單元地下水資源量計算結(jié)果與水資源綜合規(guī)劃面積折算成果相差誤差為1.3%～8.8%，誤差不大，故認(rèn)為均衡法計算的各論證單元地下水資源量計算結(jié)果準(zhǔn)確、合理。

4.地下水可開采量計算

地下水可開采量采用開采系數(shù)法進(jìn)行計算。計算公式如下：

表2 地下水資源量計算成果表（面積—倍比法）

表3 扎賚特旗“節(jié)水增糧行動”項目區(qū)供需平衡計算成果表

式中，Qr為計算區(qū)多年平均地下水補給量(m3/a)，ρ為開采系數(shù)。經(jīng)計算，地下水可開采量（Qap）為 13275 萬 m3/a。

四、供需平衡分析

根據(jù)《扎賚特旗國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》，對2015年區(qū)域內(nèi)各行業(yè)需水進(jìn)行預(yù)測（見表3）。由表3可見，項目區(qū)地下水可開采量能夠滿足節(jié)水增糧行動項目對地下水的需求。

五、結(jié)論與建議

①扎賚特旗地處半干旱區(qū)，亟須開展節(jié)水增糧行動，一方面通過灌溉保證農(nóng)業(yè)糧食增產(chǎn)，另一方面通過開展高效灌溉節(jié)約水資源，使有限的水資源發(fā)揮更大的效益。

②扎賚特旗水文地質(zhì)條件相對較好，含水層顆粒粗大，厚度較大，水量相對較豐富，水質(zhì)較好，具備實施節(jié)水改造、推廣高效節(jié)水灌溉的技術(shù)條件。

③由于扎賚特旗地下水開發(fā)利用程度較高，建議對于地下水水位持續(xù)下降地段改造現(xiàn)狀灌溉方式，實施高效節(jié)水灌溉為主，不宜新增灌溉面積。

④建議對地下水水位進(jìn)行實時監(jiān)測，進(jìn)一步了解地下水動態(tài)變化。

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