甘州區(qū)井灌區(qū)地下水資源分析研究

黃 鈺 焦國(guó)軍 孔 霞

（甘肅省張掖水文水資源勘測(cè)局，甘肅 張掖 734000）

甘州區(qū)位于甘肅省河西走廊中部, 黑河流域中游,總面積4240km2，人口49.8 萬(wàn)人，灌溉面積108.85 萬(wàn)畝。 該區(qū)域地下水補(bǔ)給來(lái)源主要是黑河， 黑河是我國(guó)西北地區(qū)第二大內(nèi)陸河，發(fā)源于青海省祁連山區(qū)。 由東岔八寶河和西岔野牛溝于青海省祁連縣境內(nèi)的黃藏寺匯合后流經(jīng)祁連山區(qū)到達(dá)出山口鶯落峽，此段區(qū)域?yàn)楹诤由嫌?，是徑流產(chǎn)流區(qū)；從鶯落峽至北山正義峽為黑河中游，是徑流利用區(qū)，此間地表水與地下水交換頻繁；從正義峽到內(nèi)蒙古的居延海為下游，為徑流消失區(qū)。

從國(guó)家對(duì)黑河流域進(jìn)行綜合治理， 到黑河調(diào)水方案的實(shí)施， 分配給張掖市及甘州區(qū)的黑河地表水資源大幅度削減。 甘州區(qū)可用水資源8.97 億m3，其中地表水6.74億m3，地下水2.23 億m3，人均占有水資源1250m3，畝均占有水資源511m3， 分別為全國(guó)平均水平的57%和29%，到2015年人均水量將為1000m3，屬嚴(yán)重缺水地區(qū)。

1 地下水資源的水文地質(zhì)特性

1.1 地下水儲(chǔ)存條件

甘州盆地平原區(qū)地下水主要儲(chǔ)存在盆地第四松散的底層內(nèi)，中間夾有粘性土的洪積、沖積和湖積相砂礫層和礫層，其厚度、巖相和結(jié)構(gòu)嚴(yán)格受基低構(gòu)造形態(tài)控制，并影響含水層系的富水性。南湓地的中央泑陷帶為巨厚的以卵礫石為主的單一結(jié)構(gòu)含水層系， 一般厚200～300m， 最厚500～800m。 其北半部逐漸變?yōu)橐陨暗[石、含砂礫及石亞粘土為主的含水層系，一般厚50～100m，最厚200m[1]。

1.2 補(bǔ)給來(lái)源

甘州區(qū)地下水資源的補(bǔ)給來(lái)源主要有： 平原區(qū)降雨入滲，側(cè)向流入量，田間入滲，河、渠滲漏。72%的地下水來(lái)自于地表水體補(bǔ)給，26.4%的地下水來(lái)自于側(cè)向流入量補(bǔ)給，降水入滲只占1.5%。

2 地下水資源的動(dòng)態(tài)分析

2.1 區(qū)域總體趨勢(shì)

甘肅張掖水文局在甘州區(qū)、高臺(tái)、山丹等縣區(qū)布設(shè)了60 眼地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中甘州區(qū)30 眼（井灌區(qū)和河井混灌區(qū)19 眼）， 初步形成了以甘州區(qū)為中心幅射周邊地區(qū)的地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 從1980年初開(kāi)始觀測(cè)得到的大量地下水資料顯示： 在區(qū)域分布上山前沖洪積扇區(qū)地下水降幅最大，范圍在4.74－9.54m；傾斜平原與細(xì)土平原區(qū)的過(guò)渡地帶次之，范圍在0.15－5.75m；細(xì)土平原地下水降幅相對(duì)較小，在0.14－2.30m 之間[2]。

圖1 甘州區(qū)山丹橋等地地下水年際變化

圖2 甘州區(qū)石崗墩等地地下水年際變化

圖3 甘州區(qū)山丹橋等地地下水年內(nèi)變化

圖4 甘州區(qū)大滿等地地下水年內(nèi)變化

2.2 井灌區(qū)趨勢(shì)

隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展， 對(duì)水資源的需求量不斷增加，甘州區(qū)地表水配水量減少，為了保證農(nóng)田灌溉，甘州區(qū)在綠洲邊緣的堿灘、甘浚、明永等部分村社河灌改為井灌，有大滿失、盈科、西干、烏江4 個(gè)井河混灌區(qū)。 甘州區(qū)地下水年際變化如圖1、2 所示，1990～1999年， 地下水大部分區(qū)域呈平穩(wěn)或緩慢下降，2000～2008年，區(qū)域地下水呈顯著下降趨勢(shì)。 東部總體下降2.8 m，0.4m／a；東北部下降0.33m，0.03m／a；南部區(qū)總體下降3.64m，0.52m／a。 井灌區(qū)整體呈逐年下降趨勢(shì)， 下降幅度0.15～0.30m/a。 其中石崗墩灘、盈科灌區(qū)、上秦鎮(zhèn)、西干灌區(qū)、 沙井鎮(zhèn)的局部地區(qū)地下水下降幅度達(dá)0.5～0.6m/a，導(dǎo)致大片生態(tài)林衰敗死亡，草木退化，綠洲退化，荒漠化不斷加劇。 特別是張掖農(nóng)場(chǎng)，2010～2011年下降0.77m，1990～2010年 下 降11.4m。 2008年 全 區(qū) 機(jī) 井 數(shù) 量 已 達(dá)2800 余眼，地下水開(kāi)采量由90年代0.8 億m3劇增到現(xiàn)在的2.6 億m3，增加了3 倍。

井灌區(qū)、 河井混灌區(qū)多年的平均年內(nèi)變化呈現(xiàn)開(kāi)采期為相應(yīng)低水位期和非開(kāi)采期為相應(yīng)高水位期，年變幅1.12～2.9m，年內(nèi)變化低谷出現(xiàn)在7～9月。 灌溉用水，如大滿、石崗墩，見(jiàn)圖4，甘州區(qū)地下水年內(nèi)變化，高水位期出現(xiàn)在1～2月，主要是上游洪水河、大堵馬河等5 個(gè)水庫(kù)及祁連山冰雪融水入滲回歸所致。 另外如堿灘、明永灌區(qū)山丹橋、太平堡等，見(jiàn)圖3，年內(nèi)變化趨勢(shì)幾乎相近。 靠近黑河邊的烏江灌區(qū)中的山丹橋、太平堡等，見(jiàn)圖3，主要受黑河調(diào)水側(cè)向入滲補(bǔ)給最低2～3月，最高8～11月。

3 地下水資源的開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀及問(wèn)題

3.1 地下水資源嚴(yán)重短缺

由于地表水資源嚴(yán)重短缺， 甘州區(qū)一半以上的農(nóng)業(yè)用水，95%以上工業(yè)用水及城鄉(xiāng)居民生活用水主要靠開(kāi)采地下水解決。

3.2 土地利用驅(qū)動(dòng)區(qū)域地下水減少趨勢(shì)

干旱內(nèi)陸河地區(qū)水資源強(qiáng)烈地響應(yīng)著土地利用與覆被變換， 在水資源形成區(qū)產(chǎn)流系數(shù)因覆被條件的變化而劇烈波動(dòng)。如甘州區(qū)從1980年開(kāi)始，當(dāng)耕地面積從7.7 萬(wàn)hm2增加到2000年的7.95 萬(wàn)hm2時(shí)，平均地下水位從8m下降到12m[3]。

3.3 水資源利用效率不高

一是黑河干流有骨干調(diào)蓄工程，中游段有62 處引水口，多為無(wú)壩引水，干支斗三級(jí)渠道襯砌率為35%，田間配套率25%，現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)灌溉定額為670m/畝，工業(yè)用水量重復(fù)利用率為45%。 二是水資源收費(fèi)需要調(diào)整，純井灌面積每畝每年征收4 元的基本水費(fèi)，農(nóng)業(yè)灌區(qū)用水0.01 元／m3，工業(yè)、經(jīng)營(yíng)（含建筑）和城鎮(zhèn)生活用水0.15 元／m3[4]。

3.4 地下水資源污染嚴(yán)重

黑河流域傳統(tǒng)上以農(nóng)業(yè)為主，近30年來(lái)，隨著工業(yè)和城市的發(fā)展，水污染日趨嚴(yán)重，大量污水未經(jīng)處理直接排入河道。 農(nóng)業(yè)大量施用化肥農(nóng)藥，造成面源污染。 這些污染源由地上轉(zhuǎn)為地下，使本屬于資源性缺水的黑河，又產(chǎn)生了污染性缺水，加劇了地下水的供需矛盾。

3.5 局部生態(tài)系統(tǒng)惡化

黑河分水對(duì)遏制下游生態(tài)起到了重要作用， 但在恢復(fù)下游生態(tài)的同時(shí)，應(yīng)保持中游的生態(tài)環(huán)境不致惡化。 中游局部出現(xiàn)生態(tài)危機(jī)主要是因?yàn)榈叵滤陆担?其次是因?yàn)檗r(nóng)業(yè)用水?dāng)D占生態(tài)水。 據(jù)2005年濕地資源調(diào)查：甘州區(qū) 濕 地 面 積5139.4hm2， 比2000年 的7960.9 減 少2821.5hm2，年均減少564.3hm2。

4 對(duì)策

4.1 實(shí)施外流域調(diào)水， 可從根本上解決區(qū)域土地資源豐富與水資源嚴(yán)重不足的矛盾。

4.2 實(shí)行地下水資源統(tǒng)一管理， 統(tǒng)一調(diào)度， 科學(xué)規(guī)劃，建立聯(lián)動(dòng)傳壓機(jī)制。

4.3 控制耕地面積的進(jìn)一步擴(kuò)大， 推行節(jié)水耕作技術(shù)，由多耕趨向少耕、免耕，由單一作物連作趨于糧草輪作或適度休閑，重視水土保持和納雨保墑，這是減少地下水開(kāi)采的有效途經(jīng)。

4.4 加強(qiáng)地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。 有效配置地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系，布設(shè)合理的地下水位、水量、水質(zhì)觀測(cè)井；建立地下水動(dòng)態(tài)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和信息共享平臺(tái)，加大地下水水環(huán)境惡化區(qū)域的聯(lián)合執(zhí)法力度。

4.5 為解決生態(tài)補(bǔ)水不足的問(wèn)題，增加濕地面積，應(yīng)采取以下項(xiàng)目措施：一是壓縮中游作物種植面積，尤其是水稻等高耗水作物的種植面積； 二是增加上游水庫(kù)、田面、 渠網(wǎng)和河道的下滲量； 三是加大中游生態(tài)用水的比例，保持生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定；四是改良中游生態(tài)退化區(qū)域的植被，以適應(yīng)地下水下降而產(chǎn)生的負(fù)面影響。

5 結(jié)語(yǔ)

5.1 甘州區(qū)地下水變化過(guò)程： 區(qū)域地下水資源整體呈下降趨勢(shì)，1990～1999年為平穩(wěn)緩慢下降，受河川降水、徑流的影響為正常；2000年調(diào)水以后，甘州區(qū)地下水井灌區(qū)、河井混灌區(qū)地表水補(bǔ)給量減少，大量開(kāi)采地下水，使地下水量遞減。

5.2 增大地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)密度，對(duì)井灌區(qū)、河井混灌區(qū)合理布局，填補(bǔ)空白區(qū)域，特別是甘浚、西干等灌區(qū)。 設(shè)立井灌區(qū)的預(yù)警機(jī)制，對(duì)地下水區(qū)域?qū)ｎ}展開(kāi)系統(tǒng)研究。

［1］付東林，尹念文，俞生波，等.張掖市地下水位大幅度上升原因分析及其思考［J］.勘察科學(xué)技術(shù)，2007（3）:42-4.

［2］黃鈺， 楊芳. 甘州區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與濕地保護(hù)的關(guān)系［J］.甘肅科技，2011（18）:26-28.

［3］劉進(jìn)琪，牛最榮.內(nèi)陸河干旱區(qū)土地利用及覆被變化對(duì)水資源影響研究［M］.蘭州:甘肅人民出版社，2010:161-163.

［4］張掖市地下水資源開(kāi)采管理暫行辦法，2009.