吐魯番市淺層地下水功能區(qū)劃分

唐 蘊(yùn),王 研,唐克旺

(中國(guó)水利水電科學(xué)研究院水資源研究所,北京 100038)

吐魯番市淺層地下水功能區(qū)劃分

唐 蘊(yùn),王 研,唐克旺

(中國(guó)水利水電科學(xué)研究院水資源研究所,北京 100038)

為了對(duì)吐魯番市地下水進(jìn)行合理利用與保護(hù)管理,以全國(guó)地下水功能區(qū)劃分技術(shù)大綱為基本依據(jù),結(jié)合吐魯番市的水循環(huán)特點(diǎn)、水文地質(zhì)條件、地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀及生態(tài)環(huán)境保護(hù)需求,確定了地下水各功能區(qū)的劃分依據(jù),將吐魯番市淺層地下水劃分為開發(fā)區(qū)、保護(hù)區(qū)和保留區(qū)3類地下水一級(jí)功能區(qū),根據(jù)地下水主導(dǎo)功能進(jìn)一步劃分為集中式供水水源區(qū)、分散式開發(fā)利用區(qū)、生態(tài)脆弱區(qū)、地下水水源涵養(yǎng)區(qū)、不宜開采區(qū)和儲(chǔ)備區(qū)6類地下水二級(jí)功能區(qū)。對(duì)各二級(jí)功能區(qū)現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià),表明分散式開發(fā)利用區(qū)超采情況較為嚴(yán)重,是未來(lái)地下水管理的重點(diǎn)對(duì)象。本著從嚴(yán)管理地下水功能區(qū)的原則,從水質(zhì)、水量和水位3方面明確了各功能區(qū)的保護(hù)目標(biāo)。最后從地下水開采總量控制、坎兒井保護(hù)、地下水監(jiān)測(cè)體系完善與健全等方面提出了地下水功能區(qū)管理措施及相關(guān)建議。

地下水;功能區(qū)劃分;坎兒井;吐魯番市

地下水具有3種基本屬性,即資源供給屬性、生態(tài)屬性、環(huán)境地質(zhì)屬性。對(duì)應(yīng)這3種屬性,地下水具有資源供給功能、生態(tài)環(huán)境保護(hù)功能、地質(zhì)安全保障功能[1-3]。由于不合理開采地下水引發(fā)的地面沉降、土地沙化、海水入侵、水質(zhì)惡化等問(wèn)題,基本都可以歸結(jié)于地下水功能退化或喪失。因此,從地下水的屬性功能角度出發(fā),研究管理地下水對(duì)遏制生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的發(fā)生具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前,盡管國(guó)外沒(méi)有地下水功能區(qū)劃分方面的研究報(bào)道,但在地下水資源保護(hù)中大多都充分考慮地下水在基流維持、地面穩(wěn)定、河岸植被保護(hù)等方面的重要作用和功能,實(shí)質(zhì)上,這也是一種基于地下水功能理念的管理。2000年前后,南非水務(wù)和林業(yè)部制定的地下水系統(tǒng)保護(hù)手冊(cè)中,強(qiáng)調(diào)應(yīng)重視地下水在水文系統(tǒng)中的很多重要作用,并且將水文地質(zhì)類型分區(qū)作為地下水管理的基礎(chǔ)平臺(tái)[4]。在美國(guó)地下水管理和保護(hù)中,同樣遵循系統(tǒng)性的理念,在水文地質(zhì)單元分區(qū)(美國(guó)全國(guó)共劃分了25個(gè)主要水文地質(zhì)單元)基礎(chǔ)上,考慮地表水(基流)保護(hù)、生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)、海水入侵預(yù)防、地面穩(wěn)定性維持等。

國(guó)內(nèi)開展地下水功能區(qū)劃分始于21世紀(jì)初。開展這項(xiàng)工作的部門主要是水利部和國(guó)土資源部。2005年水利部下發(fā)了《地下水功能區(qū)劃分技術(shù)大綱》(以下簡(jiǎn)稱《大綱》),開展了全國(guó)范圍內(nèi)的地下水功能區(qū)劃分工作?！洞缶V》明確了功能區(qū)劃分體系、劃分依據(jù)、功能區(qū)保護(hù)指標(biāo)及目標(biāo)確定原則等。2006年6月中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局印發(fā)了《地下水功能區(qū)評(píng)價(jià)與區(qū)劃技術(shù)要求》(以下簡(jiǎn)稱《技術(shù)要求》),規(guī)定了地下水功能評(píng)價(jià)工作的基本原則、主要工作內(nèi)容、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、評(píng)價(jià)方法與步驟等。自2004年以后,國(guó)內(nèi)很多學(xué)者開展了地下水功能區(qū)方面的研究工作[5-12],涉及理念探討、區(qū)劃體系、劃分方法、評(píng)價(jià)指標(biāo)等,總體而言,基本上代表了水利部和國(guó)土資源部?jī)煞N不同的劃分思路。

本文參照《大綱》,結(jié)合吐魯番市的實(shí)際情況,適當(dāng)調(diào)整了劃分標(biāo)準(zhǔn),得到吐魯番市淺層地下水二級(jí)功能區(qū)劃分結(jié)果。在劃分過(guò)程中首先立足于內(nèi)陸河地區(qū)“山區(qū)徑流形成-中游徑流利用-下游尾閭湖泊徑流耗散”水循環(huán)特點(diǎn);其次,在劃分中高度重視坎兒井水源的涵養(yǎng)保護(hù),合理確定了坎兒井保護(hù)范圍及劃分標(biāo)準(zhǔn)。地下水功能區(qū)劃分成果可為今后吐魯番市地下水管理提供依據(jù)。

1 吐魯番市概況

吐魯番市位于新疆維吾爾自治區(qū)東部,東與哈密為鄰,西、南與巴音郭楞蒙古自治州的和靜、和碩、尉犁、若羌縣毗連,北隔天山與烏魯木齊市及昌吉回族自治州的奇臺(tái)、吉木薩爾、木壘縣相接,地處東經(jīng)87°41′～91°54′,北緯41°12′～43°38′,南北長(zhǎng)約240 km,東西寬約300 km。吐魯番市下轄高昌區(qū)、鄯善縣、托克遜縣1區(qū)2縣,土地總面積約7萬(wàn)km2。

1.1 水文地質(zhì)條件

受地質(zhì)、地貌、地層、氣象、水文等因素控制,吐魯番盆地分為基巖山區(qū)、北盆地、南盆地3個(gè)水文地質(zhì)單元?；鶐r山區(qū)主要分布有碎屑巖裂隙水。北盆地沉積著數(shù)十米至1 000 m的第四系卵礫石、砂礫石、砂及少量黏土層,為地下水賦存提供了良好的空間。根據(jù)埋藏條件,北盆地可以細(xì)分2個(gè)亞區(qū):①北盆地上、中部深埋潛水區(qū)。由自北向南傾斜的山前卵礫石、砂礫石組成的沖洪積扇構(gòu)成,地形坡度大于0.4%。第四系沉積最厚在北盆地中部,西部煤窯溝以南最大厚度大于1 000 m,第四系沉積厚度均在100 m以上,賦存著十分豐富的潛水,水位埋深大于30 m,最深處大于200 m。②北盆地南緣綠洲帶潛水、承壓水、自流水區(qū)。該區(qū)位于火焰山北側(cè)一線,由第四系沖洪積卵礫石、砂礫石、砂及黏性土層組成,沉積厚度50～100 m,儲(chǔ)存著豐富的潛水和小面積自流水。南盆地是一個(gè)以艾丁湖為中心的封閉盆地,沉積著數(shù)十米厚的第四系卵礫石、砂礫石、砂和黏性土層,艾丁湖區(qū)沉積著湖相鹽漬土和芒砂鹽層。根據(jù)地下水賦存和分布規(guī)律,將南盆地地下水分為3個(gè)亞區(qū):①伊拉湖、托克遜區(qū)。位于南盆地西部,三面環(huán)山,呈簸箕形。以粗顆粒為主的沖洪積物,沉積厚度100～500 m。該區(qū)有豐富的潛水、承壓水和自流水,構(gòu)成了南盆地地下水最富地段。②吐魯番、三堡、魯克沁區(qū)。該區(qū)為火焰山山前傾斜平原,地形由北向南,向艾丁湖傾斜。第四系沉積厚度200～700 m。由山前沖洪積扇頂部以卵礫石層為主,過(guò)渡到艾丁湖一帶以黏性土層為主;地下水由單一的潛水過(guò)渡到承壓水、自流水。③托克遜干溝以東卻勒塔格山前傾斜平原區(qū)。該區(qū)呈東西條帶狀,地勢(shì)由南向北傾斜。第四系沉積以坡洪積碎石為主,沉積厚度小于100 m。該區(qū)因缺少補(bǔ)給源,是南盆地地下水最貧區(qū)。

1.2 水資源及開發(fā)利用情況

吐魯番市是一個(gè)相對(duì)封閉的內(nèi)陸盆地,四面環(huán)山,中間低洼。特殊的地理地貌使得僅有極少量的溫濕氣流通過(guò)盆地西、北部山區(qū)形成降水,因此吐魯番盆地西、北部的中高山區(qū)是水資源的主要形成區(qū);平原區(qū)降水極少,對(duì)地表水、地下水的補(bǔ)給意義不大,是水資源的散發(fā)區(qū)。

吐魯番市水資源總量為12.6億m3,其中,地表水資源量為10.6億m3(境內(nèi)自產(chǎn)地表水資源量為6.6億m3,境外流入地表水資源量4.0億m3),地下水資源量為2.0億m3(不重復(fù)量)。水資源可利用量為12.26億m3,其中,地表水資源可利用量為6.32億m3,地下水資源可開采量為5.94億m3。

2012年全市總引用水量為13.79億m3(不含221團(tuán))。按引水水源劃分,地表水(河水、庫(kù)水)引水量為4.37億m3,占31.7%;地下水(井水、泉水、坎兒井)引水量為9.42億m3,占68.3%。按用水類型劃分,農(nóng)業(yè)灌溉用水12.43億m3,占90.12%;工業(yè)用水0.57億m3,占4.13%;城鎮(zhèn)生活用水0.29億m3,占2.07%;生態(tài)與環(huán)境用水0.51億m3,占3.68%。

地下水是吐魯番市的主要供水水源,目前地下水超采量達(dá)3億m3。由于過(guò)度開發(fā)利用,已經(jīng)在高昌區(qū)、鄯善縣、托克遜縣形成了3個(gè)地下水超采區(qū),超采面積分別是295.6 km2、480.1 km2、67.5 km2,共計(jì)843.2 km2。地下水水位持續(xù)下降,2002—2011年，年均地下水位下降速率分別是1.18～1.62 m、1.07～4.01 m、1.06 m。另外,由于地下水超量開采,導(dǎo)致坎兒井干涸的數(shù)量不斷增加、流量不斷減少。

2 地下水功能區(qū)劃分體系及依據(jù)

2.1 劃分體系

筆者依據(jù)《大綱》進(jìn)行吐魯番市地下水功能區(qū)劃分。地下水功能區(qū)劃分采用了兩級(jí)劃分體系。地下水一級(jí)功能區(qū)劃分為:開發(fā)區(qū)、保護(hù)區(qū)、保留區(qū)3類,主要協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展用水和生態(tài)與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系,體現(xiàn)吐魯番市對(duì)地下水資源合理開發(fā)利用和保護(hù)的總體部署。

在地下水一級(jí)功能區(qū)框架內(nèi),根據(jù)地下水資源的主導(dǎo)功能,劃分為8類地下水二級(jí)功能區(qū),其中,開發(fā)區(qū)劃分為集中式供水水源區(qū)和分散式開發(fā)利用區(qū)2類二級(jí)功能區(qū);保護(hù)區(qū)劃分為生態(tài)脆弱區(qū)、地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)和地下水水源涵養(yǎng)區(qū)3類二級(jí)功能區(qū);保留區(qū)劃分為不宜開采區(qū)、儲(chǔ)備區(qū)和應(yīng)急水源區(qū)3類二級(jí)功能區(qū)。地下水二級(jí)功能區(qū)主要協(xié)調(diào)各區(qū)縣之間、用水部門之間和不同地下水功能之間的關(guān)系。

2.2 劃分依據(jù)

地下水功能區(qū)的劃分依據(jù)是在參照《大綱》基礎(chǔ)上,結(jié)合吐魯番市的水文地質(zhì)條件、地下水資源及開發(fā)利用狀況、未來(lái)地區(qū)水資源配置中對(duì)地下水的利用情況,以及地區(qū)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題及生態(tài)環(huán)境保護(hù)對(duì)地下水的需求情況。劃分過(guò)程中具體考慮地下水資源模數(shù)、補(bǔ)給模數(shù)、開采模數(shù)、水源地規(guī)模、生態(tài)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)等具體指標(biāo)。

a. 集中式供水水源區(qū)?！洞缶V》對(duì)集中式供水水源區(qū)界定為現(xiàn)狀或規(guī)劃期內(nèi)供給生活飲用水或工業(yè)生產(chǎn)用水為主的地下水集中式供水水源地。《大綱》的劃分條件是:地下水可開采量模數(shù)不小于10萬(wàn)m3/(a·km2),日開采量1萬(wàn)m3以上的水源地單獨(dú)劃出;對(duì)于生活用水,供水水質(zhì)不低于《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848—93)規(guī)定的III類水的標(biāo)準(zhǔn)值,對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)用水,供水水質(zhì)符合工業(yè)生產(chǎn)的水質(zhì)要求。根據(jù)吐魯番市目前的集中式水源地開采規(guī)模,本次將日開采在5 000 m3以上的集中式供水水源地單獨(dú)劃出。根據(jù)規(guī)劃期地下水供水量和地下水可開采量模數(shù)劃定集中式供水水源區(qū)的范圍,以地下水匯水漏斗的外包線確定。

b. 分散式開發(fā)利用區(qū)?！洞缶V》對(duì)分散式開發(fā)利用區(qū)界定為現(xiàn)狀或規(guī)劃期內(nèi)以分散的方式供給農(nóng)村生活、農(nóng)田灌溉的地下水賦存區(qū)域?！洞缶V》的劃分條件是:補(bǔ)給條件良好,多年平均地下水可開采量模數(shù)不小于2萬(wàn)m3/(a·km2)。根據(jù)新疆地下水資源評(píng)價(jià)結(jié)果,吐魯番盆地灌區(qū)多年平均總補(bǔ)給模數(shù)在20萬(wàn)～40萬(wàn)m3/(a·km2),可開采模數(shù)在15萬(wàn)～25萬(wàn)m3/(a·km2)。吐魯番市灌區(qū)是地下水分散式開發(fā)利用的主要區(qū)域。

c. 生態(tài)脆弱區(qū)?！洞缶V》將生態(tài)脆弱區(qū)界定為有重要生態(tài)保護(hù)意義且生態(tài)系統(tǒng)對(duì)地下水變化十分敏感的區(qū)域,包括干旱半干旱地區(qū)的天然綠洲及其邊緣地區(qū)、具有重要生態(tài)保護(hù)意義的自然保護(hù)區(qū)。吐魯番市地處內(nèi)陸干旱地區(qū),年均降水量只有16 mm,生態(tài)條件極其脆弱,水資源的合理利用,特別是地下水的合理開發(fā)對(duì)地區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)至關(guān)重要。天然情況下,盆地下游的艾丁湖是本地區(qū)所有水資源的匯集地和水量耗散地,近10多年來(lái),由于盆地上游水資源利用量增加,特別是機(jī)井開采量的劇烈增加,使得主要依賴地下水維持的艾丁湖湖水日漸減少,近年已經(jīng)基本干涸。湖盆周邊植被退化,土地沙化、荒漠化問(wèn)題應(yīng)引起重視。筆者認(rèn)為首先應(yīng)在艾丁湖周邊劃分一定面積的生態(tài)脆弱區(qū);其次,為了保護(hù)人工綠洲,應(yīng)該在人工綠洲外側(cè)維持一定規(guī)模的天然綠洲。

d. 地下水水源涵養(yǎng)區(qū)?！洞缶V》對(duì)地下水水源涵養(yǎng)區(qū)界定為為了保持重要泉水一定的噴涌流量或?yàn)榱撕B(yǎng)水源而限制地下水開采的區(qū)域。劃分條件之一:有重要生態(tài)意義且必須保證一定的生態(tài)基流的河流或河段的濱河地區(qū)。吐魯番市的河流基本上都形成于北部天山山脈,山丘區(qū)是本地區(qū)地表徑流和地下水的發(fā)源地,如高昌區(qū)的重要供水水源地中,一碗泉集中式供水水源地屬于泉水利用型水源地,紅星渠首供水水源地屬于截潛流型供水水源地,因此,從泉水補(bǔ)給和河道基流保護(hù)角度而言,山丘區(qū)應(yīng)劃分為地下水水源涵養(yǎng)區(qū)。劃分條件之二:坎兒井是我國(guó)干旱區(qū)獨(dú)特的水利工程,具有重要的物質(zhì)文化遺產(chǎn)價(jià)值,應(yīng)加以重點(diǎn)保護(hù)。吐魯番市現(xiàn)有坎兒井1 091條,有水坎兒井404條,干涸坎兒井687條。有水坎兒井中最大流量為244.9 m3/s,最小流量為0.2 m3/s,總出水量為7 353.91 m3/s。根據(jù)吐魯番市坎兒井分布及出水量現(xiàn)狀,結(jié)合未來(lái)吐魯番市坎兒井上游規(guī)劃水利工程分布,確定坎兒井保護(hù)的原則是:對(duì)目前出水流量大于50 m3/s的坎兒井進(jìn)行保護(hù);對(duì)已經(jīng)規(guī)劃了水利工程的河流下游坎兒井酌情進(jìn)行保護(hù)。目前由于南盆地的地下水開采程度較高,地下水水位在短期難以恢復(fù),因此,應(yīng)以北盆地中的坎兒井為主要保護(hù)對(duì)象。具體保護(hù)范圍為坎兒井第一眼豎井上下游一定范圍內(nèi)的區(qū)域。

圖1 吐魯番市地下水二級(jí)功能區(qū)劃分

e. 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)?！洞缶V》將地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)界定為地下水水位下降后,容易引起海水入侵、咸水入侵、地面塌陷、地下水污染等災(zāi)害的區(qū)域。從目前掌握的資料看,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)因?yàn)榈叵滤_發(fā)利用而產(chǎn)生各方面的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題,因此,在吐魯番市不劃分地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)。

f. 不宜開采區(qū)。《大綱》對(duì)不宜開采區(qū)界定為由于地下水開采條件差或水質(zhì)無(wú)法滿足使用要求,現(xiàn)狀或規(guī)劃期內(nèi)不具備開發(fā)利用條件或開發(fā)利用條件較差的區(qū)域。劃分條件是,多年平均地下水可開采量模數(shù)小于2萬(wàn)m3/(a·km2),地下水礦化度大于2g/L。吐魯番盆地南部的沙漠地區(qū)地下水資源量很小,不具備開發(fā)利用條件,可以劃分為不宜開采區(qū)。另外,綠洲與綠洲之間的水資源可利用量很少,不具備開發(fā)利用條件。

g. 儲(chǔ)備區(qū)?！洞缶V》將儲(chǔ)備區(qū)界定為有一定的開發(fā)利用條件和開發(fā)潛力,但在當(dāng)前和規(guī)劃期內(nèi)尚無(wú)較大規(guī)模開發(fā)利用活動(dòng)的區(qū)域。劃分條件是,地下水賦存和開采條件較好,當(dāng)前及規(guī)劃期內(nèi)人類活動(dòng)很少、尚無(wú)或僅有小規(guī)模地下水開采的區(qū)域;地下水賦存和開采條件較好,當(dāng)前及規(guī)劃期內(nèi),當(dāng)?shù)氐乇硭軌驖M足用水的需求,無(wú)需開采地下水的區(qū)域。

h. 應(yīng)急水源區(qū)。《大綱》將應(yīng)急水源區(qū)界定為地下水賦存、開采及水質(zhì)條件較好,一般情況禁止開采,僅在突發(fā)事件或特殊干旱時(shí)期應(yīng)急供水的區(qū)域。

3 地下水功能區(qū)劃分成果

3.1 功能區(qū)面積及分布

根據(jù)前述劃分依據(jù)對(duì)吐魯番市淺層地下水進(jìn)行二級(jí)功能區(qū)劃分,劃分面積72 973 km2。一級(jí)功能區(qū)劃分各區(qū)面積分別是:開發(fā)區(qū)2 251 km2、保護(hù)區(qū)25 460 km2、保留區(qū)45 262 km2,相應(yīng)面積比例分別是3.08%、34.89%、62.02%。劃分結(jié)果見圖1、表1和表2。

集中式供水水源區(qū)10個(gè),面積18 km2,占總區(qū)劃面積的0.02%。10個(gè)集中式供水水源區(qū)分別是:

表1 吐魯番市地下水二級(jí)功能區(qū)數(shù) 個(gè)

表2 吐魯番市地下水二級(jí)功能區(qū)面積

高昌區(qū)一碗泉生活飲用集中式供水水源地、高昌區(qū)紅星渠首生活飲用集中式供水水源地、高昌區(qū)沈宏集團(tuán)小陰溝水源地、鄯善縣第一自來(lái)水公司水源地、托克遜縣華電公司水源地、托克遜縣圣雄公司水源地、托克遜縣工業(yè)園區(qū)水源地、托克遜縣欣葉公司水源地、托克遜縣雪銀公司水源地以及即將通水的高昌區(qū)大草湖水源地。

分散式開發(fā)利用區(qū)5個(gè),面積2 233 km2,占總區(qū)劃面積的3.06%。分散式開發(fā)利用區(qū)基本上沿灌區(qū)分布,主要分布在盆地中部的火焰山——鹽山兩側(cè),即北盆地和南盆地,并且以南盆地為主要開發(fā)區(qū)。開采井外邊線基本與灌區(qū)分布一致。

生態(tài)脆弱區(qū)8個(gè),面積14 208 km2,占總區(qū)劃面積的19.47%。生態(tài)脆弱區(qū)主要分布在吐魯番盆地下游的艾丁湖周邊區(qū)域。在艾丁湖周圍分布有“羅布泊野駱駝國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)”,在艾丁湖以南的區(qū)域是庫(kù)木塔格沙漠,主要植被是駱駝刺。生態(tài)脆弱區(qū)還分布在人工綠洲與戈壁灘地之間,一定規(guī)模的天然綠洲對(duì)人工綠洲具有防護(hù)作用。

地下水水源涵養(yǎng)區(qū)9個(gè),面積11 252 km2,占總區(qū)劃面積的15.42%。地下水水源涵養(yǎng)區(qū)主要分布于吐魯番盆地北部的天山山脈區(qū),山丘區(qū)起到對(duì)本地區(qū)地表水和地下水維系和涵養(yǎng)作用。根據(jù)坎兒井保護(hù)原則,需要保護(hù)的坎兒井主要位于北盆地,劃定吐魯番市坎兒井保護(hù)區(qū)范圍約167.07 km2。

不宜開采區(qū)7個(gè),面積38 290 km2,占總區(qū)劃面積的52.47%。不宜開采區(qū)分布范圍較廣,主要分布于吐魯番盆地南部的庫(kù)木塔格沙漠區(qū)。另外,不宜開采區(qū)分布于各灌區(qū)之間的區(qū)域,這些地區(qū)可利用的水資源量很少,不具備開發(fā)利用條件。

儲(chǔ)備區(qū)3個(gè),面積6 972 km2,占總區(qū)劃面積的9.55%。儲(chǔ)備區(qū)主要分布于天山山脈山前戈壁帶,這些地區(qū)地下水目前開發(fā)利用較少,水量較為豐沛。

3.2 功能區(qū)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

吐魯番市地下水功能區(qū)總補(bǔ)給量為11.98億m3,可開采量5.43億m3,現(xiàn)狀年實(shí)際開采量為7.79億m3(采用2010—2014年近5的平均值),超采量約為3.18億m3。超采量嚴(yán)重的功能區(qū)是分散式開發(fā)利用區(qū),該功能區(qū)的超采量占總超采量的91%。其余有9%的超采分布在生態(tài)脆弱區(qū)和不宜開采區(qū)。

目前,吐魯番盆地的主要開采形式是分散式開采,地下水開采井遍布在幾乎所有的鄉(xiāng)鎮(zhèn),綠洲區(qū)基本上都是超采區(qū)?？梢?未來(lái)地下水管理的重點(diǎn)地區(qū)應(yīng)該是綠洲區(qū),應(yīng)控制開采井?dāng)?shù)及開采量。

表3 吐魯番市地下水二級(jí)功能區(qū)開發(fā)利用現(xiàn)狀

3.3 功能區(qū)管理目標(biāo)及措施

地下水功能區(qū)保護(hù)目標(biāo)是指各功能區(qū)在規(guī)劃期內(nèi)能夠正常發(fā)揮其各項(xiàng)供水和生態(tài)與環(huán)境功能時(shí)應(yīng)該達(dá)到的目標(biāo)要求。地下水功能區(qū)的保護(hù)指標(biāo)包括地下水水質(zhì)、地下水開采量和地下水水位3類。地下水是脆弱的系統(tǒng),一旦遭到破壞就很難修復(fù),因此在制定分區(qū)目標(biāo)時(shí)要特別強(qiáng)調(diào)對(duì)地下水的保護(hù),從嚴(yán)制定控制目標(biāo),保障地下水的各項(xiàng)功能的正常使用。原則上,對(duì)目前實(shí)際情況好于其功能標(biāo)準(zhǔn)要求的,分區(qū)地下水保護(hù)的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于現(xiàn)狀;對(duì)于目前已經(jīng)處于臨界邊緣的,要加大保護(hù)力度,防止出現(xiàn)影響其功能發(fā)揮的惡化趨勢(shì);對(duì)于各功能區(qū)目前由于超采和污染等原因?qū)е碌叵滤δ懿荒苷０l(fā)揮的地區(qū),要考慮需要與可能,分別提出修復(fù)治理目標(biāo)。

根據(jù)功能區(qū)管理目標(biāo)制定原則,確定吐魯番市各地下水二級(jí)功能區(qū)的保護(hù)目標(biāo)。①集中式供水水源區(qū)。水質(zhì)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)均維持現(xiàn)狀I(lǐng)～I(xiàn)I類水質(zhì)類別;水量保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)是不大于可開采量2 945萬(wàn)m3;多年平均情況下水位呈動(dòng)態(tài)平衡,保持現(xiàn)狀平均水位即可。②分散式開發(fā)利用區(qū)。水質(zhì)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)均維持現(xiàn)狀I(lǐng)I～I(xiàn)II類水質(zhì)類別;水量保護(hù)目標(biāo)是對(duì)現(xiàn)狀已經(jīng)超采的4個(gè)分散式開發(fā)利用區(qū)應(yīng)壓減開采到各自的可開采量;如果要達(dá)到采補(bǔ)平衡,分散式開發(fā)利用區(qū)的地下水水位應(yīng)比現(xiàn)狀上升10～20 m?？紤]到高昌區(qū)和鄯善縣的水資源緊缺程度,酌情確定在近5年內(nèi)水位維持現(xiàn)狀。③生態(tài)脆弱區(qū)。水質(zhì)目標(biāo)維持現(xiàn)狀I(lǐng)II類水質(zhì)類別;目前在灌區(qū)周邊的生態(tài)脆弱區(qū)有超采現(xiàn)象,應(yīng)控制該功能區(qū)的開采量,防止綠洲荒漠化;水位應(yīng)保持在現(xiàn)狀基礎(chǔ)略有回升。④地下水水源涵養(yǎng)區(qū)。應(yīng)禁止在山區(qū)開礦,防止由于地表污染引起的地下水污染,以及由于礦山排水引起的泉水水源補(bǔ)給量減少,其水質(zhì)、水量、水位保護(hù)指標(biāo)維持現(xiàn)狀。⑤不宜開采區(qū)。不宜開采區(qū)基本上是荒漠區(qū)和灌區(qū)之間的戈壁,人類活動(dòng)較少,其水質(zhì)、水量、水位維持現(xiàn)狀。⑥儲(chǔ)備區(qū)。儲(chǔ)備區(qū)分布在山前戈壁地帶,目前開發(fā)利用較少，其水質(zhì)、水量、水位基本維持現(xiàn)狀。

筆者認(rèn)為,為了保證今后按照地下水功能區(qū)進(jìn)行管理,應(yīng)采取以下措施:①嚴(yán)格控制超采區(qū)開采量。目前高昌區(qū)和鄯善縣劃分的分散式開發(fā)利用區(qū)中地下水超采較為嚴(yán)重,應(yīng)控制這些地區(qū)的地下水開采,實(shí)行總量控制。②切實(shí)落實(shí)坎兒井保護(hù)?？矁壕俏覈?guó)干旱區(qū)獨(dú)特的水利工程,具有極高的文化保護(hù)價(jià)值?？矁壕Ｗo(hù)核心是水源問(wèn)題,應(yīng)嚴(yán)格控制坎兒井保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)的地下水開采量,以利于坎兒井水源的涵養(yǎng)與保護(hù)。③完善和健全地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)地下水功能區(qū)水量、水質(zhì)、水位3個(gè)方面監(jiān)督考核的需要,補(bǔ)充地下水水質(zhì)檢測(cè),特別是水源地的水質(zhì)監(jiān)測(cè),制定地下水監(jiān)測(cè)規(guī)劃,完善地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系。

4 結(jié)論及建議

按照水利部《地下水功能區(qū)劃分技術(shù)大綱》具體要求,結(jié)合吐魯番市實(shí)際情況,對(duì)吐魯番市72 973 km2范圍內(nèi)淺層地下水進(jìn)行了功能區(qū)劃分,得到如下結(jié)論:①地下水一級(jí)功能區(qū)中開發(fā)區(qū)、保護(hù)區(qū)、保留區(qū)的面積比分別是3.08%、34.89%、62.02%。②地下水二級(jí)功能區(qū)中集中式供水水源區(qū)、分散式開發(fā)利用區(qū)、生態(tài)脆弱區(qū)、地下水水源涵養(yǎng)區(qū)、不宜開采區(qū)、儲(chǔ)備區(qū)的劃分個(gè)數(shù)分別是10個(gè)、5個(gè)、8個(gè)、9個(gè)、7個(gè)、3個(gè),面積比分別是0.02%、3.06%、19.47%、15.42%、52.47%、9.55%。③現(xiàn)狀年地下水功能區(qū)地下水超采約3.18億m3,其中分散式開發(fā)利用區(qū)占總超采量的91%,其余有9%超采分布在生態(tài)脆弱區(qū)和不宜開采區(qū)。④地下水二級(jí)功能區(qū)的水質(zhì)、水量和水位管理目標(biāo)均應(yīng)不低于現(xiàn)狀,對(duì)于目前超采較為嚴(yán)重的分散式開發(fā)利用區(qū)應(yīng)進(jìn)行水量與水位雙控。

地下水功能區(qū)劃分是一項(xiàng)全新的工作,國(guó)家還沒(méi)有正式出臺(tái)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,這給地下水功能區(qū)劃分工作造成較大困難和不確定性。因此,建議對(duì)本次研究確定的吐魯番市地下水功能區(qū)劃分方案試行一定時(shí)期,評(píng)定劃分成果的合理性,以便修改完善劃分方案,同時(shí),也為地下水功能區(qū)劃分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)提供一定借鑒。

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Functional division of shallow groundwater in Turpan City

TANG Yun, WANG Yan, TANG Kewang

(DepartmentofWaterResources,ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch,Beijing100038,China)

This paper formulates the divisional basis of various groundwater functional areas for reasonable utilization, management, and conservation of groundwater in Turpan City. based on technical guidelines of China’s nationwide division with consideration of water cycle, hydro-geological nature, groundwater exploitation situation, and eco-environmental conservation demands. Shallow groundwater is divided into the following three types of areas with first-class functions: the developing area, the conservation area, and reserve area. Six sub-class functional areas are further divided as follows: the centralized drinking water area, the distributed exploitation area, ecologically vulnerable area, groundwater conservation area, unavailable exploitation area, and reserve area. The situations of various sub-class functional areas are evaluated. The results indicate that the distributed exploitation area, which has been exploited excessively, should be a focus in future groundwater management. Based on the principle of strict management of groundwater functional areas, the targets of various functional areas are determined with water quality, water quantity, and water level taken into account. Management measures and suggestions are put forward in regard to total water quantity control, Karez conservation, and the improvement of groundwater monitoring system.

groundwater; functional division; Karez; Turpan City

10.3880/j.issn.1004-6933.2017.02.004

中國(guó)水利水電科學(xué)研究院“十三五”重點(diǎn)科研專項(xiàng)(WR0145B502016)

唐蘊(yùn)(1968—)，女，教授級(jí)高級(jí)工程師，博士，主要從事水資源開發(fā)利用中的生態(tài)環(huán)境研究。E-mail: tangyun@iwhr.com

P641.8

A

1004-6933(2017)02-0016-06

2016-07-27 編輯：彭桃英)