張掖市甘州區(qū)地下水變化特征分析

蔡樹(shù)香，蔡文元

(1.甘肅省張掖水文站，甘肅 張掖 734000；2.甘肅省武威水文站，甘肅 武威 733000)

甘州區(qū)隸屬?gòu)堃词?，地處河西走廊中段，黑河流域東段，南依祁連山與肅南裕固族自治縣相鄰，北靠龍首山，與內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善右旗接壤，東連山丹、民樂(lè)、西接臨澤縣，總面積約4 240 km2。呈南、北高，中間低的走廊盆地地形，南部祁連山區(qū)發(fā)育我國(guó)第二大內(nèi)陸河黑河，主要人類活動(dòng)集聚區(qū)位于走廊盆地內(nèi)，盆地南北寬約31～48 km，海拔高程一般在1 400 m以上。高峻的山脈、狹長(zhǎng)走廊平原是本區(qū)主要的地貌，作為絲路古城，甘州區(qū)境內(nèi)外交通有鐵路、高速公路、國(guó)道、省道、縣鄉(xiāng)公路縱橫交織，連接成網(wǎng)，形成以蘭新鐵路、蘭新高鐵、以市區(qū)為中心的鄉(xiāng)村公路四通八達(dá)，基本實(shí)現(xiàn)“村村通”油路或混凝土面覆蓋，交通條件十分便利。

1 甘州區(qū)地下水監(jiān)測(cè)站網(wǎng)概況

張掖市甘州區(qū)地下水監(jiān)測(cè)井網(wǎng)自1980年開(kāi)始觀測(cè)， 由于原規(guī)劃監(jiān)測(cè)井部分遭到人為破壞或干枯，為保持地下水資料的連續(xù)性，水文部門選用了部分民用井，補(bǔ)充監(jiān)測(cè)井，現(xiàn)存監(jiān)測(cè)井63眼，其中甘州區(qū)30眼、臨澤縣15眼、高臺(tái)縣18眼。地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)井分布見(jiàn)圖1。

圖1 地下水監(jiān)測(cè)井位分布圖

2 地下水監(jiān)測(cè)資料收集狀況

地下水監(jiān)測(cè)資料主要有：張掖盆地(甘州區(qū)、臨澤、高臺(tái))逐日或5日地下水水位、埋深觀測(cè)，部分代表性井位的水溫、水質(zhì)資料監(jiān)測(cè)。甘肅省張掖水文站負(fù)責(zé)的甘州區(qū)地下水監(jiān)測(cè)井有專業(yè)技術(shù)人員觀測(cè)，收集了1980-2014年系列觀測(cè)資料，資料科學(xué)可靠；臨澤縣、高臺(tái)縣是由本縣水務(wù)局負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)，收集了從1984-2014年的系列觀測(cè)資料。臨澤、高臺(tái)現(xiàn)有地下水監(jiān)測(cè)井大多是民用井，受灌溉影響較大。2001年水文部門研究開(kāi)發(fā)了應(yīng)用軟件，對(duì)地下水資料進(jìn)行電算整編，進(jìn)一步提高了資料整編質(zhì)量。

3 甘州區(qū)地下水變化特征

3.1 地下水位動(dòng)態(tài)變化

甘州區(qū)屬于黑河中游盆地的灌溉面積最大的區(qū)，其區(qū)域內(nèi)的地下水位變化動(dòng)態(tài)特征、趨勢(shì)與黑河中游盆地密切相關(guān)。受全球氣候的變遷及黑河中游地區(qū)水資源開(kāi)發(fā)利用形式及用水量持續(xù)變化的影響，黑河流域中下游盆地地下水的變化過(guò)程主要分三個(gè)階段：1981-1995年地下水動(dòng)態(tài)變化相對(duì)穩(wěn)定；1996-2001年9月地下水水位一直為下降趨勢(shì)；2001年9月以后黑河河岸濕地的地下水位由下降逆轉(zhuǎn)為上升趨勢(shì)，這主要是由于黑河調(diào)水使下游的地下水補(bǔ)給量增加所致，但東南區(qū)域洪積扇過(guò)渡帶地下水持續(xù)下降。甘州區(qū)地下水埋藏條件復(fù)雜，不同區(qū)域地下水的補(bǔ)給、排泄方式不同，甘州區(qū)的地勢(shì)特征自東南向西北傾斜，由南至北，從洪積扇過(guò)渡為細(xì)土平原帶。黑河及其支流貫穿全境。地下水自南東向西北運(yùn)動(dòng)，水位埋深自南向北漸淺，濕地周邊地下水埋深大部分在1m以內(nèi)。城區(qū)周邊及烏江有大量泉水溢出，烏江有泉水灌區(qū)。甘州城北郊自古即有“甘州城北水云鄉(xiāng)”之稱，自城區(qū)至北郊湖泊遍布，百泉噴涌，形成了3萬(wàn)多畝伴城而生的濕地系統(tǒng)。甘州區(qū)地下水的變化趨勢(shì)主要受社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人類活動(dòng)的影響較大，基于長(zhǎng)系列地下水監(jiān)測(cè)資料，從地理位置分區(qū)分析地下水的演變情況可知：甘州區(qū)東南片大部分井(圖2)和東片(圖3、圖4)地下水總體呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(shì)。南片(圖5)、西片盆地(圖6)、東北片大部分地區(qū)(圖7)、濕地周邊區(qū)域地下水由停止下降逆轉(zhuǎn)為上升趨勢(shì)(圖8)。黑河分水、黑河梯級(jí)電站的調(diào)度運(yùn)行改變了黑河沿岸地下水固有的天然動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。

圖2 東南區(qū)域歷年地下水位變化過(guò)程線圖

圖3 東片區(qū)域歷年地下水位變化過(guò)程線圖

圖4 東片張掖農(nóng)場(chǎng)歷年地下水位變化過(guò)程線圖

圖5 南片區(qū)域歷年地下水位變化過(guò)程線圖

圖6 西片區(qū)域歷年地下水位變化過(guò)程線圖

圖7 東北片區(qū)域歷年地下水位變化過(guò)程線圖

圖8 濕地周邊歷年地下水位變化過(guò)程線圖

3.2 地下水變化影響因素

甘州區(qū)地下水的變化趨勢(shì)主要受社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人類活動(dòng)的影響較大。1981-1995年期間甘州區(qū)地下水位變化相對(duì)比較穩(wěn)定，1996-2001年期間地下水位變化主要是下降趨勢(shì)，而在2001年后，黑河中下游河道徑流的增加導(dǎo)致張掖市的大部分地下水監(jiān)測(cè)井水位呈上升趨勢(shì)，位于312國(guó)道黑河大橋左岸5 km遠(yuǎn)的下崖子站，年際變化趨勢(shì)最為明顯見(jiàn)圖9；反映甘州區(qū)年內(nèi)變化：汛期來(lái)水較大，水位上升，非汛期來(lái)水量較小，水位下降，年內(nèi)變化影響顯著的代表井南華見(jiàn)圖10。調(diào)水對(duì)黑河中下游地下水水位影響也較大，遠(yuǎn)離黑河河道的以井灌為主的井渠混灌區(qū)水位一直呈下降趨勢(shì)，如甘州區(qū)的石崗墩、臨澤的大寨、高臺(tái)的永勝。集中調(diào)水期多在7-11月，集中調(diào)水期后水位開(kāi)始上升，枯水期基本不調(diào)水，水位下降。降水對(duì)地下水的年內(nèi)變化影響也較大，11月至次年5月降水量較小，水位下降，6-9月降水量較大，水位上升。

圖9 下崖子歷年地下水位變化過(guò)程線圖

圖10 南華地下水年內(nèi)變化過(guò)程線

4 地下水超采區(qū)分布

甘州區(qū)的地下水超采區(qū)是甘肅省水文站按2001-2010年十年的資料，結(jié)合有關(guān)規(guī)范和要求所劃定，根據(jù)有關(guān)規(guī)范和要求進(jìn)行劃定。主要分布在山丹、高臺(tái)、甘州縣區(qū)境內(nèi)，主要有山丹清泉、東樂(lè)，民樂(lè)六壩、北灘，甘州石崗墩、甘俊，高臺(tái)駱駝城、南華，肅南明花等。

5 地下水保護(hù)與科學(xué)利用建議

隨著黑河中游地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，水資源的需求量增加，水資源的供需矛盾將更加突出，中游地區(qū)對(duì)水資源的合理高效利用已成為當(dāng)務(wù)之急，對(duì)此，提出建議如下：

(1)切實(shí)加強(qiáng)水資源統(tǒng)一管理，履行水法賦予的職責(zé)，有效地調(diào)用和管理水資源，確保區(qū)域內(nèi)各行各業(yè)用水需求，加強(qiáng)水資源的可持續(xù)利用，保障區(qū)域內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的持續(xù)改善。

(2)加大節(jié)水型社會(huì)建設(shè)，充分發(fā)揮政府的宏觀調(diào)控指導(dǎo)作用，調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展壯大低耗水作物種植面積，逐步推廣節(jié)水灌溉措施，使傳統(tǒng)灌溉模式由地面灌溉轉(zhuǎn)變?yōu)樽魑锕喔?，進(jìn)一步提高水資源利用率。

(3)合理布設(shè)地下水開(kāi)采井點(diǎn)，控制地下水位下降和地下水超采，使地下水的開(kāi)采利用有序進(jìn)行。

(4)加大水資源知識(shí)普及力度，使人們普遍能夠意識(shí)到我國(guó)水資源本身并不豐富，特別是遠(yuǎn)離海洋的西北干旱地區(qū)，再加上污染、浪費(fèi)，致使水資源更加緊缺。因此，愛(ài)惜水源，節(jié)約用水的意識(shí)應(yīng)時(shí)刻貫穿于人們?cè)诟餍懈鳂I(yè)水資源的取用當(dāng)中。

6 結(jié)語(yǔ)

(1)受全球氣候的變遷及黑河中游地區(qū)水資源開(kāi)發(fā)利用形式及用水量持續(xù)變化的影響，黑河流域中下游盆地地下水位的變化過(guò)程主要分三個(gè)階段，1981-1995年地下水動(dòng)態(tài)變化相對(duì)穩(wěn)定，1996年開(kāi)始到2001年9月以前水位一直為下降趨勢(shì)，2001年9月黑河河岸濕地區(qū)域呈現(xiàn)停止下降逆轉(zhuǎn)為上升趨勢(shì)。東南區(qū)域洪積扇過(guò)渡帶地下水持續(xù)的下降。

(2)由于地下水的過(guò)度開(kāi)采，黑河中游地區(qū)已形成甘州石崗墩、臨澤平川、高臺(tái)駱駝城三個(gè)較為嚴(yán)重的超采區(qū)。高臺(tái)駱駝城超采區(qū)中央形成了半開(kāi)放漏斗，致使20世紀(jì)70年代建成的多個(gè)開(kāi)采井基本報(bào)廢。地下水的過(guò)度開(kāi)采，還會(huì)形成地下水向下游的徑流方向出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)，形成倒流，這必然對(duì)下游地下水淺埋區(qū)的水環(huán)境造成十分嚴(yán)重的不良影響，使地下水失去開(kāi)采利用價(jià)值，導(dǎo)致水源地廢棄，供水矛盾加劇。