塔里木盆地地下水動態(tài)變化及其影響因素分析

摘 要：塔里木盆地地下水資源對維系綠洲生態(tài)系統(tǒng)和社會經(jīng)濟發(fā)展至關重要。通過收集和分析塔里木盆地地下水動態(tài)變化數(shù)據(jù)，探討了影響地下水變化的主要因素。結果表明，近年來，塔里木盆地地下水位呈下降趨勢，主要受到氣候變化、地表水過度開發(fā)利用和農(nóng)業(yè)灌溉等人為活動的影響。為了實現(xiàn)塔里木盆地地下水資源的可持續(xù)利用，需要加強地下水管理，優(yōu)化水資源配置，提高灌溉效率，并推進節(jié)水型社會建設。

關鍵詞：塔里木盆地；地下水；動態(tài)變化；影響因素

中圖分類號：P641.2 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）08–0-03

塔里木盆地位于中國西北部，是世界上最大的內陸盆地。盆地分布著廣袤的沙漠、戈壁和綠洲，水資源稀缺，生態(tài)環(huán)境脆弱。地下水是塔里木盆地維系綠洲生態(tài)系統(tǒng)和支撐當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的關鍵水源。然而，近年來受氣候變化和人為活動的雙重影響，塔里木盆地地下水資源面臨嚴峻挑戰(zhàn)。為了實現(xiàn)地下水資源的可持續(xù)利用，需要加強對地下水動態(tài)變化及其影響因素的研究。

1 塔里木盆地概況

1.1 自然地理

塔里木盆地位于新疆維吾爾自治區(qū)南部，總面積約53萬km2。盆地北部和南部分別為天山山脈和昆侖山脈，中部為塔克拉瑪干沙漠，是世界第二大流動沙漠。塔里木盆地地勢西高東低，海拔在800～1 400 m之間。盆地內氣候干旱，年降水量僅為50～80 mm，而年潛在蒸發(fā)量高達2 000～3 000 mm。塔里木河是盆地內的主要河流，發(fā)源于天山南麓，流經(jīng)盆地北部邊緣，最終消失在臺特瑪湖附近的塔里木盆地東部[1]。塔里木盆地獨特的自然地理條件造就了其脆弱的生態(tài)環(huán)境和極為有限的水資源。

1.2 水文地質條件

塔里木盆地地下水主要賦存于第四系松散沉積物，包括沖積、洪積和風積等類型的沉積物。盆地北部山前平原區(qū)和南部山前傾斜平原區(qū)是地下水的主要補給區(qū)，地下水埋深較淺，水質較好。中部沙漠區(qū)地下水埋深較大，水質差，多為咸水。塔里木盆地地下水的補給主要來自山區(qū)降水、冰雪融水和河流滲漏等，而蒸發(fā)和人工開采是地下水的主要排泄方式。受氣候變化和人為活動的影響，塔里木盆地地下水資源呈現(xiàn)出明顯的時空變化特征，部分區(qū)域地下水位持續(xù)下降，水質惡化，面臨著嚴重的超采問題[2]。

1.3 社會經(jīng)濟

塔里木盆地是新疆維吾爾自治區(qū)的重要組成部分，行政區(qū)劃上涵蓋阿克蘇、喀什、和田、巴音郭楞蒙古自治州等地。塔里木盆地是新疆重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，主要種植棉花、小麥、玉米、水果等經(jīng)濟作物。盆地還蘊藏著豐富的石油、天然氣和礦產(chǎn)資源，是中國重要的能源和資源基地。隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，塔里木盆地社會經(jīng)濟得到了快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化水平不斷提高，交通、能源、水利等基礎設施建設取得顯著進展。然而，經(jīng)濟發(fā)展也帶來了水資源短缺、生態(tài)環(huán)境惡化等問題，亟須加強水資源管理和生態(tài)環(huán)境保護，實現(xiàn)經(jīng)濟社會與環(huán)境的協(xié)調發(fā)展。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

（1）塔里木河流域管理局提供的塔里木盆地各觀測井多年地下水位監(jiān)測數(shù)據(jù)，時間跨度為1980—2020年，覆蓋塔里木盆地的主要區(qū)域。這些數(shù)據(jù)是分析塔里木盆地地下水動態(tài)變化的基礎[3]。

（2）中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)提供的塔里木盆地各氣象站1980—2020年的氣溫、降水、蒸發(fā)等氣象要素數(shù)據(jù)，用于分析氣候變化對地下水的影響。

（3）塔里木盆地各綠洲灌區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉用水量、灌溉面積等統(tǒng)計數(shù)據(jù)，主要來源于當?shù)厮块T和統(tǒng)計年鑒，時間跨度為1980—2020年。這些數(shù)據(jù)有助于分析農(nóng)業(yè)灌溉活動對地下水的影響。

（4）塔里木盆地主要河流的逐年徑流量、輸沙量數(shù)據(jù)，來源于塔里木河流域管理局和相關水文站點，用于分析地表水開發(fā)利用對地下水的影響。

（5）通過實地考察和調研，獲取塔里木盆地部分典型區(qū)域的社會經(jīng)濟發(fā)展狀況、水資源利用現(xiàn)狀等方面的第一手資料，為深入分析地下水動態(tài)變化的影響因素提供支撐。

利用以上多源、多尺度的數(shù)據(jù)，全面分析了塔里木盆地地下水動態(tài)變化特征及其影響因素，為制定地下水資源可持續(xù)利用對策提供了科學依據(jù)。

2.2 研究方法

（1）文獻分析法。通過收集、整理和分析國內外關于塔里木盆地地下水、水資源管理等方面的研究文獻，了解塔里木盆地地下水研究的進展和不足，明確研究的切入點和創(chuàng)新之處。

（2）數(shù)理統(tǒng)計法。利用SPSS、R等統(tǒng)計軟件，對塔里木盆地地下水位、水質等監(jiān)測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，揭示地下水動態(tài)變化的時空特征。采用Mann-Kendall檢驗等方法，判別地下水位時間序列的變化趨勢。運用相關分析、多元回歸等方法，探討地下水變化與氣候因子、河流徑流、農(nóng)業(yè)灌溉等因素之間的關系。

（3）地理信息系統(tǒng)（GIS）技術。利用Arc GIS軟件，對塔里木盆地地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)和影響因素數(shù)據(jù)進行空間制圖和可視化表達。采用克里金插值法，分析地下水位的空間分布特征?；贕IS的空間分析功能，探索地下水變化與各影響因素的空間相關性[4]。

（4）情景分析法。根據(jù)塔里木盆地地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀，結合未來氣候變化、社會經(jīng)濟發(fā)展等因素，設置不同的地下水開發(fā)利用情景。運用數(shù)值模擬等方法，預測不同情景下塔里木盆地地下水資源的變化趨勢，評估其對生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟的影響，為制定地下水管理政策提供依據(jù)。

（5）實地調研法。通過實地考察塔里木盆地典型綠洲區(qū)，訪談當?shù)厮懿块T、農(nóng)戶等利益相關者，了解塔里木盆地水資源開發(fā)利用的現(xiàn)狀和存在的問題。收集第一手資料，驗證研究結果，提出有針對性的對策。

綜合運用以上研究方法，從定性和定量、宏觀和微觀等不同角度，系統(tǒng)分析塔里木盆地地下水動態(tài)變化特征及其影響因素，力求獲得客觀、全面、可靠的研究結果。

3 塔里木盆地地下水的動態(tài)變化分析

3.1 地下水位的變化趨勢

塔里木盆地地下水位變化呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域差異?？傮w而言，塔里木盆地邊緣山前平原區(qū)地下水位呈下降趨勢，而內部綠洲區(qū)地下水位相對穩(wěn)定或略有升高（表1）。

20世紀80～90年代，受塔里木河斷流的影響，下游地區(qū)地下水位快速下降。進入21世紀以來，隨著塔里木河生態(tài)輸水工程的實施，下游地區(qū)地下水位有所回升，生態(tài)環(huán)境明顯改善。塔里木盆地地下水位變化趨勢反映了流域水資源開發(fā)利用的時空格局，未來，應加強對山區(qū)來水、地表水和地下水的統(tǒng)一管理，促進流域水資源的可持續(xù)利用。

3.2 地下水水質的變化特征

塔里木盆地地下水水質總體較差，礦化度普遍偏高。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，塔里木盆地47.3%的地下水監(jiān)測井水質超標，礦化度＞1 g/L。

北部山前平原區(qū)地下水水質較好，主要得益于天山冰雪融水和降水入滲補給（表2）。中部綠洲區(qū)地下水礦化度較高，與土壤鹽漬化和農(nóng)業(yè)灌溉回歸水入滲有關。南部庫爾勒—若羌一帶地下水礦化度普遍超標，局部地區(qū)甚至超過10 g/L，與石膏巖溶解有關。農(nóng)業(yè)灌溉導致中下游綠洲區(qū)淺層地下水礦化度呈上升趨勢。總體而言，塔里木盆地地下水水質現(xiàn)狀不容樂觀，今后應加強農(nóng)田水利基礎設施建設，科學調配灌溉用水，控制地下水開采強度，遏制水質惡化趨勢。

3.3 地下水開采量的變化特征

塔里木盆地地下水開采量呈逐年增加趨勢。分區(qū)域來看，阿克蘇地區(qū)和巴州地區(qū)地下水開采量增幅較大，喀什地區(qū)和和田地區(qū)增速相對較緩（表3）。

塔里木盆地地下水開采主要用于農(nóng)業(yè)灌溉，占年總開采量的78%以上。生活、工業(yè)用水所占比例相對較小，但增長較快。伴隨著地下水開采強度的不斷加大，塔里木盆地許多地區(qū)出現(xiàn)了地下水位下降、水質惡化、鹽漬化加劇等問題。未來，應進一步加強地下水超采區(qū)的用水管理，大力發(fā)展節(jié)水灌溉技術，優(yōu)化調整產(chǎn)業(yè)rUZyL96zq6w069fYuNCEJQ==結構，壓減地下水開采總量，推進地下水資源的保護與恢復。

4 塔里木盆地地下水變化的影響因素

4.1 氣候變化的影響

塔里木盆地地處干旱區(qū)，氣候變化對其地下水資源的影響顯著。近年來，塔里木盆地氣溫呈上升趨勢，而降水量變化不明顯，導致冰雪融水補給減少，蒸發(fā)加劇，地下水補給條件惡化。同時，極端氣象事件頻發(fā)，干旱和洪澇災害對地下水位變化產(chǎn)生沖擊。氣候變暖還可能加劇土壤鹽漬化，影響地下水水質。未來氣候變化可能使塔里木盆地地下水資源面臨更大壓力。

4.2 地表水開發(fā)利用的影響

塔里木河及其主要支流是塔里木盆地地下水的重要補給來源。隨著上游地區(qū)水利工程建設和用水量增加，塔里木河中下游來水量減少，河道斷流，地下水補給減少。20世紀80～90年代，塔里木河下游地區(qū)地下水位大幅下降[5]。近年來，塔里木河流域實施生態(tài)輸水，河道來水增加，有助于改善下游地區(qū)地下水狀況。合理調控河流來水，對保障塔里木盆地地下水資源至關重要。

4.3 農(nóng)業(yè)灌溉的影響

農(nóng)業(yè)灌溉是塔里木盆地地下水開采的主要用途。灌溉規(guī)模擴大導致地下水開采量不斷增加，地下水位持續(xù)下降。同時，不合理的灌溉方式和低效的輸水系統(tǒng)，加劇了灌溉水的蒸發(fā)和滲漏損失，造成地下水資源浪費。農(nóng)田灌溉入滲補給了淺層地下水，但長期灌溉導致土壤鹽漬化，灌溉回歸水攜帶大量鹽分入滲，造成地下水礦化度升高。節(jié)水灌溉和輸配水系統(tǒng)改造刻不容緩。

4.4 其他人為活動的影響

除農(nóng)業(yè)灌溉外，塔里木盆地不斷增長的工業(yè)和生活用水需求，加劇了地下水資源的開發(fā)利用強度。石油天然氣等資源開發(fā)活動，一方面，需要大量地下水；另一方面，油氣田注水開采等活動也影響著地下水的賦存條件和水質狀況。此外，城鎮(zhèn)化進程加快，不透水地面面積增加，減少了大氣降水入滲補給地下水的機會。人類活動影響日益凸顯，需統(tǒng)籌考慮資源環(huán)境承載力，優(yōu)化調整產(chǎn)業(yè)結構。

5 塔里木盆地地下水資源可持續(xù)利用的策略

5.1 加強地下水管理

建立健全的塔里木盆地地下水管理體系，完善地下水開發(fā)利用和保護的法律法規(guī)。加強地下水監(jiān)測網(wǎng)絡建設，掌握地下水動態(tài)變化情況。嚴格管控地下水開采，實施取水許可和水資源論證制度。在地下水超采區(qū)，限制新增取水許可，壓減地下水開采總量。健全水資源管理機構，加強部門協(xié)調聯(lián)動，強化監(jiān)管執(zhí)法。增強全社會地下水保護意識，鼓勵公眾參與管理。

5.2 優(yōu)化水資源配置

統(tǒng)籌塔里木河流域地表水與地下水、山區(qū)與平原、上游與下游的水資源配置。加強塔里木河干流和主要支流的水量調度，增加下游生態(tài)輸水，提高河道輸水效率。在地下水超采區(qū)，利用塔里木河豐水期河水補給地下水，促進地下水回升。在綠洲灌區(qū)，充分利用引河灌溉，減少地下水開采。優(yōu)化行業(yè)用水結構，發(fā)展節(jié)水產(chǎn)業(yè)，提高水資源利用效率。

5.3 提高農(nóng)業(yè)灌溉效率

大力推廣節(jié)水灌溉技術，加快高效節(jié)水灌溉體系建設。因地制宜發(fā)展噴灌、滴灌、管道輸水等節(jié)水灌溉方式，減少灌溉水蒸發(fā)和滲漏損失。加強農(nóng)田水利基礎設施建設與改造，襯砌渠道，降低輸水損失。優(yōu)化灌溉制度，推行定額管理，避免過量灌溉。開展農(nóng)民節(jié)水技術培訓，增強農(nóng)戶節(jié)水意識。調整種植結構，選育推廣耐旱作物品種，發(fā)展設施農(nóng)業(yè)。

5.4 推進節(jié)水型社會建設

將節(jié)約用水作為塔里木盆地經(jīng)濟社會發(fā)展的基本政策，推進節(jié)水型社會建設。完善水價形成機制，實行階梯水價，促進水資源高效利用。加強供水管網(wǎng)改造，降低公共供水管網(wǎng)漏損率。推廣節(jié)水器具，提高生活和工業(yè)用水效率。加強水資源循環(huán)利用，推進廢水和污水處理再生利用。開展全民節(jié)水教育，普及節(jié)水知識，營造珍惜水資源的社會氛圍。

6 結束語

塔里木盆地地下水資源的可持續(xù)利用關系到區(qū)域生態(tài)安全和社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。通過分析塔里木盆地地下水動態(tài)變化及其影響因素，為塔里木盆地地下水資源管理提供了科學依據(jù)。未來，需要加強對塔里木盆地地下水監(jiān)測和科學研究，完善地下水管理制度和措施，促進水資源的節(jié)約保護和高效利用，推動塔里木盆地走向生態(tài)文明和可持續(xù)發(fā)展之路。

參考文獻

[1] 閆志雲(yún)，曾妍妍，周金龍，等.新疆塔里木盆地灌區(qū)地下水水質空間變化及其影響因素[J].灌溉排水學報，2022，41（8）： 70-79.

[2] 阿麗亞·阿不都克里木.新疆塔里木盆地水資源評價及其開發(fā)利用[J].地下水，2022，44（3）：212-213.

[3] 潘希哲.新疆塔里木盆地淺層地下水水化學特征及形成原因[J].西部探礦工程，2021，33（11）：144-148.

[4] 王博.喀什噶爾河流域平原區(qū)地下水系統(tǒng)特征和生態(tài)環(huán)境演化分析[D].烏魯木齊：新疆農(nóng)業(yè)大學，2021.

[5] 曹阿楠，李斌，張靜，等.新疆塔里木盆地南緣綠洲帶地下水質量評價[J].西部探礦工程，2020，32（8）：119-120，123.