地下水開發利用管理論文

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西北地區目前經濟發展相對落后于全國水平，人均國民經濟產值2043元，為全國平均的3/4，糧食平均產量5415kg/hm2，占全國34%的土地面積所生產的糧食只占全國7.4%［1］。西北地區可供開發的耕地資源豐富，后備耕地面積3.25億hm2，占全國后備耕地面積的64%，其中宜耕地819萬hm2[1]，發展農業在提高單產和擴大耕地面積兩方面都很有潛力。

西北地區礦產資源豐富，種類多，儲量大，已發現礦種130多種，其中已探明儲量居全國第一的有30種，儲量占全國1/2的有12種。煤炭資源20000億t，占全國的34%.僅新疆維吾爾自治區石油儲量就達200～400億t，天然氣儲量達30000億m3，水力資源達8517.7萬kW[2]。

西北地區氣候干旱，降水稀少，蒸發量大，產水量少，水資源平均只有5.3萬m3/km2，不足全國平均數的1/5。降水和地表水時空分布極度不均，降水量分布總體上自南東的1200mm向西北逐漸減少為200mm左右，同時受高程和地形制約，具有明顯的垂直分帶性，降水主要分布于山區，山區降水量可達300～700mm，甚至更高。一部分降水在高山堆積成冰川積雪，西北冰川面積達2.8萬km2，儲水量28.5億m3，積雪儲水約361億m3[3]。這些固體水庫是平原區水資源的重要補給來源，同時對水資源的時空調節起到一定作用。而平原區降水量大都只有100～200mm，盆地中心降水一般小于50mm，而蒸發量達1000～3500mm，干旱指數可大于50以上，成為極度干旱區，因此形成山區的“濕島”與平原的“干盆”相間分布的格局。降水分布明顯制約著水資源的區域分布，地下水資源各地貧富狀況相差極大，這與降水、地形及地面水文網密切相關。東部外流區地下水資源模數平均為5.9萬m3／km2·a，西部內陸區地下水資源平均模數為3.03萬m3／km2·a[4]。現就今后西北地區地下水的研究、調查、利用和保護問題談幾點認識，供商榷。

1提高社會對西北地區地下水的認識，適度增大地下水開采

地下水以其分布廣、蒸發消耗少、儲存量大、調節能力強、不易被污染、供水保證程度高等優點倍受世人重視。世界干旱區國家均以地下水作為主要供水水源，像非洲、哈薩克斯坦、中東、美國亞利桑那州、澳大利亞等地區和國家地下水開發利用程度一般在60%以上。以色列修建地下水庫，實施地表水和地下水聯合調度的有效管理成為干旱區水資源科學利用的典范。

西北地區水資源的利用，還處于高耗低效階段，目前還主要以利用地表水為主，地表水的利用率已達到60%以上，而地下水的利用程度卻很低，這與西北地區經濟實力不足、開發技術相對落后有關。西北地區地下水平均利用程度僅有26.45%，其中內陸區為20.29%，外流區為42.49%[4]，遠遠低于其他干旱區國家地下水的開采程度，總體來說地下水開采潛力尚較大。西北地區不少極度干旱地區，地表無徑流，降水小于50mm，有的甚至小于10mm,這些地區地下水是人們賴以生存的唯一水源。新興的位于沙漠地帶的石油工業，供水也只能靠地下水。西北地區經濟正在崛起，城市迅速發展，對水的需求不但數量上不斷增加，而且保證程度的要求也越來越高，客觀上要求地下水在未來的供水中扮演重要的角色。特別需要指出的是，關于西北地區中新生代盆地內的白堊系、第三系、第四系深層承壓含水層中的地下水的可利用價值，目前在國內還未引起足夠的重視，甚至還存在爭議。埋藏較深的承壓水，補給條件差，地下水在含水層中的滯留時間達1～2萬年左右，因此開采深層承壓水主要消耗的是儲存量。國際經驗證明深層承壓水不但可以利用，而且可以持續利用，世界上許多干旱區國家開發利用的主要是深層承壓水，有的已經有幾十年，甚至近百年的歷史。美國亞利桑那州，60年中在該區各含水層中共*沙*2250億m3的地下水，其中90%為深層承壓水；澳大利亞大自流盆地中20世紀內已*沙*350億m3以上的深層承壓水[5]。我國西北地區地下水總儲存量約17.5億m3，有計劃地利用這部分儲存量對于滿足城市、工業對水的需求增長，以及解決一些極度干旱區的飲水問題有重大的現實意義。

1996年原地質礦產部實施的“西北特別找水計劃”在西北許多干旱缺水地區打出了深層承壓淡水，如新疆維吾爾自治區羅布泊東緣阿奇克谷地鉀鹽礦區；塔里木盆地沙漠中的塔中KT1井；陜西省乾縣旱塬；甘肅省平涼山區的甘溝、鴨兒溝、景泰、騰格里沙漠邊緣；寧夏回族自治區的鹽池、固原、中寧等地先后打出了36眼深井。在深層承壓水開發利用方面，應該吸取國際上的成功經驗，采取即積極又謹慎的態度，在開采實踐中研究和總結開采布局和采控制量，并結合經濟發展需求，采取適當的開采決策方案，隨著西北地區經濟實力的增強和開采技術水平的提高，末來深層地下水的開發必然會有較大的發展。

2充分發揮地下水的生態環境調節作用，水資源開發與生態環境保護并舉

潛水和土壤水是地球表面聯系巖石圈、生物圈、大氣圈的紐帶，潛水埋藏深度、潛水礦化度、包氣帶巖性、包氣帶含水量、包氣帶含鹽量是直接關系植被生長的生態環境指標。潛水的合理利用可以改善生態環境，不合理利用也可以破壞生態環境。目前西北地區存在的植被退化、土地沙化、土壤鹽漬化均與地下水的利用密切相關。

西北地區的銀川平原、關中盆地、河西走廊、柴達木盆地、準噶爾盆地和塔里木盆地都有鹽漬化土地分布，鹽漬化面積占全國的1／3.原因是渠灌區灌溉定額高，高者達15000～24000m3/hm2，而地下水開采利用卻很少。實踐經驗表明，將純渠灌區逐漸改造成井渠結合灌區，區，增加地下水的開采，將地下水位降到2～2.5m以下，就可以減少地下水蒸發，抑制鹽分在土壤表層積累，這是根治土壤鹽堿化的最主要措施。同時采融約用水措施，降低灌溉定額，調節部分地表水量增加對下游的供水，這既改善了灌區的生態環境，又改善了下游的生態環境。

植被退化、土地沙化等生態環境退化的直接原因之一是表層土壤干燥化。植被生長狀況與地下水埋深有關，這是因為植物生長與其根系層的土壤含水量有關，地下水埋深和毛細最大上升高度決定了包氣帶垂直剖面的含水量分布。西北地區開發利用地下水必須考慮控制一定的地下水位埋深，不能象東部地區那樣過于強調奪取地下水蒸發量，應該保證適當的生態用水，尤其在綠洲邊緣、沙漠邊緣地帶更要注意這點。根據以往對西北地區野生生態系統的調查研究，要維持野生生態系統平衡，喬木、灌木分布區，潛水埋深不能大于7～8m，而草甸分布區潛水埋深不能大于2～3m.否則，必然會導致植被退化，生態環境惡化。

3遵循地表水與地下水的多次相互轉化規律，提高水資源總體利用率

西北地區地下水可以劃分為兩類完全獨立的系統，即外流河地下水系統和內陸河地下水系統。外流河地下水系統水循環方向是最終匯集入海。以黃河為例，該地下水系統在花園口以上，屬于侵蝕地形范圍，總的轉化規律是地下水向各河排泄，補給地表水。黃河下游斷流問題，除了與中、上游地表水過度消耗直接有關外，地下水的開采在一定程度上也加劇了枯季流量的減少。

內陸盆地水循環從以水平方向為主逐漸轉化為以垂直方向為主，地表水和地下水均匯集于盆地中心被蒸發消耗，地表水和地下水同源、同歸宿，但在長距離運移過程中又遵循各自的水力規律，多次相互轉化，這種規律反映了地表水與地下水是既相互獨立又相互依賴、相互制約的兩個子系統。西北地區水資源的開發利用要充分利用地表水和地下水的相互轉化關系，促進地表水與地下水相互涵養，提高水資源的總體利用率，而不應該片面強調提高地表水利用率，或者片面強調提高地下水利用率，將地表水和地下水截然分開的做法是絕對錯誤的。

西北內陸地區以往開發利用水資源的普遍做法是，在河流出山口修渠直接引河水到綠洲利用，或在細土帶修建平原水庫。為了提高地表水利用率，渠道襯砌水平不斷提高，渠系水有效利用系數從50年代、60年代的0.3～0.4提高到目前的0.6～0.7.地表水與地下水轉化量的減少使水資源重復利用率降低，也使河渠滲漏補給地下水量減少，加上，導致地下水位下降、泉水流量減少，進入下游的地表水量隨之也減少。由此可見，采取大量經費投入、單方面考慮提高地表水利用率的做法將破壞地下水資源，減少水資源總體利用率，并且造成下游平原供水困難和生態環境退化，是不可取的。

4水資源開發利用與水資源涵養相結合

西北地區生態環境十分脆弱，盡管地下水開采程度不高，但部分地區反映出來的水環境問題比較突出，為實現水資源持續利用和生態環境保護的協調，必須實施水資源開發與涵養并舉，尤其對山前綠洲帶和黃土臺塬、梁峁地區的水資源涵養應引起足夠的重視。

西北山前綠洲帶是人口聚集的主要經濟帶，城市大都集中在這些地方，是用水量、需水量最多的地區，也是地下水的主要開采區，這里水資源的涵養應該重點考慮兩個方面：一方面是山前平原渠道的襯砌要適度，讓足夠的地表水在山前能繼續補給地下水，這種轉化關系減少了河、渠、平原水庫的無效蒸發損耗，涵養了地下水。同時使地下水在綠洲溢出帶轉化為泉，并匯集成河，補給下游平原，有利于下游平原供水和防止荒漠化向上游擴展而破壞現有的綠洲。另一方面是從現在就開始考慮和研究山前修建地下水庫的必要性和可能性。西北山區由于構造運動強烈，高山峽谷，巖石破碎，山區修建水庫庫容小，滲漏嚴重，造價高，不宜修建水庫；而平原水庫蒸發和滲漏損失卻極大，按水面蒸發2000mm計算，則平原水庫中每年有2m深的水被白白蒸發損耗，修建平原水庫更不可取。

西北地區新構造運動強烈，山區和盆地相對升降幅度很大，于是在山前堆積了大厚度、粗顆粒沉積物，有巨大的、良好的儲水空間。與東部地區不同，西北山區一般人煙稀少，用水量少，絕大部分地表水流入盆地，所以修建地下水庫既有空間，又有水源。山前地下水庫修建后，對現有綠洲的地表水、地下水都有較好的涵養作用，既能提高綠洲的供水保證程度，又能保護綠洲生態環境。

黃河中上游黃土臺塬、梁峁地區，水土流失面積有43萬km2，地形支離破碎，是造成黃河下游多泥沙、多災害的重要原因之一。這些地區地表水產流和地下水補給都不多，水資源少，而流失耗散十分迅速，因此要加大投入，加速小流域治理，迅速增加植樹造林、種草的面積，實施坡耕地退耕還林、還草，用以涵養水源。這個地區水土涵養和生態環境的改善，是該地區水資源持續利用的基礎，對治理黃河也是至關重要的。

5加強西北地區地下水的調查與研究

近十幾年來，各個部門先后組織開展了許多調查研究工作，但畢竟經費投入明顯不足，對許多問題的研究難以深入，調查研究尚有空白區。就新疆維吾爾自治區來說，1∶20萬水文地質普查只完成了全省面積的28%，還有72%的面積尚未進行。由于近20年來人為因素的干擾，地下水水循環條件和地下水補給、徑流、排泄條件不斷發展變化，就現有的工作基礎，掌握這些變化，尤其對各要素的定量化確定顯得明顯不足。為順應國家開發大西北的需求，為滿足未來決策、規劃和管理的需要，重視和加大對地下水的調查和研究，已成為西北地區水資源問題的重要內容。為了切實取得進展，要改變近年來科研與生產脫節的做法，改變急于求成的短期行為，改變科研隊伍的組織形式，應該向調查、勘探、科研一體化的方向發展，同時加大經費投入。西北地區經濟發展正處于起步階段，應該吸取東部地區在水資源開發利用方面的經驗教訓，堅持“以供定需”的方針，根據水源情況規劃經濟布局，將高耗水工業要放在水源充足的地方，將優質地下水首先供居民飲用，這對于促進西北地區水資源的持續利用是至關重要的。