周 斌

(甘肅省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院，甘肅 蘭州730050)

甘肅省地域狹長，除隴南部分谷地和疏勒河下游谷地地勢(shì)較低外，大部海拔都在一千米以上，屬山地型高原。城市主要坐落于河西走廊平原區(qū)、隴中黃土高原區(qū)、隴南中山區(qū)和甘南高原區(qū)。甘肅省境內(nèi)河流分為內(nèi)陸河(包括石羊河、黑河與疏勒河)、黃河、長江三大流域，主要城市則多依江河分布，其中黃河干流有蘭州市，渭河干流有天水市，河西內(nèi)陸河有六座城市。只有慶陽市建于董志塬。

甘肅復(fù)雜的自然條件及地域差異造成境內(nèi)城市生態(tài)環(huán)境脆弱，城市的生存與水資源的分布密切相關(guān)。甘肅省河西分布的城市多以綠洲為依托，由于水資源分布有限，存在著城市與農(nóng)村、人類經(jīng)濟(jì)與生態(tài)用水等普遍的用水矛盾，造成地下水資源衰減等環(huán)境地質(zhì)問題。隴東的慶陽市可直接利用地下水資源極為有限，但隨著城市發(fā)展以及石油資源的開發(fā)利用，對(duì)地下水超量開采誘發(fā)了水資源衰減以及污染等嚴(yán)重的環(huán)境地質(zhì)問題。

地下水資源衰減與短缺在甘肅省部分城市表現(xiàn)的非常突出，主要表現(xiàn)形式為地下水水位持續(xù)下降以及泉水消失或溢出量減少。

1 地下水位持續(xù)下降

地下水位持續(xù)下降主要分布在天水、慶陽、定西、敦煌、武威以及蘭州市[1][2]。城市地區(qū)地下水普遍超采，是造成地下水位持續(xù)下降的主要原因(各地地下水位下降幅度見表1)。下面對(duì)各城市地下水位下降情況分別評(píng)述。

表1 甘肅省主要城市地下水位下降幅度一覽表[1]

1.1 天水市

天水市目前存在的由于地下水資源衰減引起的主要表現(xiàn)形式為地下水位持續(xù)下降，水質(zhì)惡化及名泉消失等。

由開采地下水引起的水位持續(xù)下降區(qū)主要分布于西十里水源地、堅(jiān)家河—高家灣—趙崖—分路口—慕灘—潘集寨一帶及麥積區(qū)社棠鐵路以北。其中西十里水源地西三十里甸子沿藉河南岸—西十里鋪一帶水位年下降速率為1.13～2.92m，約40%的開采井不同程度地存在“吊泵”現(xiàn)象，單井涌水量達(dá)不到設(shè)計(jì)出水能力，已經(jīng)形成了降落漏斗，而且漏斗范圍仍在緩慢擴(kuò)大，漏斗中心最大水位降深達(dá)23.68m，動(dòng)水位已降至第四系底板以下幾米到十幾米，漏斗分布范圍西起董家磨，東至西團(tuán)莊且跨越藉河，南北分別接近山邊，漏斗面積達(dá)10.7 km2(圖1);堅(jiān)家河—高家灣—趙家崖—分路口—慕灘—潘集寨一線，水位年下降速率為1.27～3.65m，造成部分開采井報(bào)廢、馬跑泉消失、官泉水位下降等環(huán)境地質(zhì)問題。

圖1 天水市三十里甸子—銀坑水源地地下水降落漏斗圖[1]

1.2 慶陽市

慶陽市城市規(guī)劃區(qū)域位于董志塬區(qū)，其中賦存有較為豐富的黃土潛水。黃土潛水是董志塬區(qū)城市供水的主要水源。隨著塬區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，對(duì)黃土潛水資源的需求量及開采量也在逐年增加。由于大氣降水的入滲補(bǔ)給是黃土潛水的唯一補(bǔ)給來源，因此補(bǔ)給量相對(duì)有限。開采量的逐年增加，其結(jié)果是黃土潛水的水位逐年持續(xù)下降，出現(xiàn)黃土潛水資源枯竭的問題。自1988年董志塬地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料顯示，城市規(guī)劃區(qū)水位持續(xù)下降，其中十里灣水源地集中開采區(qū)的水位下降幅度達(dá)31～42m，下降速度平均達(dá)2.15m/a;規(guī)劃區(qū)南部水位下降的幅度在3～4m，平均下降0.20m/a;城區(qū)水位下降的幅度在12～14m，平均下降0.76m/a;規(guī)劃區(qū)北部水位下降的幅度在3～4m，平均下降0.20m/a;城區(qū)北部水位下降的幅度在1～2m，平均下降0.09m/a;規(guī)劃區(qū)西部水位下降的幅度0.24m，平均下降0.01m/a;規(guī)劃區(qū)東部水位下降的幅度7m，平均下降0.41m/a。

通過對(duì)規(guī)劃區(qū)外圍泉水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)分析，泉水動(dòng)態(tài)基本上呈兩種變化過程，位于城區(qū)東西側(cè)塬邊的泉流量隨時(shí)間呈現(xiàn)出較穩(wěn)定的微弱上升勢(shì)態(tài)，這種勢(shì)態(tài)與巴家咀水庫上水工程的不斷完善，輸水量的增加有關(guān);而位于十里灣水源地西側(cè)和南側(cè)的泉水量則表現(xiàn)為較為緩慢的衰減趨勢(shì)，這種趨勢(shì)與水源地大規(guī)模的疏干開采而不斷消耗靜儲(chǔ)量是分不開的，導(dǎo)致地下水徑流排泄量逐年減少。

1.3 定西市

定西市城市供水水源地位于城西的內(nèi)官～香泉盆地。

由于近十幾年來，降水量逐年減小，尤其是20世紀(jì)90年代中后期(1994年～1999年)，出現(xiàn)了歷史上罕見的連續(xù)干旱年，而開采量卻逐年加大，三個(gè)盆地內(nèi)地下水水位呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢(shì)，與1973年相比，2000年內(nèi)官盆地地下水位降幅7.10～44.92m，年均水位降幅0.21～1.01m;香泉盆地地下水位降幅17.27～25.68m，年均水位降幅0.66～0.99m;臥龍川盆地地下水位降幅3.17～23.92m，年均水位降幅0.12～0.92m。

城市供水水源地?cái)U(kuò)建后，地下水位呈加速下降的趨勢(shì)，年均水位降幅在內(nèi)官盆地為1.5m，香泉盆地為2.53m(圖2)。地下水位在山前最大埋深達(dá)86.5m，較之1973年，水位下降了57m。上述數(shù)據(jù)充分說明地下水資源超量開采的實(shí)事，地下水開采量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于補(bǔ)給量。

圖2 定西市香泉水源地1號(hào)井多年地下水位動(dòng)態(tài)曲線圖[1]

定西市城市供水水源地內(nèi)官—香泉盆地地下水天然補(bǔ)給資源量為1050.12×104m3/a，地下水儲(chǔ)存量為45495.75×104m3。根據(jù)疏干式開采方案，保證期20 a的日允許開采量總計(jì)達(dá)5×104m3/d，年均水位降幅為內(nèi)官盆地1.30m，臥龍川盆地0.91m，香泉盆地1.39m。而實(shí)際監(jiān)測(cè)資料表明，內(nèi)官盆地地下水水位降幅平均為1.5m，香泉盆地地下水水位降幅年平均為2.53m，分別超過了設(shè)計(jì)水位降幅。從目前的開采現(xiàn)狀來看，盆地內(nèi)地下水的使用年限將達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。定西市內(nèi)官—香泉盆地地下水資源的大規(guī)模開發(fā)，使其地下水位持續(xù)下降，以消耗儲(chǔ)存量作為代價(jià)換取了城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。同時(shí)受地質(zhì)條件限制，難以在本地區(qū)尋找新的替代水源地。水資源短缺問題已嚴(yán)重制約定西市城市經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

1.4 敦煌市

由于地下水資源不合理的開發(fā)利用，加之城市集中供水的影響，區(qū)域南部地下水位下降幅度最大，敦煌市以南年水位降幅達(dá)0.4m以上，降落漏斗中心區(qū)年水位下降0.6m以上。造成區(qū)域地下水位下降的主要原因有二:一是渠系高標(biāo)準(zhǔn)襯砌，地表水利用率提高，地下水補(bǔ)給量減少;二是隨著城市、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)及生產(chǎn)的發(fā)展，開采機(jī)井逐年增多，地下水開采量及開采規(guī)模逐年增大，地下水開采進(jìn)一步加劇了地下水位的下降。

在區(qū)域地下水位下降影響下，致使黨河綠洲濕地面積不斷減少，原積水濕地已干枯，著名的月牙泉湖水位也呈下降趨勢(shì)，湖面不斷萎縮 。由于區(qū)域地下水位下降，綠洲區(qū)20世紀(jì)60～70年代開挖的173眼大口井己全部干枯，早期施工514眼機(jī)井也報(bào)廢了26眼，其它管井出水量亦不同程度有所減少。

地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料表明，敦煌綠洲區(qū)除北東部由于地下水開采量相對(duì)較小而水位略有上升外，其它各地地下水水位總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。地下水位下降幅度最大的地段為七里鎮(zhèn)—沙洲鎮(zhèn)集中開采區(qū)，年降幅達(dá)0.6m以上。

在區(qū)域地下水位下降和鹽漬化影響下，區(qū)內(nèi)草場(chǎng)植被亦出現(xiàn)退化現(xiàn)象，草場(chǎng)植被覆蓋率下降10%～15%，部分地下水淺埋帶的喜水耐鹽植被由于生長條件惡化而大面積退化枯死。目前灌區(qū)鹽漬化面積達(dá)1000 hm2以上，迫使部分土地棄耕。受土地沙化、鹽漬化及水資源供給不足的影響，綠洲部分地區(qū)農(nóng)作物因缺水而減產(chǎn)10%～15%，局部部分樹木因生態(tài)水供給不足而出現(xiàn)腐心、枯死現(xiàn)象，生態(tài)環(huán)境有進(jìn)一步惡化的危險(xiǎn)。

1.5 武威市

受長年過量開采地下水影響，武威盆地平原區(qū)地下水位總體處于區(qū)域性下降狀態(tài)。根據(jù)水位資料統(tǒng)計(jì)，城市規(guī)劃區(qū)1987～2006年，水位總體呈下降趨勢(shì)。1987～1997年10年間地下水位累計(jì)下降2.67～0.43m，年平均下降了0.04～0.24m，水位下降幅度由南向北變緩。地下水年際水位動(dòng)態(tài)與自然氣候和山區(qū)來水量密切相關(guān)。1991年是極干旱年，降水量和山區(qū)河流徑流量均接近50年來最低水平，同年度地下水位下降幅度達(dá)2.57～7.76m。1993年降水量為近50年最大降水量，同年度地下水位上升1.35～4.91m。1997～2006年，地下水位下降1.12～6.78m，年平均下降了0.07～0.75m(表 2)。

表2 城市規(guī)劃區(qū)1996～2006年水位降深統(tǒng)計(jì)表[1]

1.6 蘭州市

蘭州市水位持續(xù)下降區(qū)域位于蘭州“三灘”水源地。自“三灘”水源地建成后，采用逐年增加供水井的方式擴(kuò)大開采量，使得地下水水源地處于長期超采狀態(tài)，引起了水位急速下降和水質(zhì)惡化等環(huán)境地質(zhì)問題。

自建成至1996年“三灘”水源地由局部小漏斗邊緣已擴(kuò)展到“三灘”水源地以外，漏斗邊緣東到五星坪、小西湖，西至深溝橋，南到韓家河、龔家灣、范家坪，北至吊場(chǎng)、安寧堡，面積約 61 km2[3]。

監(jiān)測(cè)資料表明:1987～1996年馬灘－崔家大灘漏斗中心地下水水位標(biāo)高由1517.25m下降到1488.84m，下降幅度達(dá)28.41m，迎門灘漏斗中心地下水水位標(biāo)高由1520.42m下降到 1491.04m，下降幅度為 29.38m[3]。

由于西水東調(diào)工程建成通水，自1995年后，“三灘”水源地地下水開采強(qiáng)度逐年減少，地下水水位出現(xiàn)了回升的趨勢(shì)。

2 泉水消失

河西地區(qū)泉水溢出量減少最為明顯的是石羊河流域，1993～2005年的13年，涼州區(qū)泉水溢出量減少了72.3%。

自1965年以來，由于地下水被開采，引起泉水量減少，泉水年內(nèi)動(dòng)態(tài)變化表現(xiàn)為5～8月開采期，泉水流量最小，有些泉溝甚至干枯。自80年代至今，武威市渠系利用率相對(duì)穩(wěn)定，機(jī)井開采變化量不大，影響泉水溢出量的主要原因便成為山區(qū)來水量的大小，利用山區(qū)來水量與泉水溢出量相關(guān)計(jì)算結(jié)果，1995年泉水溢出量為1.65億m3。據(jù)有關(guān)資料，1950年泉水溢出量為4.38億m3，1995年比1950年減少2.73億m3，平均年遞減率2.10%。泉水灌溉面積由過去的30.6萬畝，減至目前的2.76萬畝，使泉水大面積灌溉已成為歷史。最典型的是位于武威市北部海藏寺的泉水溢出帶已完全干枯，下游的紅水河等泉水河流的溢出帶向下游下移了10 km。

張掖市甘州區(qū)泉水流量也有顯著的下降[1](圖3)。

圖3 張掖市甘州區(qū)泉流量多年動(dòng)態(tài)曲線圖

河?xùn)|地區(qū)最為典型的屬天水市。官泉、馬跑泉曾是天水著名的景觀泉點(diǎn)。近年來由于地下水開采量增大，特別是秦州城區(qū)自備水源數(shù)量增加，部分建筑工地基坑開挖采用高強(qiáng)度降水導(dǎo)致區(qū)域地下水位下降，使官泉水量驟減，面臨消失的危險(xiǎn)。而麥積區(qū)馬跑泉已在1998年消失，分析其主要原因是穎川河口一帶及泉口周邊開采量增加;慕灘水源地啟用后高強(qiáng)度開采地下水，加快了區(qū)域地下水位下降速率，襲奪了馬跑泉水的補(bǔ)給水源，導(dǎo)致泉水消失。

慶陽市董志塬周邊的泉水溢出量也呈緩慢下降趨勢(shì)，與市區(qū)十里灣水源地大規(guī)模開采地下水直接相關(guān)。

蘭州市泉水消失最明顯的是榆中盆地宛川河河谷地區(qū)，宛川河下游1996年泉水流量為435.95×104m3，由于近10年來地下水大規(guī)模開采，至2007年泉水干枯[3]。

3 結(jié)語

甘肅省是一個(gè)水資源十分短缺的省份，省內(nèi)主要城市出現(xiàn)的地下水資源衰減與短缺現(xiàn)象，與人類的各種工程、生產(chǎn)活動(dòng)密切相關(guān)。而隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城市的建設(shè)和人口的增加，造成以地下水為供水水源的城市區(qū)域水位下降趨勢(shì)將更為明顯，將成為制約城市發(fā)展的主要因素。因此，合理規(guī)劃利用有限的地下水資源，是促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必然之路，亦是必須之路。

[1]甘肅省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院.甘肅省主要城市環(huán)境地質(zhì)問題調(diào)查與評(píng)價(jià)研究報(bào)[R].2007.12.

[2]張宗祜，李烈榮.中國地下水資源(甘肅卷)[M].中國地圖出版社.北京.2005.12.

[3]甘肅省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院.蘭州市1:50萬環(huán)境地質(zhì)綜合調(diào)查報(bào)告(內(nèi)部資料)[M].2008.12.