張健健，王英標(biāo)，李成英，吳艷軍

(1.青海省水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查院/青海省水文地質(zhì)及地?zé)岬刭|(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧810008;2.青海省海東市樂都縣水利局，青海海東810700)

那陵郭勒河流域位于柴達(dá)木盆地南緣西部，隸屬青海省海西洲格爾木市管轄，發(fā)源于昆侖山布喀大坂山北坡的雪蓮山，河源海拔5 598 m，該河全長(zhǎng)435 km，流域面積21 898 km2，多年平均流量33.61 m3/s。深居內(nèi)陸，氣候具多風(fēng)、少雨、蒸發(fā)強(qiáng)烈、冬長(zhǎng)夏短、晝夜溫差懸殊等特點(diǎn)，屬典型高原內(nèi)陸高寒干旱氣候，圖1。據(jù)小灶火氣象站資料，多年平均降水量為32.2 mm，多年平均蒸發(fā)量為1 679 mm，干旱指數(shù)為52.1。該流域尾閭湖是柴達(dá)木盆地循環(huán)經(jīng)濟(jì)試驗(yàn)區(qū)石油氣及鹽化工業(yè)基地，流域中部地下水將作為跨流域調(diào)水區(qū)，為下游工業(yè)基地提供生活用水及工業(yè)用水。流域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)脆弱，需水量的日益增加，為了科學(xué)合理的開發(fā)利用那陵郭勒河有限的水資源，需要對(duì)流域水資源進(jìn)行全面系統(tǒng)分析，以達(dá)到科學(xué)利用水資源的目的。

1 流域水資源特征

1.1 地表水徑流特征

山區(qū)降水是那陵郭勒河的主要補(bǔ)給源，河水含泥、沙量大，渾濁。據(jù)那陵郭勒水文站資料，多年平均流量33.61 m3/s，多年平均徑流量10.68×108m3，徑流年際變化較大，變差系數(shù) Cv=0.274，變差系數(shù) Cs=2.74，河水礦化度 0.61 g/L，總硬度3.6 mgN/L，pH 值 8.05。在那陵郭勒洪積扇上經(jīng)沿途滲漏，轉(zhuǎn)化為地下水，下游在細(xì)土帶地下水又大量泄出轉(zhuǎn)化為地表水。

1.2 地下水的補(bǔ)徑排條件及水化學(xué)特征

從山前到盆地徑流條件由強(qiáng)－弱－停滯，水化學(xué)作用也相應(yīng)出現(xiàn)鹽分的溶濾、搬運(yùn)、積聚等，地下水礦化度由低到高，水質(zhì)逐漸變差。山區(qū)由于地勢(shì)高亢，山體陡峻，降水豐沛，溶濾作用短促，有利于地下水的徑流，水化學(xué)作用以混合作用為主，地下水化學(xué)特征基本保持了降水和冰雪融水的共同特征，地下水類型主要為 HCO3·Cl－Na·Ca型及 HCO3·Cl－Na，礦化度在 0.74 ～0.85 g/L。HCO3·Cl－ Na·Ca·Mg。

山前平原區(qū)至盆地中心，地下潛水經(jīng)歷混合－溶濾－蒸發(fā)濃縮作用，地下潛水化學(xué)成分的縱向分帶規(guī)律比較明顯。洪積扇后緣至中前緣地下水礦化度多小于1 g/L，個(gè)別為1.1～1.3 g/L。地下水類型從河流出山口到地下水溢出帶邊緣處，中上游地下水類型以 HCO3·Cl－Na·Ca、HCO3·Cl－Na型水為主，局部受含水介質(zhì)和補(bǔ)給源的影響，出現(xiàn)帶狀分布的 Cl·SO4及Cl型水;洪積扇中部以 Cl·SO4為主，局部出現(xiàn)Cl· HCO3型水。

洪積扇前緣由于地層巖性、蒸發(fā)作用的影響，礦化度明顯增大。分布于沖洪積扇與湖積平原之間的綠洲帶中，第Ⅰ、Ⅱ承壓自流水層分布于沖湖積邊緣近湖積平原帶，礦化度達(dá)到15 g/L左右，屬于咸水;第Ⅲ層承壓自流水水質(zhì)較好，礦化度小于1 g/L，屬于淡水。水化學(xué)類型一般為Cl·SO4－Na·Mg、HCO3·Cl－ Na·Ca 型。

2 水資源評(píng)價(jià)

地表水是地下水的主要補(bǔ)給因素，對(duì)地下水形成起著支配作用。那陵郭勒河水資源主要形成于山區(qū)，在山區(qū)以地表水為主，出山口后多轉(zhuǎn)為地下水，在那陵郭勒洪積扇上經(jīng)沿途50 km的滲漏，轉(zhuǎn)化為地下水天然資源量為8.56×108m3(據(jù)2010－2012年地表水動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料)，其余水量消耗于沿途蒸發(fā)和注入東、西臺(tái)吉乃爾湖。

3 流域水資源供需分析

3.1 供水現(xiàn)狀

地下水的開發(fā)主要是位于沖洪積扇前緣西翼的宏興水源地，是區(qū)內(nèi)僅有的地下水水源地，設(shè)計(jì)供水量1 095×104m3，實(shí)際供水量 127.75 ×104m3。

3.2 規(guī)劃需水量

2009年那陵郭勒上游修建的引水渠，該區(qū)為輸送河水至察爾汗的蓄水湖，設(shè)計(jì)年引水量為1.7×108m3，目前還未運(yùn)行。

格爾木東臺(tái)吉乃爾鹽湖鋰、鉀、硼礦產(chǎn)資源開發(fā)利用項(xiàng)目:年產(chǎn)碳酸鋰17 000 t，硫酸鉀125 000 t和硼酸12 500 t，約需水資源40 000 m3/d。

那陵郭勒河流域地下水現(xiàn)狀年需水量為1 833×104m3，2015年需水量增加至2 977×104m3，2020年需水量增加至4 012×104m3，2030年需水量增加至5 125×104m3。

3.3 生態(tài)需水量

那陵郭勒河流域天然生態(tài)用水主要包括山區(qū)天然植被，平原區(qū)荒漠植被、河流基本生態(tài)環(huán)境、沼澤濕地及湖泊等項(xiàng)。其中山區(qū)天然植被和平原區(qū)的荒漠植被主要依靠天然降水維系[1，5]，因而重點(diǎn)對(duì)依賴河道水維系的河流基本生態(tài)環(huán)境、平原植被、沼澤濕地及湖泊生態(tài)需水量進(jìn)行計(jì)算。

3.3.1 河流基流

河流基本的生態(tài)環(huán)境需水量主要用以維持水生物的正常生長(zhǎng)，以及滿足的排鹽、入滲補(bǔ)給、污染自凈等方面的要求。在此以河流最小平均月實(shí)測(cè)徑流量的多年平均值作為河流的基本生態(tài)環(huán)境需水量[2]。取計(jì)算公式:

式中:Wb為河流基本生態(tài)需水量;Qij表示第i年第j個(gè)月的平均流量;T為換算系數(shù)，取值為31.536×106s;n為統(tǒng)計(jì)年數(shù)。

3.3.2 沼澤濕地需水量

那陵郭勒流域沼澤濕地、植被面積約550 km2，根據(jù)地下水位埋深小于1 m，1～3 m，3～5 m的地段分別計(jì)算生態(tài)需水量。

河道外生態(tài)需水主要包括蒸騰水和土壤蒸發(fā)水，兩者占植被需水量的99%，合稱蒸散發(fā)量，可近似為植被需水量。選擇柯夫達(dá)－阿里維楊諾夫經(jīng)驗(yàn)公式近似求得潛水蒸發(fā)量[4]。

Eg=E0(1－△/△0)n

式中:Eg為潛水蒸發(fā)量(mm);E0為水面蒸發(fā)量(mm)，換算為E－601水面蒸發(fā)系數(shù)取0.64;△為地下水平均埋深(m)，△0為地下水極限蒸發(fā)深度(m)，與巖性有關(guān)，取經(jīng)驗(yàn)值5 m;n為無(wú)量綱指數(shù)，本區(qū)近似取2。

3.3.3 湖泊生態(tài)需水量

湖泊生態(tài)需水量采用水面蒸發(fā)公式估算。東臺(tái)吉乃爾湖面積121.5 km2;西臺(tái)吉乃爾湖采用2000年數(shù)據(jù)為43.37 km2。據(jù)2004年“柴達(dá)木盆地西部油田水資源評(píng)價(jià)及鉀硼鋰碘提取技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)大試驗(yàn)報(bào)告”，鹵水蒸發(fā)度是淡水蒸發(fā)度的 0.769 倍[3]。

式中:Qg為湖泊生態(tài)需水量;FM為湖水面積;E0為淡水面蒸發(fā)度;A為多年平均降水量。通過(guò)以上公式計(jì)算的那陵郭勒流域最小生態(tài)需水量為9.06×108m3，見表1。

4 水資源供需分析

在出山口附近目前正在建設(shè)四級(jí)混合式梯級(jí)水電站，總裝機(jī)容量10萬(wàn) KW，該水利工程的建成將影響那陵郭勒河的流量分布規(guī)律，導(dǎo)致地下水補(bǔ)給資源量的改變。

該流域地表水多年徑流量為10.68×108m3，地下水資源量為8.56×108m3，現(xiàn)狀地下水資源開發(fā)利用量為0.18×108m3，占水資源量的2.1%。將生態(tài)需水量一并考慮，總用水量為流域水資源量的85%。2015年總用水量為流域資源量的86%。2020年總用水量為流域資源量的87%。2030年總用水量為流域水資源量的88%。

流域內(nèi)地下水資源豐富，開采程度較少，水質(zhì)處于天然水之狀態(tài)，無(wú)污染，近期內(nèi)地下水的開采量在地下水可承載能力范圍之內(nèi)，能夠支撐工農(nóng)業(yè)的用水需求。

5 水資源開發(fā)利用分析

根據(jù)國(guó)際慣例，一個(gè)流域在不影響生態(tài)環(huán)境的前提下，水資源的利用率一般不宜超過(guò)40%。該流域生態(tài)需水量達(dá)9.06×108m3，占流域水資源總量的85%，可供開發(fā)利用水資源僅有15%。雖然那陵郭勒河流域近期的開發(fā)利用量在地下水的可承載范圍之內(nèi)，但隨著工業(yè)的快速發(fā)展，需水量只會(huì)持高不下，一旦水資源的開發(fā)利用超出所能支配的水資源量，地下水位下降太大，綠洲帶地下水位將很難恢復(fù)，勢(shì)必會(huì)影響陸生植物的生長(zhǎng)，繼而會(huì)出現(xiàn)湖泊面積、沼澤濕地減少，并向荒漠化發(fā)展，長(zhǎng)期發(fā)展無(wú)疑會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良的影響。

表1 那陵郭勒流域生態(tài)需水量表

為維持下游生態(tài)環(huán)境的最小需水量，因此在開發(fā)利用過(guò)程中應(yīng)考慮以下兩點(diǎn):(1)全面系統(tǒng)地對(duì)流域水資源承載力進(jìn)行專項(xiàng)調(diào)研[6]，預(yù)測(cè)水資源開發(fā)利用對(duì)生態(tài)的影響程度，制定科學(xué)合理的開發(fā)利用方案;(2)需要強(qiáng)化節(jié)水意識(shí)，加強(qiáng)水資源的宏觀調(diào)控和優(yōu)化配置[7]，遵循自然和經(jīng)濟(jì)規(guī)律，制定科學(xué)的用水定額，保證流域有限的水資源健康、有序、合理的開發(fā)利用。(3)地下水含水層防護(hù)性能脆弱，流域上游禁止建造有污染的廠礦，最大限度保護(hù)水資源不少或少受污染。

5 結(jié)語(yǔ)

那陵郭勒流域水資源量為10.68×108m3，現(xiàn)狀條件下水資源的開發(fā)利用量為0.18×108m3，最小生態(tài)需水量為9.06×108m3，流域內(nèi)地下水資源豐富，開采程度較少，水質(zhì)處于天然水之狀態(tài)，無(wú)污染，近期內(nèi)地下水的開采量在地下水可承載能力范圍之內(nèi)，能夠支撐柴達(dá)木盆地循環(huán)經(jīng)濟(jì)試驗(yàn)區(qū)石油氣及鹽化工業(yè)基地工業(yè)用水及生活用水。但隨著工業(yè)的快速發(fā)展，需水量增加，勢(shì)必會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良的影響，因此在利用過(guò)程中加強(qiáng)優(yōu)化配置，合理開發(fā)，強(qiáng)化節(jié)水意識(shí)，人與自然環(huán)境和諧健康發(fā)展。

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