廖 強(qiáng)劉得俊鄧 勇

（1.北京中水新華國際工程咨詢有限公司，北京　100044；2.青海省水利水電科學(xué)研究所，青?！　∥鲗?10001；3.江蘇省揚(yáng)州市水利局，江蘇　　揚(yáng)州　225002）

格爾木區(qū)地下水資源承載力評價與對策研究

廖 強(qiáng)1劉得俊2鄧 勇3

（1.北京中水新華國際工程咨詢有限公司，北京100044；
2.青海省水利水電科學(xué)研究所，青海西寧810001；
3.江蘇省揚(yáng)州市水利局，江蘇揚(yáng)州225002）

為合理開發(fā)地下水資源，本文采用P SR框架設(shè)計指標(biāo)體系，對格爾木區(qū)地下水資源承載力進(jìn)行評價，并提出地下水資源開發(fā)對策。評價結(jié)果表明，格爾木區(qū)地下水開發(fā)利用程度較低，地下水資源承載力較高；按照相關(guān)發(fā)展規(guī)劃，未來水平年格爾木區(qū)地下水資源仍有較大開發(fā)潛力。格爾木區(qū)的水資源開發(fā)應(yīng)地表水、地下水并重，充分利用優(yōu)質(zhì)地下水，減少格爾木河引水，以保護(hù)細(xì)土平原天綠洲生態(tài)環(huán)境，保障鹽湖的生態(tài)平衡和鹽湖工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

格爾木；地下水承載力；P SR評價指標(biāo)體系；地下水開發(fā)對策

1引 言

格爾木區(qū)是柴達(dá)木盆地中南部的水資源四級區(qū)，位于青藏高原的東北部。工業(yè)重鎮(zhèn)格爾木市地處該水資源四級區(qū)內(nèi)。近年來，依托鹽化、石化等支柱產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程加快，該區(qū)域?qū)Φ叵滤Y源的需求量越來越大。研究格爾木區(qū)的地下水資源承載力，探究地下水開采的合理邊界，將有利于指導(dǎo)當(dāng)?shù)厮Y源的可持續(xù)開發(fā)利用。本文采用P SR框架設(shè)計評價指標(biāo)體系，對格爾木區(qū)地下水資源承載力進(jìn)行評價，進(jìn)一步提出合理開發(fā)地下水資源的對策措施。

2格爾木區(qū)地下水資源概況

格爾木區(qū)是《柴達(dá)木循環(huán)經(jīng)濟(jì)試驗區(qū)水資源綜合規(guī)劃》中柴達(dá)木盆地劃分的16個水資源四級區(qū)之一。格爾木區(qū)山丘區(qū)面積2.25萬km2，平原區(qū)面積1.37萬km2。多年平均地下水資源總量為7.43億m3，其中山丘區(qū)7.20億m3，平原區(qū)5.25億m3，重復(fù)計算量為5.02億m3。格爾木區(qū)居民生活、牲畜、建筑、服務(wù)業(yè)、少部分林草地及大部分工業(yè)用水主要使用地下水。2011年地下水用水量5636.3萬m3，詳見表1。

表1 格爾木區(qū)2011年地下水用水量表　　單位：104m3

3地下水水資源承載力評價

3.1水資源承載力的概念與內(nèi)涵

承載力原指“在一定環(huán)境條件下某種生物個體可存活的最大數(shù)量”［1-2］。水資源承載力是指“在某一歷史發(fā)展階段，依據(jù)可以預(yù)見的技術(shù)和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，以可持續(xù)發(fā)展為原則，以維持生態(tài)環(huán)境良性發(fā)展為條件，水資源最大提供給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居民生活和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等用水的能力”［1］。

目前，我國對區(qū)域水資源承載力的研究已有較多成果，但尚未形成完整的理論體系，且以地下水資源承載力作為研究對象的相對較少。在地下水資源承載力的研究方面，屈吉鴻等采用改進(jìn)的逼近理想解對地下水資源承載力的評價方法進(jìn)行了研究［3］；邢旭光等根據(jù)地下水開發(fā)率等七項指標(biāo)對西安市地下水資源承載力進(jìn)行了評價［4］；匡建超等用物元模型對大慶市地下水資源承載力進(jìn)行了評價［5］。

總體而言，我國地下水水資源承載力的研究在吸收國外成果的基礎(chǔ)上，不斷賦予地下水資源承載力新的內(nèi)涵，但尚未給出既能準(zhǔn)確表達(dá)承載力大小，又能反映水資源系統(tǒng)與社會經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境間的關(guān)系的評價體系。

3.2地下水資源承載力指標(biāo)體系設(shè)計

“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)”（P SR）框架模型的基本理念是將人類活動對區(qū)域自然環(huán)境的壓力（P r e s s ur e），資源數(shù)量與質(zhì)量的狀態(tài)（St a t e），以及相應(yīng)政策和管理措施響應(yīng)（R e s po ns e）作為一個整體系統(tǒng)進(jìn)行考慮，探討人類活動與自然環(huán)境相互作用下的結(jié)果［6］。P SR框架模型能夠較好地反映地下水資源承載力的內(nèi)涵。人口增長、工農(nóng)業(yè)發(fā)展和自然環(huán)境變化等導(dǎo)致了生活、生產(chǎn)和生態(tài)各個方面的用水“壓力”?！皦毫Α痹酱?，水資源承載力越弱，主要表現(xiàn)為地下水資源量的減少和水質(zhì)的惡化兩個“狀態(tài)”。為提高水資源承載力，社會管理部門需要從節(jié)約用水、社會協(xié)調(diào)和生態(tài)保護(hù)各方面進(jìn)行“響應(yīng)”，提高水資源承載力。

本文所采用的P SR框架模型設(shè)計的指標(biāo)體系如下頁圖所示。

3.3指標(biāo)選取及分級標(biāo)準(zhǔn)確定

格爾木區(qū)居民生活、服務(wù)業(yè)、少部分林草地灌溉及大部分工業(yè)使用地下水，根據(jù)現(xiàn)狀用水情況和監(jiān)測水平，遵循科學(xué)性和簡便性的原則，本文從上述評價指標(biāo)體系中選取萬元工業(yè)增加值地下水用水量、城鎮(zhèn)生活人均地下水用水量、農(nóng)村生活人均地下水用水量、地下水水質(zhì)綜合達(dá)標(biāo)率、工業(yè)用水重復(fù)利用率、人口密度、城鎮(zhèn)生活污水達(dá)標(biāo)處理率、城市供水管網(wǎng)漏損率、地下水資源開發(fā)利用程度共計9項指標(biāo)對格爾木區(qū)地下水資源承載力進(jìn)行評價。

本文將水資源承載力狀態(tài)分為5個級別：極高（1級）、高（2級）、中（3級）、低（4級）、極低（5級）。確定指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)值時，本文參考已普遍公認(rèn)的（國際或國家認(rèn)可的、國家或區(qū)域頒布的發(fā)展規(guī)劃指標(biāo)值等）的單項指標(biāo)。對于未公認(rèn)指標(biāo)值及新提出的單項指標(biāo)，綜合考慮國內(nèi)外該指標(biāo)的發(fā)展趨勢合理設(shè)計其分級指標(biāo)值。地下水資源承載力綜合評價各項指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)值如表2所示。

表2 地下水資源承載力指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)

3.4現(xiàn)狀年及水平年地下水承載力評價

2011年格爾木區(qū)城市常住人口為18.6萬人。根據(jù)《格爾木市自來水公司2011年生產(chǎn)指標(biāo)完成統(tǒng)計表》，2011年城鎮(zhèn)居民生活用水916.5萬m3，且均為地下水，計算得城鎮(zhèn)生活人均地下水用水量約為135L/（人·d）。2011年格爾木區(qū)農(nóng)牧業(yè)人口為1.70萬，農(nóng)村生活用水量37.2萬m3，絕大部分為地下水，農(nóng)村生活人均地下水用水量約為60L/（人·d）。分析生活用水定額年增長趨勢，預(yù)測2020年格爾木城鎮(zhèn)居民人均生活用水定額為136L/（人·d），農(nóng)村居民人均生活用水定額為65L/（人·d）；預(yù)測2030年城鎮(zhèn)居民人均生活用水定額為138L/（人·d），農(nóng)村居民人均生活用水定額為70L/（人·d）。

2011年格爾木區(qū)總?cè)丝?0.3萬，人口密度為14.9人/km2。根據(jù)《格爾木市城市總體規(guī)劃（2001—2020）》，預(yù)計格爾木區(qū)2020年人口總數(shù)為35.4萬，人口密度為25.9人/km2；2030年人口總數(shù)為38.3萬，人口密度將達(dá)到28人/km2。

2011年格爾木區(qū)工業(yè)用水總量為4910萬m3，其中地下水3553萬m3，萬元工業(yè)增加值用水量為32.1m3，低于青海?。?22m3）及海西州（211m3）平均水平，工業(yè)用水水平相對較高。根據(jù)《青海省柴達(dá)木循環(huán)經(jīng)濟(jì)試驗區(qū)水資源綜合規(guī)劃》，分析2011—2020年工業(yè)用（需）水量增長趨勢，預(yù)測2020年萬元工業(yè)增加值為31.7m3/萬元，2030年為21.2m3/萬元。

2011年，格爾木工業(yè)用水重復(fù)率為70%，根據(jù)《格爾木新區(qū)規(guī)劃水資源論證》，預(yù)測2020年工業(yè)用水重復(fù)利用率為80%，2030年工業(yè)用水重復(fù)利用率為85%。在城市用水方面，2020年城市供水管網(wǎng)漏損率將從2011年的13%降低到10%，2030年城市供水管網(wǎng)漏損率降低到8%。

格爾木平原區(qū)淺層地下水資源量5.25億m3，2011地下水供水量0.55億m3（扣除外調(diào)地下水供水量），地下水開發(fā)利用率為10.4%。根據(jù)《格爾木新區(qū)規(guī)劃水資源論證》，綜合考慮格爾木沖洪積扇前緣水文地質(zhì)條件和格爾木新區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求，最高新增日用水量6.02萬m3/d。據(jù)此預(yù)測2020年和2030年地下水開發(fā)利用率分別為13%和15%。

根據(jù)《格爾木新區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃與城市設(shè)計》論證成果，格爾木區(qū)2020年城鎮(zhèn)生活污水處理達(dá)標(biāo)率應(yīng)達(dá)到90%，2030年應(yīng)達(dá)到95%，地下水水質(zhì)綜合達(dá)標(biāo)率可達(dá)95%。

表3 格爾木區(qū)地下水承載力指標(biāo)值及指標(biāo)等級計算結(jié)果

綜上所述，現(xiàn)狀年、2020年和2030年各項指標(biāo)值以及指標(biāo)等級計算結(jié)果如表3所示。從表可知，格爾木區(qū)現(xiàn)狀年及水平年的各項指標(biāo)基本處于極高（1級）、高（2級）級別，2020年、2030年地下水承載力狀態(tài)等級均值為1.8和1.5，地下水資源承載力狀態(tài)總體較高。主要原因是格爾木地下水主要用于生活、工業(yè)和服務(wù)業(yè)，農(nóng)業(yè)灌溉絕大部分取用地表水，地下水開發(fā)利用程度處于較低水平。格爾木區(qū)人口密度較小，人口增長對水資源需求的壓力較小，并且工業(yè)用水效率和工業(yè)用水重復(fù)率不斷提高，城市供水管網(wǎng)漏失率逐步降低，城鎮(zhèn)生活污水處理率逐步提高，使得地下水承載力維持在較高水平。

4地下水開發(fā)利用對策

格爾木區(qū)地下水開采主要位于格爾木河沖洪積扇前緣，含水層厚度大，有較強(qiáng)的調(diào)節(jié)能力。按照相關(guān)規(guī)劃，地下水資源仍然有較大的開發(fā)潛力，按計劃開采地下水資源不會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響。為保障格爾木區(qū)的城鄉(xiāng)用水需求和生態(tài)環(huán)境需水，本文基于格爾木區(qū)地下水資源承載力現(xiàn)狀，提出以下地下水開發(fā)對策。

a.格爾木區(qū)的地下水開發(fā)應(yīng)圍繞格爾木河洪積扇進(jìn)行，若開采深層地下水資源，應(yīng)分布在細(xì)土平原帶進(jìn)行。格爾木河尾閭的鹽湖工業(yè)可根據(jù)工業(yè)用水對水質(zhì)要求較低的特點(diǎn)開發(fā)利用微咸水或半咸水，以置換出優(yōu)質(zhì)水資源保障居民生活及服務(wù)業(yè)用水。

b.因格爾木河以西、青新公路以南地段受格爾木河滲漏補(bǔ)給充分，地下水徑流通暢，屬富水性極強(qiáng)地帶，規(guī)模開采也不易形成區(qū)域性降落漏斗，適宜作為城市供水水源地。另外該地段無集中居民區(qū)，更無廠礦企業(yè)，能保證格爾木市水源地的安全、穩(wěn)定和長期供水。

c.在條件允許的地區(qū)，可適當(dāng)增加農(nóng)業(yè)用水對地下水的開采。洪積扇前緣戈壁礫石與細(xì)土交界處適宜作為農(nóng)業(yè)用水水源地，沿洪積扇前緣分散式進(jìn)行開采，在滿足農(nóng)業(yè)灌溉用水的同時，也利于緩解因灌溉用水回歸下滲引起的地下水位上升問題，防治土壤的鹽堿化。

5結(jié) 語

格爾木區(qū)內(nèi)分布有我國重要鹽化、石化工業(yè)基地，也是柴達(dá)木盆地生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱的地區(qū)。地下水資源不僅是城鄉(xiāng)生活和工業(yè)生產(chǎn)的重要保障，也是支撐良好生態(tài)環(huán)境的重要基礎(chǔ)，因此合理開發(fā)地下水資源對保障城鄉(xiāng)供水安全、推進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和保護(hù)生態(tài)環(huán)境均有重要意義。

鑒于格爾木區(qū)地下水尚有較大的開發(fā)潛力，格爾木區(qū)的水資源開發(fā)應(yīng)地表水、地下水并重，充分利用優(yōu)質(zhì)地下水水源，減少格爾木河引水，以保護(hù)細(xì)土平原天然綠洲生態(tài)環(huán)境，維持鹽湖的生態(tài)平衡和鹽湖工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展?！?/p>

［1］ 夏軍.水資源安全的度量：水資源承載力的研究與挑戰(zhàn)（一）［J］.海河水利，2002（2）：5-7.

［2］ Se i dl I，C aT.C a r r y i ngc a pa c i t yr e c o ns i de r e d：f r o mM a l t hus' po pul a t i o n t he o r y［J］.E c o l o g i c a lE c o no m i c s，1999（31）：395-408.

［3］ 屈吉鴻，陳南祥，黃強(qiáng)，等.改進(jìn)的逼近理想解在地下水資源承載力評價中的應(yīng)用［J］.水利學(xué)報，2008，39（12）：1309-1315.

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［5］ 匡建超，李寧，姜林.大慶市地下水資源承載力評價及對策研究［J］.南水北調(diào)與水利科技，2007，5（4）：46-49.

［6］ Wa l z r.D e v e l o pm e nto fe nv i r o nm e nt a li ndi c a t o r s y s t e m s：e x pe r i e nc e sf r o m G e r m a ny［J］.E nv i r o nm e nt a l M a na g e m e nt，2000，25（6）：613-623.

U n d e r gr ou n dw at e rr e s ou r c e s c ar r yi n g c aP ac i t y as s e s s me n t an d d e ve l oP me n t s t r at e gy i nG ol mu dar e a

L I A OQ i a ng1，L I UD e j un2，D e ngY o ng3
（1.C hi na W at e r I nt e r nat i o nal E ngi ne e r i ng C o ns ul t i ng C o.，Lt d，B e i j i ng 100044，C hi na；
2.Q i nghai W at e r C o ns e r v anc yand H y dr o p o w e r Sc i e nc e and R e s e ar c h I ns t i t ut e，X i ni ng 810001，C hi na；
3.Y angz ho u W at e r C o ns e r v anc yB ur e au，Y angz ho u 225002，C hi na）

I n o r de r t ode v e l o p a nd ut i l i z ew a t e r r e s o ur c e sr a t i o na l l y，t hi ss t udya s s e s s e d t heunde r g r o und w a t e r r e s o ur c e s c a r r y i ngc a pa c i t yi n G o l m ud a r e a，w i t h a n e v a l ua t i o n i nde xs y s t e mde s i g ne d ba s e d o n P SRf r a m em o de l.T her e s ul t s s ho w t ha t，t heunde r g r o und w a t e r r e s o ur c e so f G o l m ud a r e aha v eal o wde v e l o pm e nt a nd ut i l i z a t i o n l e v e l a nd ahi g h c a r r y i ng c a pa c i t y.A c c o r di ngt ot her e l a t e d de v e l o pm e ntpl a n i n G o l m ud a r e a，t hepo t e nt i a lo funde r g r o und w a t e rr e s o ur c e s e x pl o i t a t i o n a nd ut i l i z a t i o n w i l l r e m a i n g r e a t f o r t he ne x t f e wy e a r s.H o w e v e r，f o r g ua r a nt e e i ng e c o l o g i c a l ba l a nc e o f t he s a l t l a kea nd s us t a i na bl ede v e l o pm e nt o f s a l t l a kei ndus t r y，no t o nl yunde r g r o und w a t e r but a l s o s ur f a c e w a t e r r e s o ur c e s s ho ul d bede v e l o pe d a nd m a def ul l us e，a nd w a t e r di v e r s i o n f r o mG o l m ud r i v e r s ho ul d ber e duc e d，t opr o t e c t f i nes o i l pl a i n a nd na t ur a l o a s i s e nv i r o nm e nt.

G o l m ud a r e a；unde r g r o und w a t e r r e s o ur c e s c a r r y i ngc a pa c i t y；P SRf r a m em o de l；de v e l o pm e nt s t r a t e g y

T V 213.9

B

1005-4774（2015）04-0027-05

10.16616/j.cn ki.10-1326/T V.2015.04.009