賀樂(lè)榮

(陜西省地下水管理監(jiān)測(cè)局，陜西 西安 710003)

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渭北旱塬區(qū)地下水開(kāi)采量及開(kāi)發(fā)利用潛力分析

賀樂(lè)榮

(陜西省地下水管理監(jiān)測(cè)局，陜西 西安 710003)

渭北旱塬區(qū)作為陜西重要的糧棉基地。該區(qū)域地表水資源短缺，地下水是區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要供水水源，多年來(lái)由于農(nóng)灌區(qū)盲目開(kāi)采、企事業(yè)單位用水集中無(wú)序開(kāi)采等緣故，地下水開(kāi)采量不斷增加，導(dǎo)致該地區(qū)地下水位持續(xù)下降。針對(duì)該區(qū)域地下水資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀，通過(guò)對(duì)該區(qū)域“十一五”期間地下水監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行分析，對(duì)區(qū)域地下水開(kāi)采量及開(kāi)采潛力進(jìn)行計(jì)算分析。結(jié)果表明，渭北旱塬區(qū)總的可開(kāi)采量為14.94億 m3，實(shí)際開(kāi)采量為13.27億 m3，開(kāi)采潛力為1.67億 m3，開(kāi)采潛力指標(biāo)P為1.12，渭北旱塬區(qū)地下水總體采補(bǔ)平衡，部分山丘地區(qū)，開(kāi)采程度較小，具有一定開(kāi)采潛力。研究結(jié)果對(duì)加強(qiáng)渭北旱塬區(qū)地下水資源管理，保證地下水資源可持續(xù)利用和支撐區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

渭北旱塬區(qū)；地下水開(kāi)采量；開(kāi)采潛力；采補(bǔ)平衡

1　區(qū)域概況

1.1自然地理

渭北旱塬位于陜西省關(guān)中平原以北，陜北丘陵溝壑區(qū)以南，東西分別與山西省和甘肅省接壤，東西長(zhǎng)400 km，南北寬275 km。平均海拔高度在800 m以上，北部和西北部沿山地帶高達(dá)1 300 m以上。區(qū)域范圍北抵延安市富縣、洛川，東臨黃河沿岸，南至渭河，西界甘肅省。行政區(qū)劃轄寶雞、咸陽(yáng)、楊凌、西安、渭南、銅川及延安7地(市)的41個(gè)縣(區(qū))。該區(qū)域地貌以北山為界，北山以北屬陜北黃土高原地形，以中低山和黃土塬梁峁為主；北山以南屬渭河斷陷盆地，具有明顯的階梯狀臺(tái)面，以沖積平原、黃土臺(tái)塬、洪積平原和微地貌構(gòu)造等為主，總體可劃分為渭北黃土高原和渭北關(guān)中盆地。

1.2氣象水文地質(zhì)

區(qū)內(nèi)多年平均降水量583 mm，年降水量在地域分布上有由東南向西北逐漸遞增的特點(diǎn)。南部的禮泉縣、富平縣、韓城市一帶塬區(qū)降水量為472～597 mm，為全區(qū)降水量最少的地區(qū)；西部的寶雞市和北部宜君縣等地受山區(qū)地形條件影響，降水量為668～889 mm,為全區(qū)降水量最大的地區(qū)，50%～60%的降水量集中在七、八、九月，且多以暴雨、陣雨、連陰雨等形式出現(xiàn)。由于主要的降水時(shí)節(jié)與農(nóng)作物的生長(zhǎng)時(shí)期不相適應(yīng)，常出現(xiàn)春旱、夏旱或春夏連旱現(xiàn)象，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響極大。同時(shí)，該區(qū)域地表水資源短缺，地下水是區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要供水水源，多年來(lái)由于農(nóng)灌區(qū)盲目開(kāi)采、企事業(yè)單位用水集中無(wú)序開(kāi)采等緣故，地下水資源開(kāi)采量不斷增加，導(dǎo)致該地區(qū)地下水位持續(xù)下降等一系列地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。

2　渭北旱塬區(qū)地下水可開(kāi)采量及潛力

計(jì)算分析

地下水可開(kāi)采量是指在不造成地下水位持續(xù)下降、水質(zhì)惡化和地面沉降等環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題不良影響的情況下，允許從含水層中取出的水量。平原區(qū)可開(kāi)采量與平原區(qū)總補(bǔ)給量有關(guān)，一般對(duì)研究區(qū)水文地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)查之后，可根據(jù)水文地質(zhì)條件、開(kāi)采利用程度、開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀等求出開(kāi)發(fā)利用系數(shù)，進(jìn)而得到研究區(qū)地下水可開(kāi)采量。而對(duì)于山丘區(qū)的計(jì)算(不包含泉涌量大于1.0 m3/s的巖溶山區(qū))，地下水主要是基巖裂隙水，其富水性較差，均以多年平均地下水開(kāi)采量來(lái)代表可開(kāi)采量，以農(nóng)業(yè)開(kāi)采、農(nóng)村居民生活及牲畜用水等用水開(kāi)采量，作為一般山丘區(qū)或巖溶山區(qū)的多年平均地下水可開(kāi)采量。將渭北旱塬區(qū)分成平原區(qū)和山丘區(qū)對(duì)地下水開(kāi)采量和開(kāi)采潛力進(jìn)行分析計(jì)算，最終確定整個(gè)渭北旱塬區(qū)地下水可開(kāi)采量，并對(duì)未來(lái)潛力進(jìn)行分析。

2.1平原區(qū)地下水可開(kāi)采量及潛力分析

渭北旱塬區(qū)淺層地下水可開(kāi)采量為13.82億 m3，其中河谷階地孔隙水、黃土臺(tái)塬孔隙水、洪積扇孔隙水、塬間洼地孔隙水、黃土塬孔隙裂隙水可開(kāi)采量依次為6.95億 m3、3.28億 m3、1.97億 m3、0.85億 m3和0.76億 m3。經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，“十一五”期間整個(gè)渭北旱塬平原區(qū)年均實(shí)際開(kāi)采量為12.51億 m3，占整個(gè)區(qū)域年均可開(kāi)采量的90.57%，且部分地區(qū)存在超采現(xiàn)象，如咸陽(yáng)市城區(qū)和銅川等地，從而導(dǎo)致整個(gè)區(qū)域開(kāi)采量增大，開(kāi)采程度超過(guò)100%，開(kāi)采潛力為負(fù)值，部分嚴(yán)重超采區(qū)已無(wú)開(kāi)采潛力，一些零星分散的塬間洼地孔隙水開(kāi)采程度也超過(guò)了100%。從整體上看，渭北旱塬平原區(qū)可開(kāi)采資源量大于實(shí)際開(kāi)采量，尚有1.30億 m3開(kāi)采潛力。由于地下水開(kāi)采強(qiáng)度在空間上分布不均,造成地下水開(kāi)采潛力不均勻，其中洪積扇地區(qū)人口分布稀疏，實(shí)際開(kāi)采模數(shù)為6.43萬(wàn) m3/km2，開(kāi)采潛力最大，約占整個(gè)平原區(qū)開(kāi)采潛力的47%；沿河階地區(qū)域人口分布密集，經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，河谷孔隙水開(kāi)采程度最高，其實(shí)際開(kāi)采模數(shù)為12.98萬(wàn) m3/km2，開(kāi)采潛力次于洪積扇；受分布面積和開(kāi)采條件的限制，塬間洼地孔隙水開(kāi)采潛力最小，僅為0.05億 m3，占整個(gè)平原區(qū)開(kāi)采潛力的4%。寶雞峽至咸陽(yáng)北岸涉及到寶雞市、楊凌區(qū)和咸陽(yáng)市部分地區(qū)，地下水需求量最大，開(kāi)采潛力最小，僅為0.03億 m3，咸陽(yáng)至潼關(guān)北岸分布面積最大，實(shí)際開(kāi)采模數(shù)為8.10萬(wàn) m3/km2，開(kāi)采強(qiáng)度小于寶雞峽至咸陽(yáng)北岸，開(kāi)采潛力最大，為0.99億 m3(見(jiàn)表1，表2和圖1)。

表1　渭北旱塬平原區(qū)行政分區(qū)地下水可開(kāi)采量及潛力計(jì)算表　km2，萬(wàn) m3/a，萬(wàn) m3

表2　渭北旱塬平原區(qū)流域分區(qū)地下水開(kāi)采量及潛力計(jì)算表　km2，萬(wàn)m3/a，萬(wàn)m3

表3　渭北旱塬各行政區(qū)山丘區(qū)地下水

圖1　渭北旱塬平原區(qū)開(kāi)采潛力百分比

2.2山丘區(qū)地下水可開(kāi)采量及潛力分析

由表3及表4及圖2可以看出，渭北旱塬區(qū)山丘區(qū)地下水可開(kāi)采量為1.12億 m3，實(shí)際開(kāi)采量為0.76億 m3，可開(kāi)潛力為0.37億 m3。受到勘探條件、開(kāi)采技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的限制，山丘區(qū)可開(kāi)采量并不大，位于寶雞峽至咸陽(yáng)北岸流域內(nèi)的寶雞市境內(nèi)的隴山結(jié)晶巖裂隙水受地形和開(kāi)采條件限制，一般不計(jì)算可開(kāi)采量，但《陜西省地下水利用規(guī)劃與保護(hù)》顯示，位于渭河至寶雞峽北岸流域內(nèi)的隴山結(jié)晶巖裂隙水尚有一定的開(kāi)采量，可能與零星分布的基巖裂隙水有關(guān)。同時(shí)對(duì)于北山巖溶水，可按照《陜西省渭北旱塬區(qū)機(jī)井工程規(guī)劃報(bào)告》對(duì)有效計(jì)算面積(泉涌量小于1L/s部分巖溶水)及開(kāi)采模數(shù)進(jìn)行開(kāi)采量估算，受分布面積限制，其中碎屑巖裂隙水開(kāi)采潛力最大，為0.197億 m3，黃土塬孔隙裂隙水開(kāi)采潛力最小，為0.02億 m3，石千峰砂泥巖裂隙水存在略微超采現(xiàn)象，超采量為0.016億 m3，與計(jì)算可開(kāi)采量中未計(jì)入隱伏面有關(guān)，其余地區(qū)開(kāi)采潛力在0.070～0.132億 m3不等。從流域上看，每個(gè)流域分區(qū)內(nèi)有跨市縣的現(xiàn)象，所以部分五級(jí)分區(qū)實(shí)際開(kāi)采的超采量分配到未超采的區(qū)域內(nèi)，使整個(gè)區(qū)域未表現(xiàn)出超采現(xiàn)象。

圖2　渭北旱塬區(qū)山丘區(qū)地下水開(kāi)發(fā)利用狀況

3　渭北旱塬區(qū)地下水開(kāi)采量及開(kāi)發(fā)潛力評(píng)價(jià)

根據(jù)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局《地下水潛力評(píng)價(jià)技術(shù)要求》GWI-D4技術(shù)規(guī)范，地下水開(kāi)采潛力區(qū)可劃分為5個(gè)區(qū): (1)有開(kāi)采潛力、可擴(kuò)大開(kāi)采區(qū): P>1.2 ;(2)采補(bǔ)平衡區(qū):1.2≥P≥0.8;(3)輕度超采區(qū):0.8>P≥0.6; (4)中度超采區(qū):0.6>P≥0.4;(5)嚴(yán)重超采區(qū):P<0.4。采用開(kāi)采潛力指標(biāo)P對(duì)開(kāi)采潛力進(jìn)行分析，即有

P=Q可開(kāi)采/Q實(shí)際開(kāi)采

(1)

式中：Q可開(kāi)采為地下水可開(kāi)采量；Q實(shí)際開(kāi)采地下水已開(kāi)采量。

綜合渭北旱塬平原區(qū)和山丘區(qū)地下水可開(kāi)采量計(jì)算結(jié)果，渭北旱塬區(qū)總的可開(kāi)采量為14.94億 m3，實(shí)際開(kāi)采量為13.27億 m3，開(kāi)采潛力為1.67億 m3，而開(kāi)采潛力指標(biāo)P根據(jù)式(1)得出為1.12，故渭北旱塬區(qū)總體屬于采補(bǔ)平衡區(qū)。分地貌單元看，渭北旱塬區(qū)沿渭河一帶河谷階地區(qū)、黃土臺(tái)塬區(qū)以及零星分布的塬間洼地區(qū)基本屬于采補(bǔ)平衡區(qū)，自西向東，河谷階地區(qū)、黃土臺(tái)塬區(qū)開(kāi)采潛力模數(shù)由-1～-3萬(wàn) m3/km2、-1～0萬(wàn) m3/km2分別增加至 1～3萬(wàn) m3/km2、0～1萬(wàn) m3/km2之間。塬間洼地區(qū)基本維持在0～1萬(wàn) m3/km2之間。渭南一帶的黃土孔隙水處在采補(bǔ)平衡范圍；在山丘區(qū)，寶雞峽至咸陽(yáng)北岸分布的黃土孔隙水與北洛河南城里以上相比潛力不足，與過(guò)于集中開(kāi)采地下水有關(guān)；對(duì)于其它山丘地區(qū)，由于開(kāi)采條件所限，開(kāi)采量較小，具有一定的開(kāi)采潛力。洪積扇區(qū)以咸陽(yáng)區(qū)域內(nèi)為中心，開(kāi)采潛力模數(shù)最大，為3～5萬(wàn) m3/km2之間，向兩邊遞減0～1萬(wàn) m3/km2，P>1.2，開(kāi)采潛力相對(duì)剩余。

表4　渭北旱塬山丘區(qū)流域分區(qū)地下水開(kāi)采量及潛力計(jì)算表　km2，萬(wàn) m3/a，萬(wàn) m3

4　結(jié)語(yǔ)

渭北旱塬作為陜西重要的糧棉基地，針對(duì)區(qū)域地下水開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀，依據(jù)長(zhǎng)系列地下水監(jiān)測(cè)等資料，對(duì)區(qū)域地下水可開(kāi)采量和開(kāi)采潛力進(jìn)行分析計(jì)算，確定渭北旱塬區(qū)總的可開(kāi)采量為14.94億 m3，實(shí)際開(kāi)采量為13.27億 m3，開(kāi)采潛力為1.67億 m3，地下水開(kāi)采程度屬于采補(bǔ)平衡，而區(qū)域內(nèi)的山丘地區(qū)，開(kāi)采程度較小，具有一定開(kāi)采潛力。研究結(jié)果對(duì)地下水資源的可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，加強(qiáng)渭北旱塬區(qū)地下水資源管理，保證地下水資源可持續(xù)利用和支撐區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

[1]陜西省水工程勘察規(guī)劃研究院. 陜西省地下水資源利用與保護(hù)規(guī)劃[R].2009，10.

[2]陜西省地下水管理監(jiān)測(cè)局.長(zhǎng)安大學(xué).“十一五”渭北旱塬地下水動(dòng)態(tài)變化研究[R].2011，08.

[3]陜西省水文水資源勘測(cè)局. 陜西省地表水資源調(diào)查評(píng)價(jià)研究[R].1998，12.

[4]陜西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站. 關(guān)中地區(qū)主要城市和工業(yè)區(qū)地下水開(kāi)采現(xiàn)狀及地下水動(dòng)態(tài)研究報(bào)告[R].1998，06.

[5]陜西省水工程勘察規(guī)劃研究院. 陜西省渭北旱塬區(qū)機(jī)井工程規(guī)劃報(bào)告[R].1999，05.

[6]高正夏. 地下水資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)理論與實(shí)踐. 科學(xué)出版社.2009.8.

2016-03-14

賀樂(lè)榮(1982-)，男，陜西岐山人，工程師，主要從事地下水管理監(jiān)測(cè)工作。

P641.8

B

1004-1184(2016)04-0073-04