辛 博

河北省地礦局第三地質(zhì)大隊 河北 張家口 075000

正文：

安固里淖的干涸，不僅僅是是一個簡單的水循環(huán)的問題，是經(jīng)濟與環(huán)境的問題，造成的影響與社會效應會逐步顯現(xiàn)出來。

河北省張家口市張北縣安固里淖位于河北省西北處張北縣公會鎮(zhèn)附近，位置緊鄰內(nèi)蒙古自治區(qū)，是離京津地區(qū)最近的高原地區(qū)距張北縣城約30km。張北縣公會一帶地處內(nèi)蒙古高原南緣，屬河北省北部壩上低山丘陵波狀平原地形、南部及東南部，多呈渾圓狀，壟崗狀及饅頭狀，地面標高1380～1500m，最高峰1529.3m，相對高差150m左右。中間發(fā)育有現(xiàn)代河流及湖淖等地表水體，最低處安固里淖邊緣標高1312.1m。

淖，在蒙語中是湖泊之意。安固里淖歷史悠久，據(jù)說從一千多年前的遼代開始，這里就是著名的皇家游樂避暑圣地。作為張庫大道一個重要的商貿(mào)中心有著“壩上明珠之稱”的安固里淖從水草興旺，候鳥嬉戲到如今的一片蒼茫只用了短短的幾年時間，現(xiàn)今干涸已有近十三年。

而據(jù)筆者調(diào)查研究安固里淖干旱的主要原因有四點，一是氣候干燥，蒸發(fā)量遠遠大于降水量、二是過量的地下水開采、三是內(nèi)陸水系補給條件差，四是上游水利工程興建和攔蓄，雖與其他地區(qū)干旱原因相似但有具體現(xiàn)略有不同。

一、該地區(qū)總體上屬于溫帶大陸性氣候，從氣候條件上看，是屬于典型的大陸性干旱和半干旱地區(qū)。在厄爾尼諾、大氣環(huán)流及特定的地形地貌特征影響下，寒冷，少雨，干旱嚴重，中午氣溫偏高，無霜期短，風沙天較多。張北縣降雨受氣候、地形影響較大，有明顯的地帶差異性，縣東北地區(qū)由于地形抬升作用，形成狹長的多雨帶，多年降雨量在450-550mm，是季節(jié)性河流的發(fā)源地，向北地區(qū)逐漸變小，安固里淖地區(qū)為張北縣最干旱地區(qū)，多年降雨量不超過350mm，而蒸發(fā)量卻可達1470mm左右。年均7級以上大風日數(shù)30天左右，年均風速4.8m/s，年均大風日數(shù)63.3天，年最高大風日數(shù)可達96天，獨特的“大風氣候”使得河流、湖泊、植物、土壤水分蒸發(fā)強烈，而湖泊的原始面積較大易蒸發(fā)的特點導致下滲補給地下潛水減少。該地多年平均氣溫為春季-10℃—4℃，夏季9℃—22℃，秋季5℃—17℃，冬季-16℃— -4℃，目前地球處于間冰期，氣候正處于全球逐漸變暖階段，該地區(qū)的氣溫逐年漸序升高也影響地下水補給。

氣溫的升高和氣候的干旱使得該湖泊進水量遠遠低于被蒸發(fā)的水量，獨特的“大風氣候”也加速了地表潛水的蒸發(fā)速度，導致湖泊面積逐年減少漸而干涸。

二、過量的地下水開采直接的導致了湖泊干涸,張北縣以前是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)縣九十年代前期主要經(jīng)濟作物以小麥，土豆，等抗旱農(nóng)作物為主，但農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量少，經(jīng)濟效益差嚴重影響著當?shù)鼐用袷杖?。九十年代初期縣里開始引導農(nóng)民種菜，和發(fā)展錯季蔬菜以增加農(nóng)民收入，并逐年增加種植面積發(fā)展錯季蔬菜產(chǎn)業(yè)。2002年是13.6萬畝，至今約251.82畝，十五年的時間增長了近19倍。夏秋季機井用水兩個月不停泵，不合理的大水漫灌方式也使地下水開采量成倍翻番，導致原本流入安固里淖的水量滲入地下，沒有了或減少了地表的徑流。筆者有幸參與該地區(qū)的國家地下水監(jiān)測工程（河北省部分VI標段土建施工部分）的工作中，發(fā)現(xiàn)在秋季蔬菜豐收時，洗菜也對地下水位產(chǎn)生巨大影響；外地車輛集中收菜時，要及時對蔬菜進行裝車沖洗，如蘿卜、芹菜等，這些也會產(chǎn)生巨大的用水量。

地下水開采強度的增大和成井深度的增加也有著重要的影響，從2001年到2003年間，張家口壩上地區(qū)的深水井每年都以10%的速度遞增，以安固里淖所在地張北為例，2001年張北縣有水井1609眼，2003年底增長到3179眼，兩年時間增加了近兩倍，到2004年，地下水位已比1980年下降了3-5m，現(xiàn)至今當?shù)氐叵滤患s在9m左右。

張北縣平原區(qū)面積2102（km2），開采量6345.27（104m3），至今有機井數(shù)2601（眼），機井密度1.24（眼/km2）開采強度3.02（104m3/km2），機井密度較5年前翻了一倍。區(qū)域地下水的持續(xù)下降，使得淺層含水層的逐漸疏干，從而出現(xiàn)了井水干涸，機井掉泵的現(xiàn)象，也使得湖泊逐漸干涸。

機井的不合理分布、開挖、廢棄也是重要的影響因素，有些地方緊距離幾米，就分布有數(shù)眼，并未根據(jù)該區(qū)域水文地質(zhì)單元的可開采量、允許取水量、環(huán)境的敏感程度、地下水位允許下降值、含水層的賦水特性，水力坡度等進行綜合合理的水資源規(guī)劃。打井行業(yè)門檻較低，亂象叢生，隨意布井，成井率和成井質(zhì)量都有待提升，直接的影響到水井的使用年限，和塌孔風險。國家曾為支援張家口壩上地震災區(qū)援建打井500余眼，而張北縣作為受地震破壞影響最嚴重地區(qū)，也布置有多眼機井。該批機井在特定時代背景下為了保證成井率多數(shù)井成井深度大，而該地區(qū)淺層含水層較薄，打深井打透淺層含水層，導致淺層水流至深層，疏干淺層含水層。該區(qū)域地層主要為亞黏土，砂礫石互層，相互錯落，底部為基巖，也就證明筆者著一推斷并不是毫無根據(jù)。

工礦企業(yè)日常生產(chǎn)生活用水量巨大，大部分廠區(qū)內(nèi)至少擁有一眼機井來滿足日常的生產(chǎn)活動，工礦企業(yè)無節(jié)制過量地下水開采直接的導致了湖泊干涸。

三、安固里淖地區(qū)受地形地貌的制約，地下水系統(tǒng)成為較獨立的內(nèi)陸水系，部分河流最終流入內(nèi)陸湖泊，諸多河流在內(nèi)陸逐漸消失于地表，最終未流入海洋。地處內(nèi)蒙地軸張被臺拱，是高原波狀平原孔隙、裂隙孔隙和裂隙孔洞水文地質(zhì)區(qū)。并具有封閉的水文地質(zhì)單元，水文地質(zhì)單元是劃分若干個區(qū)域，具有一定邊界和補給、徑流、排泄條件的地下水分布域。海拔標高約為1312.1m左右,略呈波狀起伏，灘地與之相間。地層時代為Q3-4新生界第四系上更新統(tǒng)～全新統(tǒng)湖積砂礫石孔隙含水層。含水層以砂、砂礫石為主，礫石分選性差，磨圓度較好，含孔隙潛水，埋藏淺，水位埋深2～10m，大氣降水補給，富水性較弱，單井出水量一般在10～20m3/h。該區(qū)域受地形地貌影響擁有獨立的水文地質(zhì)單元也是湖泊干涸的原因之一。

據(jù)該區(qū)統(tǒng)測地下水歷年數(shù)據(jù)得知該區(qū)域年地下水動態(tài)特征，低水位期一般出現(xiàn)在一年中6～9月份，受農(nóng)業(yè)影響用水量增加，地下水位顯著下降。高水位期為11月到次年4月，隨著冬季到來當?shù)責o主要經(jīng)濟作物需要澆灌，水位回升速度顯著加快。春季氣溫回升冰雪融化及降水的到來4月份可達到全年水位最高值。夏秋季降雨量較大，大氣降水補給和蒸發(fā)排泄補給及開采地下水的影響關系密切，但夏秋季補給量遠遠小于蒸發(fā)量。

四、水庫是張北縣主要的蓄水工程之一主要的目的是灌溉和防洪，本縣共有水庫9座，中型水庫1座，?。ㄒ唬┬退畮?座，?。ǘ┬退畮?座，總蓄水量12510×104m3。安固里淖干涸也與水庫的修建有關，由于近幾年大氣降水較少，各地區(qū)筑壩截流，導致水庫蓄水嚴重不足，安固里淖較大的補給源黑水河，三臺河受水庫的攔蓄直接影響下游地表徑流。沒有上游地區(qū)的補給導致下游區(qū)域植被減少，植被減少以后土地蓄水能力變?nèi)酰笥赀^后雨水會加速流失，干旱時，因雨水已經(jīng)流失，所以地面徑流減少，進而使得安固里淖面積逐漸減小直至干涸。水庫的修建利用改變了當?shù)匦^(qū)域的地下水補給、徑流、排泄條件，會使得當?shù)叵掠蔚貐^(qū)造成不同程度的次生鹽漬化，部分可溶鹽及難溶巖化學組分堆積遷移，影響局部地下水化學類型。該區(qū)域水庫利用經(jīng)濟效益低，造成危害廣持續(xù)影響時間長，難以恢復。安固里淖的干涸只是其重要的表現(xiàn)形式，今后水庫附近會產(chǎn)生一系列與之相關的地質(zhì)問題、環(huán)境問題與社會問題，該地區(qū)水庫的修建與使用值得認真思考與反思。

五、以上四點為筆者運用先進的水文資源理論為依據(jù)進行科學分析，從而得出安固里淖干旱的原因。以下筆者運用成熟的計算模型分析地下水均衡要素和簡述地下水均衡模型。

（一）地下水均衡要素

地下水的均衡要素分補給，和排泄兩大類。補給項有大氣降水入滲補給、河流潛水補給、裂隙側(cè)向補給、灌溉回滲補給、河水入滲補給；排泄項有潛水蒸發(fā)排泄、地下水開采排泄、地下水溢出排泄、出口基流排泄。

（二）地下水均衡模型

式中：

∑Q補：地下水補給量（萬m3）

∑Q排：地下水排泄量（萬m3）

△Q：地下水蓄水變量（萬m3）

△H：水位變差值（m）

μ：水位變幅帶中含水層重力給水度

F：計算面積（Km2）

安固里淖從水域十萬余畝到今天的完全干涸歷經(jīng)的是一個漫長的過程，那筆者簡單的分析下安固里淖湖泊有無恢復的可能。安固里淖上世紀至今有過四次干涸情況，分別是1965年、1971年、1984年、和最后一次2004年。干涸周期約為6-20年，假設當?shù)囟虝r間受強降雨影響，地區(qū)周邊形成季節(jié)性河流補給，可短時間恢復較小湖泊面積，以下進行數(shù)據(jù)模擬推測。

前提 安固里淖為封閉的水文地質(zhì)單元，周邊玄武巖為隔水層。

Q補≥Q排 才能使得湖泊有水

Q補=河流補給+降水補給+側(cè)向補給

Q排=蒸發(fā)量+居民飲用水+農(nóng)業(yè)灌溉

補給量以1981年至2010年收集數(shù)據(jù)為例，年平均降水量為383.8mm，側(cè)向補給和河流補給量較小，可忽略不計。

降雨量為383.8毫米，及一平方米的降雨量是383.8mm，安固里淖面積約10萬畝，即是666.67*100000=66667000㎡；66667000*0.3838≈2559萬噸

蒸發(fā)量為1995年至2014年，年平均蒸發(fā)量為1640mm，66667000*1.64≈10933萬噸

據(jù)經(jīng)驗值當?shù)鼐用袢司盟疄?2m3/Y，當?shù)爻Ｗ∪丝跒?.78萬人，年用水量為21.36萬噸。

該地區(qū)農(nóng)業(yè)用水量據(jù)全縣用水量推算為5269.14萬噸/40≈132萬噸。Q補=2559萬噸Q排=（10933萬噸+21.36萬噸+132萬噸）11086.36萬噸。

得知

Q補2559萬噸＜Q排11086.36萬噸

據(jù)模擬推測得知，補給量遠遠小于排放量，湖泊會短時間內(nèi)蓄水，但經(jīng)蒸發(fā)作用影響強烈最終仍會干涸。

水量平衡法進行模擬試算

湖泊，濕地、魚塘補水等，以規(guī)劃水面積的水面蒸發(fā)量與降水量之差計算，采用水量平衡法。

W1=ω[αEt+St-Pt]

式中；ω為水面積；Et為t時段水面蒸發(fā)量，由水文氣象部門蒸發(fā)皿測得；α為蒸發(fā)皿折算系數(shù)（根據(jù)水文氣象部門資料確定）；Pt為第t時段降雨量；St為第t時段滲漏流量（由調(diào)查、實測或經(jīng)驗數(shù)據(jù)估算）

ω=66667000㎡

α=0.67

Et=1640mm

St=300mm

Pt=383.8mm

t=1Y（一年）

測算得知 39133529=66667000*（0.67+0.3-0.383）可降水量小于蒸發(fā)量，湖泊會短時間內(nèi)蓄水，但經(jīng)蒸發(fā)作用影響最終仍會干涸。

經(jīng)過近些年壩上地區(qū)豐水期與枯水期降深隔年的比對，降水量大的年份全區(qū)水位降深幅度小，降水量較小的年份全區(qū)水位降深幅度相對較大尤其是今年水位變差較大，也就是說，固里淖干涸原因是降雨量減少。

結束語：湖泊的干涸不僅僅是水文條件、生態(tài)環(huán)境、水位下降的問題，目前我國缺少系統(tǒng)的對壩上地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境的保護與研究。

安固里淖的干涸只是局部有地緣代表性的一個例子，其中探究方法依然存在一些技術上與科學性的問題，但是湖泊的干涸所產(chǎn)生的地質(zhì)問題、環(huán)境問題與社會問題值得認真思考與反思。