徐曉琳，馬秀梅，張?zhí)煊?，韓德賢

(黃河水資源保護(hù)科學(xué)研究院，河南 鄭州 450004)

地下水是水資源的重要組成部分，具有重要的資源和生態(tài)功能，是支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要自然資源，是重要的供水水源和應(yīng)急抗旱水源，也是維系良好生態(tài)環(huán)境的主要因素，對保障城鄉(xiāng)居民生活和生產(chǎn)、支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展意義重大。

甘肅省水資源短缺，地下水作為地表水的補(bǔ)充，其開發(fā)利用數(shù)量較大，地下水資源已成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可或缺的重要組成部分。甘肅省地下水大規(guī)模開發(fā)利用始于20世紀(jì)80年代，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和地下水開采技術(shù)的不斷成熟，地下水開發(fā)利用量不斷增加。2019年地下水資源供水量占全省總用水量的22.38%，河西走廊干旱區(qū)的地下水供水量占總供水量的28.81%。近年來甘肅省采取了多種地下水治理措施，取得了一定的效果。

1 研究區(qū)概況

甘肅省位于我國西北內(nèi)陸區(qū)，地處東經(jīng)92°20′～108°46′、北緯32°31′～42°50′之間?？偯娣e42.58萬 km2。從東南到西北呈狹長狀伸展，東西斜長1 655 km，南北寬24～530 km，處于黃土高原、內(nèi)蒙古高原和青藏高原的交匯處。其中山地和高原約占60%，川區(qū)和沙漠平原區(qū)約占40%。分屬黃河流域、長江流域及內(nèi)陸河流域。在構(gòu)造上屬于鄂爾多斯地臺(tái)、阿拉善—北山地臺(tái)、祁連褶皺系和西秦嶺褶皺系。境內(nèi)地形復(fù)雜。除隴南部分谷地、疏勒河下游谷地較低外，大部海拔都在1 000 m 以上。

甘肅省深處內(nèi)陸腹地，橫跨我國東部季風(fēng)區(qū)、西北干旱區(qū)、青藏高寒區(qū)，氣候干旱，水資源短缺，且時(shí)空分布不均。全省年平均氣溫0℃～14℃，多年平均降水量280.6 mm，平均蒸發(fā)量1 306 mm，降雨分布東南多，西北少，且多集中在6-9月。從分布情況看：內(nèi)陸河流域平均降水量在96～210 mm之間，走廊平原區(qū)相對偏小，北部地區(qū)年降水量不足50 mm，蒸發(fā)量在1 300～1 750 mm之間。黃河流域平均降水量在300～630 mm之間，黃河以西的北部地區(qū)降水量小于250 mm，蒸發(fā)量在800～1 150 mm之間。長江流域受季風(fēng)影響降水量較多，平均降水量在599～680 mm之間，蒸發(fā)量在700～900 mm之間。

甘肅省地下水主要類型有山前(山間)平原第四系松散層孔隙水、黃土丘陵黃土孔洞-裂隙水、基巖裂隙水、巖溶水、高山區(qū)凍結(jié)層水、中低山區(qū)局部及一些地區(qū)第四系下伏中新生代碎屑巖孔隙-裂隙水。其中，松散巖類孔隙水主要分布于河西走廊平原區(qū)，是甘肅省可供利用的最主要的地下水類型；黃土孔洞—裂隙水分布于黃土高原地帶，受區(qū)域降水量變化控制比較明顯；凍結(jié)層水分布于祁連山及阿爾金山海拔3 500～4 000 m以上地帶，含水層厚度小于5米，冬季全部凍結(jié)；基巖裂隙水、巖溶水主要分布于祁連山區(qū)及隴南山地；碎屑巖類孔隙—裂隙水主要分布于祁連山走廊過渡帶及河西走廊和黃河、長江流域一些地區(qū)。

2 甘肅省水資源狀況

2.1 水資源量

甘肅省河流分屬黃河、長江、內(nèi)陸河三大流域，主要包括黃河干流、洮河、渭河、涇河、嘉陵江、白龍江、黑河、石羊河、疏勒河9大水系。甘肅省地表水資源較少，分布不平衡。長江流域?yàn)樨S水區(qū)，黃河流域?yàn)槿彼畢^(qū)，黃土高原北部既缺地表水，又缺地下水，是嚴(yán)重缺水地區(qū)。

2019年，甘肅省水資源總量325.88億 m3，比多年平均值270.92億 m3偏大20.3%；地表水資源量312.15億 m3，地下水資源量148.68億 m3，與地表水不重復(fù)的地下水資源量為13.73億 m3[1]。

2.2 地下水開采量變化

2019年甘肅省地下水源供水量為24.60億 m3，其中：內(nèi)陸河流域19.86億 m3，黃河流域4.18億 m3，長江流域0.56億 m3；內(nèi)陸河流域、黃河流域、長江流域占比分別為80.71%、17.00%、2.28%。內(nèi)陸河流域和黃河流域地下水開采程度高；長江流域地表水資源豐富，地下水利用程度低。

1970-2000年，甘肅省地下水開采量各年代呈大幅上升趨勢，地下水開采量增長地區(qū)主要是內(nèi)陸河流域，黃河、長江流域地下水供水量增長較緩。2000-2019年，內(nèi)陸河地表來水量增加； 隨著甘肅省最嚴(yán)格水資源管理制度、地下水超采綜合治理、農(nóng)業(yè)水價(jià)改革試點(diǎn)等管理措施的實(shí)施[2]，高效節(jié)水農(nóng)業(yè)面積不斷增大，農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，以及替代水源工程的供水等多措并舉，地下水開采量大幅減少；內(nèi)陸河流域地下水開采量2019年較2000年減少7.96億 m3，減少28.61%；黃河流域2019年較2000年減少2.24億 m3，減少34.89%[1]。見圖1。

圖1 甘肅省不同年代地下水開采量變化

2.3 地下水開發(fā)利用程度分析

以多年平均地下水資源量作為各年代的地下水資源量，計(jì)算不同流域的地下水開發(fā)利用程度。地下水開發(fā)利用程度=地下水開采量/地下水資源量，計(jì)算結(jié)果見表1?？梢钥闯鰞?nèi)陸河地下水開發(fā)利用程度最高，2000-2010年地下水開發(fā)利用程度達(dá)到58%，近年來有所下降。2019年甘肅省地下水開發(fā)利用程度為19.05%[1]。

表1 甘肅省不同年代地下水開發(fā)利用程度統(tǒng)計(jì)表 %

3 地下水超采狀況及治理

3.1 地下水超采區(qū)劃分

甘肅省共劃分地下水超采區(qū)47個(gè)，超采面積16 395.21 km2；禁采區(qū)1個(gè)，面積301.40 km2。超采區(qū)中，一般超采區(qū)43個(gè)，超采面積14 442.05 km2，占總超采面積的88.09%；嚴(yán)重超采區(qū)4個(gè)，超采面積1 953.16 km2，占總超采區(qū)面積的11.91%[3]。

甘肅省14個(gè)市州中，河西內(nèi)陸河流域的武威、酒泉、張掖三市的地下水超采區(qū)面積1.33萬 km2，分別占全省地下水超采區(qū)總面積的34.1%、32.4%、14.8%，共占全省超采區(qū)面積的81%。見圖2。

圖2 甘肅省各行政區(qū)地下水超采區(qū)面積比例

3.2 地下水超采區(qū)治理試點(diǎn)

《甘肅省水污染防治工作方案(2015-2050年)》[4]確定：在地表水過度開發(fā)和地下水超采問題嚴(yán)重的河西內(nèi)陸河地區(qū)開展退地減水試點(diǎn)工作。2016-2018年，甘肅省河西武威、張掖、酒泉等5市逐步壓減地下水超采區(qū)范圍內(nèi)的耕地、河道內(nèi)開墾的耕地；開展灌溉農(nóng)田綜合治理，采取輪耕、休耕等措施退減灌溉面積。通過發(fā)展高效節(jié)水、調(diào)整種植結(jié)構(gòu)、退減灌溉面積、封填廢舊機(jī)井等方式，實(shí)施高效節(jié)水灌溉面積17.05萬 hm2，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)面積11.15萬 hm2，退減灌溉面積2.83萬 hm2，實(shí)施水源置換工程替代水量1 865萬 m3，退耕還林還草面積0.40萬 hm2，關(guān)閉地下水井780眼，累計(jì)壓減地下水量3.38億 m3[5]。見表2和表3。

表2 甘肅河西5市2016-2018年實(shí)施的各類超采治理措施

表3 甘肅河西5市2016-2018年治理措施壓采量統(tǒng)計(jì)表 104m3

3.3 地下水降落漏斗面積減少

甘肅省存在平原區(qū)地下水位降落漏斗。根據(jù)2003-2019年長期觀測資料，2003-2015年期間，甘肅省省地下水降落漏斗面積變化不大；2016年末地下水降落漏斗面積大幅減少，比2015年末減少980.25 km2，減少25.71%；之后逐年持續(xù)減少；見圖3。

圖3 甘肅省平原區(qū)地下水位降落漏斗變化趨勢

2019末，甘肅省主要平原區(qū)漏斗面積為2 127.97 km2，漏斗區(qū)主要分布在河西走廊的武威市(涼州區(qū)、永昌縣、民勤縣)、金昌市金川區(qū)、張掖市高臺(tái)縣和酒泉市肅州區(qū)境內(nèi)。甘肅省最大降落漏斗為武威盆地的武南～黃羊鎮(zhèn)降落漏斗，其次為金川～昌寧盆地的雙灣～昌寧降落漏斗，2019年末漏斗面積分別為570.15 km2、544.62 km2，兩大降落漏斗均位于武威市。

對兩大降落漏斗的面積及中心水位埋深進(jìn)行分析。武南～黃羊鎮(zhèn)降落漏斗面積自2012年后呈逐年持續(xù)下降趨勢，2016年后漏斗面積下降趨勢明顯；漏斗中心水位埋深自2006年后呈回升趨勢；見圖4。雙灣～昌寧降落漏斗自2010年后呈逐年持續(xù)下降趨勢，2017年后漏斗面積下降趨勢明顯；漏斗中心水位埋深自2006年后呈回升趨勢；見圖5。

圖4 武南～黃羊鎮(zhèn)降落漏斗變化趨勢

圖5 雙灣～昌寧降落漏斗變化趨勢

3.4 部分區(qū)域地下水水位小幅回升

2006-2016 年，河西走廊地下水超采區(qū)的玉門—踏實(shí)盆地、張掖盆地、武威盆地的部分區(qū)域地下水水位回升。

2017-2019年，甘肅省超采區(qū)的地下水水位下降趨勢得到了明顯的遏制，部分區(qū)域地下水水位有了小幅回升，有11個(gè)超采區(qū)中心地下水位埋深年回升超過0.5 m，蘭州市榆中盆地、武威市武威盆地涼州區(qū)、慶陽市董志塬、白銀市興泉盆地等超采區(qū)治理效果明顯，水位回升4.10 m、1.43 m、1.42 m和1.18 m，見表4。

表4 2017-2019年甘肅省部分超采區(qū)地下水位埋深回升情況

4 結(jié)語

(1)地下水超采得到有效遏制。2010年以來，由于地表水來水量增加和甘肅省超采區(qū)治理措施的實(shí)施，地下水開采量減少，地下水開發(fā)利用程度降低，地下水降落漏斗面積減少，地下水水位下降趨勢減緩，部分地區(qū)地下水水位有了緩慢回升。

(2)建議復(fù)核調(diào)整超采區(qū)劃定。甘肅省人民政府公布的《甘肅省地下水超采區(qū)劃定》方案現(xiàn)狀年已過去多年，地下水開發(fā)利用的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)與現(xiàn)狀地下水開采情況存在差異。以河西走廊為例，以2006-2016 年為評價(jià)期進(jìn)行地下水超采區(qū)劃分，比以2001-2010 年為評價(jià)期的劃定面積減少37.6%。建議根據(jù)甘肅省2011-2020年地下水開發(fā)利用變化情況及地下水水位動(dòng)態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)情況，對已劃定的超采區(qū)進(jìn)行復(fù)核調(diào)整。

(3)繼續(xù)加強(qiáng)地下水綜合治理與保護(hù)。以水資源承載能力為最大的剛性約束，強(qiáng)化節(jié)水、適度開源、合理調(diào)配，優(yōu)化水資源配置格局。繼續(xù)實(shí)施高效節(jié)水、水源置換、種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、退減灌溉面積、加大中水回用等措施，壓減地下水開采量，修復(fù)超采區(qū)；對城鄉(xiāng)供水水源為單一地下水水源且具備水源置換條件的區(qū)域，適度退減地下水，作為應(yīng)急儲(chǔ)備。

(4)建立地下水位預(yù)警管控機(jī)制，完善地下水監(jiān)控體系和監(jiān)管機(jī)制，強(qiáng)化考核監(jiān)督，鞏固治理成果。

實(shí)施河西地區(qū)地下水水位與水量雙控行動(dòng)，建立覆蓋超采區(qū)的地下水監(jiān)控管理平臺(tái)。對地下水生態(tài)修復(fù)工作進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，對地下水水位控制等情況進(jìn)行效果評估考核。