疏勒河流域地下水位變化分析

郝玉萍

(甘肅省疏勒河流域水資源管理局，甘肅 玉門 735211)

1 流域概況

疏勒河為甘肅省第二大內陸河，流域總面積2.41萬 km2，位于東經 96°15'～98°30'、北緯39°40'～41°00'之間。流域屬半沙漠干旱性氣候，平均風速2.3m/s，年平均氣溫6.90℃，年蒸發量2897.70～3042.60mm，年降水量47.40～63.40mm，降雨年內分布極不均勻，主要集中在6～10月，約占全年降水量的60%。年平均日照時數為3056.40h，年平均相對濕度為46%，最冷時凍土深度為1.32m。

2 流域水文地質

昌馬洪積扇:屬粗顆粒的砂卵礫石單一結構，是地下水的主要補給徑流區。潛水的埋深與含水層厚度變化一致。

玉門～踏實盆地:潛水含水層屬第四系全新統的亞黏土、亞砂土和砂層，厚度一般5～10m，在南北及山區邊緣小于5m。承壓水頂板埋深大多在8～12m。

瓜州盆地:瓜州東部的孔隙水為中粒含水層的單一潛水結構，層厚15～20m，水位埋深4～6m。中部和西部則為細粒含水層和黏性土隔水層的雙層結構，上部為潛水，下部為承壓水。水量除南部豐富外其余均屬中等。

花海盆地:礫石平原區，地下及田間灌溉入滲，其補給量約占盆地地下水總補給量的11%，在盆地南部地下水由南向北徑流的同時，水位埋深大于20m，地下水位向北東方向徑流，水量豐富。細土平原區為孔隙潛水—承壓水，具有雙層結構。

流域內昌馬灌區位于玉門—踏實盆地、雙塔灌區位于瓜州盆地、花海灌區位于花海盆地，這三大盆地為3個相對獨立的水文地質單元。

3 地下水運動方式

地下水通過補給和排泄，完成運動過程。

3.1 地下水補給方式

在昌馬洪積扇頂部以河(渠)的形式大量入滲，滲漏量達50%以上，入滲量占盆地地下水補給量的80%左右。到細土平原區，地下水補給原則主要為灌溉渠系在含水層內部還存在由淺部向深部的徑流，北部深層地下水又由深部向淺部移動，頂托補給上層潛水［3］。大氣降水和疑結水入滲補給量很小，一般忽略不計。

3.2 地下水排泄方式

第一排泄方式為灌區農田灌溉提水;次大用水量為生活、生產用水;同時，一部分水以地面蒸發、植物蒸騰、地下徑流等方式泄出本區。

4 地下水位變化分析

1993年、1998年、2001年，流域昌馬灌區、雙塔灌區、花海灌區開始建地下水位觀測點。現對流域2001～2009年的觀測數據進行分析。

4.1 地下水運行規律分析

地下水受重力影響向下游流動，一旦灌區某地點地下水被提取，上游地下水將會向下游流動對其進行補充。如果流域長時間補給量小于排泄量，地下水位因得不到補充而逐年下降。在地下水受重力作用不斷向下游移動時，地下水位高的水位點會最先顯示出下降趨勢，水位最高點下降最大，第二水位高點次之，依此類推。

針對當前高校在信息與計算科學人才培養方面普遍存在的問題，圍繞構建的復合型人才三維協同培養體系做好４個方面的工作．

4.2 地下水位變化趨勢分析

昌馬灌區地下水位最高點昌2，多年平均地下水位為1513.92m，比其地面高程低16.02m(見表1、圖1)。昌馬灌區排名在前的3個高水位點水位埋深之和為34.80m，占全部測點水位埋深總和64.88m的54%，出現了最大水位埋深點，正好符合地下水受重力作用向下游運動規律，說明昌馬灌區地下水位變化趨勢是由于地下水補給量小于排泄量造成的，地下水失衡明顯。

表1 昌馬灌區最高水位與最低水位幅度差單位:m

圖1 昌馬灌區地下水位與地面高程

雙塔灌區地下水位最高點是雙 CG1(見表2、圖2)，多年平均地下水位1254.59m，比其地面高程低2.93m。雙塔灌區排名前3個高水位點水位埋深之和為10.07m，占全部測點水位埋深總和96.67m的10%，沒有出現高水位埋深點，地下水位總體上沒有較大變化，說明地下水補給量與排泄量均衡。

表2 雙塔灌區最高水位與最低水位幅度差 單位:m

續表

圖2 雙塔灌區地下水位與地面高程

花海灌區地下水位最高點是花CG6，多年平均地下水位為1268.25m，比其地面高程低35.97m(見表3、圖3)。花海灌區排名前3個高水位點水位埋深之和為60.02m，占全部測點水位埋深總和80.21m的75%，出現了最大水位埋深點，正好符合地下水受重力作用向下游運動的規律，說明花海灌區地下水位變化趨勢是下降的，這是由于地下水補給量小于排泄量造成的，地下水失衡嚴重。

表3 花海灌區最高水位與最低水位幅度差 單位:m

圖3 花海灌區地下水位與地面高程

4.3 地下水位均衡分析

根據水文地質部門提供的參數、系數，通過地下水補給量與排泄量平衡計算，地下水位變化分析情況如下:

4.3.1 參數(表4)

表4 均衡計算參數取值

4.3.2 系數

昌馬水庫—昌馬大壩河水入滲系數0.90;昌馬大壩處向昌馬戈壁棄水入滲率取0.68;洪水入滲率0.68;灌區渠系干、支、斗綜合利用率滿足0.53。

4.3.3 計算公式

式中 Q渠滲——渠系入滲補給量;

Q渠引——渠口引水量;

α——渠系利用率。

表5 昌馬灌區年地下水平衡分析

昌馬灌區地下水年補給量4.48億m3，地下水年排泄量4.59億m3，補給量比排泄量少0.11億m3，補給不足，地下水位總體將呈下降趨勢(見表5)。

表6 雙塔灌區年地下水平衡分析

雙塔灌區地下水年補給量2.06億m3，地下水年排泄量2億m3，補給量比排泄量多0.06億m3，基本均衡，地下水位將不會有太大變化(見表6)。

花海灌區地下水年補給量為0.61億m3，地下水年排泄量為0.59億m3，地下水補給量比排泄量少0.02億m3，補給量不足，地下水位總體將呈下降趨勢(見表7)。

表7 花海灌區年地下水平衡分析

以上計算，從理論上分析了地下水下降的原因，進而說明高水位點最先受到影響而出現最大水位埋深的現象。

5 地下水水位影響因素分析

5.1 內因分析

水文地質構造對地下水位影響。地下孔隙水間有毛細現象，土壤顆粒間孔隙越小，吸水能力就越強，水位上升;孔隙越大，吸水能力就越弱，水位下降。砂層和礫石層，因土壤顆粒間孔隙較大，蓄水能力差，地下水位上升高度較低。黏土、亞黏土，由于土壤顆粒孔隙較小，水位上升較高。因而，水文地質構造對地下水位有一定影響。

昌馬灌區和花海灌區處于戈壁周邊，上游均為砂層和亞砂土，中、下游是細土平原為亞黏土，雙塔灌區處于細土平原區，土質為黏性土，具備了毛細現象基本條件。昌馬灌區前3個最大水位埋深和后9個較小水位埋深、雙塔灌區所有測點水位埋深、花海灌區前3個最大水位埋深和后3個較小水位埋深，都符合毛細現象。這說明不同地質條件一定會影響地下水位的埋深，出現上、下游水位埋深相差懸殊的現象。

5.2 外因分析

a.地下水補給量對地下水位的影響。入滲包括戈壁上的降水和河道、渠系、田間水入滲等因素。每年入滲量大則地下水位上升，入滲量小則地下水位下降。

b.地下水排泄量對地下水位的影響。排泄包括地下水開采、蒸發與蒸騰、側向流出等因素。因為蒸發、蒸騰和側向流出量每年均衡穩定，而地下水提取量每年都在遞增，是一個變量，因此，地下水提取量是影響地下水排泄量變化的主要因素。

c.觀測精度對地下水位的影響。各灌區觀測設備陳舊，技術人員素質高低不齊，有觀測和記錄不精準現象發生。

d.水庫蓄水對地下水位的影響。由于水庫蓄水產生水壓力，可使水庫周邊因孔隙水壓力而使地下水位升高。同時水庫入滲水量在水壓力作用下可以及時補充周邊地下水，使地下水保持在一個穩定水位。雙塔灌區水位埋深最小點恰好距離雙塔水庫最近。

昌馬灌區前3個高水位點(昌2、昌3、昌1)和花海灌區前3個高水位點(花CG6、花CG1、花CG4)的水位埋深過大，既有內因，也有外因，根本原因還有待于我們繼續探索。只有找到了地下水位變化的真正原因，才能在管理上采取正確的措施，科學管理和有效保護地下水資源，實現地下水資源的可持續利用。■

1 甘肅省地質災害防治工程勘查設計院.甘肅省河西走廊(疏勒河)農業灌溉暨移民安置綜合開發建設項目建設用地地質災害危險性評估報告［R］.2005.

2 疏勒河流域水資源管理局.疏勒河流域初始水權分配方案［R］.2007.

3 甘肅省水利水電勘測設計研究院.灌區地下水動態預測研究報告［R］.2004.