庄浪县地下水资源调查评价与开发利用研究

凡炳文，陈 文，2

(1.甘肃省水文水资源局，甘肃 兰州730000;2.中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，甘肃 兰州 730000)

庄浪县地处六盘山西麓，陇西黄土高原的东缘。庄浪县水资源十分匮乏，人均水资源量仅为204 m3，约为甘肃省人均水资源量1 100 m3的1/5，全国人均水资源量2 200 m3的1/10，远低于国际公认的人均1 000 m3的下限标准。近年来，随着经济社会的快速发展，水资源供需矛盾日趋突出，地下水资源已成为该县城乡生活和工农业生产用水的重要供水水源。因此，开展庄浪县地下水资源评价，科学评估地下水及其开发利用现状，为合理开发、有效利用和保护地下水资源提供科学依据，对当地经济社会可持续发展和生态环境保护具有重要意义［1］。

1 地下水资源评价

地下水是指赋存于饱水带岩土空隙中的重力水，是水资源的主要组成部分。地下水资源数量是指地下水体中参与现代水循环且可以逐年更新的动态水量［2］。本文将对庄浪县浅层地下水资源数量及其分布特征进行全面评价。

1.1 地下水类型

庄浪县境内的地下水主要有第四系孔隙—裂隙潜水、基岩孔隙—裂隙潜水和基岩孔隙—裂隙层间承压水三种类型［3］。主要为第四系孔隙—裂隙潜水和基岩孔隙—裂隙潜水，较富水地段集中在河谷川区和沟谷地段，埋藏深度一般小于5 m，水量较大，开采方便。广大黄土丘陵区，除了富水条件较好的掌形洼地有一定数量的潜水外，其余梁、峁、坡麓地段地下水均贫乏。

1.2 地下水资源分区

根据全国、黄河流域水资源评价技术细则，庄浪县属于一般山丘区。但考虑到庄浪县地下水开发利用的实际需要，结合区域地形地貌特征、含水层岩性以及开采条件等因素，将一般山丘区划分为山丘区和山间河谷区。山间河谷区按照区域地质构造、水文地质条件和水系流域的完整性，共划分为12个计算单元，计算总面积122.30 km2。

1.3 山丘区地下水资源量

山丘区地下水资源的计算主要包括河川基流量、山前侧向流出量、浅层地下水实际开采净消耗量、山丘区降水入渗量的计算［4］。

河川基流量根据参证站1980～2009年期间的河川径流量与河川基流量之间的关系，采用类比法推算各评价区1980～2009年河川基流量系列;山前侧向流出量因无最新实测资料，借用1984年《庄浪县水利区划》中的数据［5］，近似代替1980～2009年系列均值;山丘区浅层地下水实际开采净消耗量按零近似处理;山丘区降水入渗补给量用河川基流量近似代替。

经分析计算，庄浪县1980～2009年系列山丘区多年平均地下水资源总量为1457.9万m3，降水入渗补给模数1.02 m3/km2.a-1。其中庄浪河山丘区地下水资源量144.6万m3，葫芦河干流区间 132.5 万 m3，北洛河 420.6万 m3，南洛河 590.4 万 m3，下洛河 91.7 万 m3，清水河区间 78.1 万 m3。南洛河降补模数最大，为1.79 m3/km2.a-1，下洛河降补模数最小，为 0.44 m3/km2.a-1。

1.4 山间河谷区地下水资源量

1.4.1 水文地质参数分析确定

地下水计算参数主要有降水入渗补给系数、河道入渗补给系数、渠系利用系数、渠系渗漏补给系数和田间回归系数。

本文参照已有成果［3］，结合当地水文地质条件及利用现状，河谷地带降水入渗补给系数取值0.05～0.10;河道渗漏补给系数取值 0.015～0.07;渠系利用系数取值 0.55～0.58;渠系渗漏修正系数取值 0.80;田间回归系数取值0.15。

1.4.2 山间河谷区地下水资源量的计算

根据《全国水资源综合规划技术细则》(试行)和《黄河流域水资源综合规划水资源调查评价技术细则》规定［6］，以1980年以来平均地下水资源量，作为近期下垫面条件下的多年平均地下水资源量。

①1980～2009年期间各项补给量计算

庄浪县山间河谷区地下水补给量主要分布在庄浪河、葫芦河干流区间及水洛河的中下游和较大支流的河谷地带。经分析计算，1980～2009年系列多年平均总补给量为1 432.3万m3。其中，河道渗漏补给量、渠系渗漏补给量、渠灌田间入渗补给量之和为 920.1万 m3，占总补给量的64.2%;降水入渗补给量为 459.0万 m3，占总补给量的32.1%;山前侧向补给量为 50.2万 m3，占总补给量的3.5%;井灌回归补给量为3.0万m3，占总补给量的0.2%。

②山间河谷区地下水资源量的计算

经分析计算，庄浪县山间河谷区多年平均地下水资源量为 1429.3万 m3。庄浪河为 316.5万 m3，占 22.1%，其中乐正川河谷13.7万m3，庄浪河谷302.8万m3;葫芦河干流区间阳山川 229.9 万 m3，占 16.1%;北洛河为 267.9 万 m3，占18.7%，其中通边东沟谷8.7万 m3，新集东沟谷13.9万 m3，小河子沟谷7.0万m3，章麻沟谷22.6万m3，北洛河谷215.7万m3;南洛河为159.3万 m3，占11.2%，其中韩店东沟谷13.2万 m3，试雨河沟谷 15.1 万 m3，南洛河谷 131.0 万 m3;下洛河谷为455.7万 m3，占31.9%。

③山间河谷区降水入渗补给量形成的河道排泄量的计算

山间河谷区降水入渗形成的河道排泄量为山间河谷区重复计算量，经分析计算，庄浪县山间河谷区降水入渗形成的河道排泄量为119.5万m3。其中庄浪河11.9万 m3，葫芦河干流区间 5.1万 m3，北洛河 58.5万 m3，南洛河 32.2万m3，下洛河 11.8 万 m3。

1.5 分区地下水资源量

经计算，本次评价庄浪县多年平均地下水资源量2836.9万m3，其中葫芦河区域773.2万m3，占总地下水资源量的27.3%;水洛河区域1 985.6万 m3，占总地下水资源量的70.0%;清水河区域78.1万m3，占总水资源量的2.7%。其中:多年平均山丘区地下水资源量1 457.9万m3，多年平均山间河谷区地下水资源量1 429.3万m3。

扣除地下水与地表水之间的重复计算量，庄浪县纯地下水资源量为389.7万m3，主要分布在葫芦河和水洛河流域，葫芦河流域 135.8万 m3，占 34.8%;水洛河流域 253.9万m3，占65.2%，其中北洛河占水洛河流域的49.9%，南洛河占 26.7%，下洛河占 23.4%。

2 地下水可开采量估算

2.1 估算方法

地下水资源可开采量是指在可预见的时期内，通过经济合理、技术可行的措施，在不致引起生态环境恶化条件下允许从含水层中获取的最大水量［7］。确定方法有实际开采量调查法、可开采系数法、多年调节计算法和类比法等。习惯上常将地下水补给量乘以可开采系数求得地下水可采量。

2.2 地下水资源可开采量估算

2.2.1 山丘区地下水资源可开采量估算

庄浪县地下水开采多集中在河谷川区地带，山丘区地下水利用主要集中在地表水利用较为困难的清水河区间。采用2000～2009年期间平均实际开采量作为该区间地下水资源可开采量。经统计分析，清水河区间多年平均地下水可开采量为11.7万 m3。

2.2.2 山间河谷区地下水可开采量估算

庄浪县山间河谷区地下水资源可开采量采用可开采系数法进行估算。

1980～2009年庄浪河、葫芦河干流区间、水洛河地下水资源总补给量分别为 318.5万 m3、230.8万 m3和 883.0万m3，可开采系数参照《甘肃省水资源调查评价》成果中确定的取值范围［8］，并结合庄浪县实际开采状况，选值为0.60。则庄浪河、葫芦河干流区间、水洛河区域的地下水资源可开采量分别为 191.1 万 m3、138.5 万 m3和 529.8 万 m3。

2.2.3 地下水可开采量

综上分析，庄浪县地下水可开采量为871.1万 m3。其中，葫芦河流域可开采量为329.6万m3，水洛河流域可开采量为529.8万m3，清水河区间可开采量为11.7万m3。

水的流动性、可补充性决定其储量具有可调节性和可恢复性。庄浪县地下水的补给量大部分来自地表水的转化，因而地下水的可采系数在很大程度上决定于地表水的利用条件。因此，一个地区地下水可采资源量不是一个固定不变的数量，而是一个随水利条件的改善、灌区的改建、节水措施的实施等地表水的开发利用情况变化的数值。

3 地下水开发利用分析

3.1 地下水开采利用现状

目前，庄浪县城用水主要靠地下水，开采利用的主要有北洛河县城供水第一水源地和南洛河县城供水第二水源地，特别是第二水源地自集中开采以来，开采规模和范围不断扩大，对保障城镇生活和工业生产发挥了极其重要的作用。

庄浪县农业灌溉地下水开采主要集中在庄浪河河谷的南湖一带，根据庄浪县水利统计年报资料，2009年全县共有机电井2 866眼，其中南湖镇2 806眼，岳堡乡20眼，南洛河的韩店乡40眼。全县开采利用浅层地下水已由1980年的38.9万m3发展到目前的368.3万m3，呈逐年增加趋势。

3.2 地下水开采利用程度分析

庄浪县2009年地下水工程供水能力361.9万m3，实际供水量368.3万m3，占各类工程总供水量的11.4%，地下水开采率为12.98%。其中葫芦河流域地下水供水量76.2万m3，开采率为9.86%;水洛河流域地下水供水量 280.0万m3，开采率为14.10%;清水河区间地下水供水量为12.1万m3，开采率为 15.45% 。

庄浪县大部分为黄土覆盖的丘陵地形，沟壑纵横，便于地下水开采利用的河谷地带相对较小，地下水资源开发利用程度小于甘肃省黄河流域16.63%的平均水平。葫芦河流域庄浪河地下水开发利用程度高于干流区间;水洛河流域主要集中在北洛河和下洛河区域，南洛河开发利用程度相对较低;清水河区间山高谷深，地表水资源利用困难，目前还没有开发利用，地下水开采主要用于人畜用水和小型企业用水，开采率为全县最高。

3.3 地下水开采潜力分析

采用地下水开采潜力指数作为判别标准［9］。近期下垫面条件下，庄浪县地下水可开采量为871.1万 m3/a，2009年实际开采量为368.3万 m3/a，剩余量为502.8万 m3/a，潜力指数为2.4，总体上尚有开发利用潜力。

从各计算分区来看，葫芦河、水洛河和清水河潜力指数分别为 4.3、1.9和 1.0，表明葫芦河和水洛河的浅层地下水具有较大的开采潜力，清水河区域处于采补平衡状态，需控制开采。

4 结论

通过上述对庄浪县地下水资源量的评价和开发利用现状的分析，得出如下结论:(1)庄浪县地下水资源量为2 836.9万m3，其中山丘区地下水资源量为1 457.9万 m3，山间河谷区地下水资源量为1 429.3万 m3，扣除与地表水重复计算量 2 447.2万 m3，庄浪县纯地下水资源量为389.7万m3。其中葫芦河流域135.8万 m3，占 34.8%;水洛河流域 253.9 万 m3，占 65.2% ，其中北洛河占水洛河流域的49.9%，南洛河占26.7%，下洛河占23.4% 。

(2)庄浪县地下水可开采量为871.1万 m3。其中，葫芦河流域可开采量为329.6万m3，占全县的37.8%;水洛河流域可开采量为529.8万m3，占全县的60.8%;清水河区间可开采量为11.7万m3，占全县的1.4%。

(3)庄浪县2009年地下水开采率为12.98%，开发利用程度较低。葫芦河、水洛河流域尚有较大开发利用潜力，清水河区间已趋于采补平衡，今后需控制开采。

(4)鉴于庄浪县地下水资源贫乏，因而要做好综合利用地表水和地下水资源，制定合理开发利用地下水的规划，加强对地下水水量、水位和水质的监测工作，为保护地下水资源和水环境提供科学依据。

［1］李计生.甘肃省地下水监测管理现状分析［J］.地下水，2010，32(3):72-74.

［2］水利部水利水电规划设计总院.全国水资源综合规划技术细则(试行)［R］.2002.

［3］庄浪县水利局.庄浪县水利规划［R］.1999.

［4］水利部水利水电规划设计总院.地下水资源量及可开采量补充细则(试行)［R］.2002.

［5］庄浪县农业区划委员会.庄浪县水利区划［R］.1984.

［6］黄河水利委员会.黄河流域水资源综合规划水资源调查评价技术细则(试行)［R］.2002.

［7］SL/T238-1999.水资源评价导则［S］.北京:中国水利水电出版社，1999.

［8］甘肃省水文水资源勘测局.甘肃省水资源调查评价［R］.2005.

［9］赵辉，刘淼，李瑞.淮河流域地下水资源调查评价与利用研究［J］.地下水，2010，32(3):44-47.