格尔木区地下水资源承载力评价与对策研究

廖 强刘得俊邓 勇

（1.北京中水新华国际工程咨询有限公司，北京　100044；2.青海省水利水电科学研究所，青海　　西宁810001；3.江苏省扬州市水利局，江苏　　扬州　225002）

格尔木区地下水资源承载力评价与对策研究

廖 强1刘得俊2邓 勇3

（1.北京中水新华国际工程咨询有限公司，北京100044；
2.青海省水利水电科学研究所，青海西宁810001；
3.江苏省扬州市水利局，江苏扬州225002）

为合理开发地下水资源，本文采用P SR框架设计指标体系，对格尔木区地下水资源承载力进行评价，并提出地下水资源开发对策。评价结果表明，格尔木区地下水开发利用程度较低，地下水资源承载力较高；按照相关发展规划，未来水平年格尔木区地下水资源仍有较大开发潜力。格尔木区的水资源开发应地表水、地下水并重，充分利用优质地下水，减少格尔木河引水，以保护细土平原天绿洲生态环境，保障盐湖的生态平衡和盐湖工业的可持续发展。

格尔木；地下水承载力；P SR评价指标体系；地下水开发对策

1引 言

格尔木区是柴达木盆地中南部的水资源四级区，位于青藏高原的东北部。工业重镇格尔木市地处该水资源四级区内。近年来，依托盐化、石化等支柱产业的快速发展，城市化进程加快，该区域对地下水资源的需求量越来越大。研究格尔木区的地下水资源承载力，探究地下水开采的合理边界，将有利于指导当地水资源的可持续开发利用。本文采用P SR框架设计评价指标体系，对格尔木区地下水资源承载力进行评价，进一步提出合理开发地下水资源的对策措施。

2格尔木区地下水资源概况

格尔木区是《柴达木循环经济试验区水资源综合规划》中柴达木盆地划分的16个水资源四级区之一。格尔木区山丘区面积2.25万km2，平原区面积1.37万km2。多年平均地下水资源总量为7.43亿m3，其中山丘区7.20亿m3，平原区5.25亿m3，重复计算量为5.02亿m3。格尔木区居民生活、牲畜、建筑、服务业、少部分林草地及大部分工业用水主要使用地下水。2011年地下水用水量5636.3万m3，详见表1。

表1 格尔木区2011年地下水用水量表　　单位：104m3

3地下水水资源承载力评价

3.1水资源承载力的概念与内涵

承载力原指“在一定环境条件下某种生物个体可存活的最大数量”［1-2］。水资源承载力是指“在某一历史发展阶段，依据可以预见的技术和社会经济发展水平，以可持续发展为原则，以维持生态环境良性发展为条件，水资源最大提供给工农业生产、居民生活和生态环境保护等用水的能力”［1］。

目前，我国对区域水资源承载力的研究已有较多成果，但尚未形成完整的理论体系，且以地下水资源承载力作为研究对象的相对较少。在地下水资源承载力的研究方面，屈吉鸿等采用改进的逼近理想解对地下水资源承载力的评价方法进行了研究［3］；邢旭光等根据地下水开发率等七项指标对西安市地下水资源承载力进行了评价［4］；匡建超等用物元模型对大庆市地下水资源承载力进行了评价［5］。

总体而言，我国地下水水资源承载力的研究在吸收国外成果的基础上，不断赋予地下水资源承载力新的内涵，但尚未给出既能准确表达承载力大小，又能反映水资源系统与社会经济、生态环境间的关系的评价体系。

3.2地下水资源承载力指标体系设计

“压力—状态—响应”（P SR）框架模型的基本理念是将人类活动对区域自然环境的压力（P r e s s ur e），资源数量与质量的状态（St a t e），以及相应政策和管理措施响应（R e s po ns e）作为一个整体系统进行考虑，探讨人类活动与自然环境相互作用下的结果［6］。P SR框架模型能够较好地反映地下水资源承载力的内涵。人口增长、工农业发展和自然环境变化等导致了生活、生产和生态各个方面的用水“压力”。“压力”越大，水资源承载力越弱，主要表现为地下水资源量的减少和水质的恶化两个“状态”。为提高水资源承载力，社会管理部门需要从节约用水、社会协调和生态保护各方面进行“响应”，提高水资源承载力。

本文所采用的P SR框架模型设计的指标体系如下页图所示。

3.3指标选取及分级标准确定

格尔木区居民生活、服务业、少部分林草地灌溉及大部分工业使用地下水，根据现状用水情况和监测水平，遵循科学性和简便性的原则，本文从上述评价指标体系中选取万元工业增加值地下水用水量、城镇生活人均地下水用水量、农村生活人均地下水用水量、地下水水质综合达标率、工业用水重复利用率、人口密度、城镇生活污水达标处理率、城市供水管网漏损率、地下水资源开发利用程度共计9项指标对格尔木区地下水资源承载力进行评价。

本文将水资源承载力状态分为5个级别：极高（1级）、高（2级）、中（3级）、低（4级）、极低（5级）。确定指标分级标准值时，本文参考已普遍公认的（国际或国家认可的、国家或区域颁布的发展规划指标值等）的单项指标。对于未公认指标值及新提出的单项指标，综合考虑国内外该指标的发展趋势合理设计其分级指标值。地下水资源承载力综合评价各项指标分级标准值如表2所示。

表2 地下水资源承载力指标分级标准

3.4现状年及水平年地下水承载力评价

2011年格尔木区城市常住人口为18.6万人。根据《格尔木市自来水公司2011年生产指标完成统计表》，2011年城镇居民生活用水916.5万m3，且均为地下水，计算得城镇生活人均地下水用水量约为135L/（人·d）。2011年格尔木区农牧业人口为1.70万，农村生活用水量37.2万m3，绝大部分为地下水，农村生活人均地下水用水量约为60L/（人·d）。分析生活用水定额年增长趋势，预测2020年格尔木城镇居民人均生活用水定额为136L/（人·d），农村居民人均生活用水定额为65L/（人·d）；预测2030年城镇居民人均生活用水定额为138L/（人·d），农村居民人均生活用水定额为70L/（人·d）。

2011年格尔木区总人口20.3万，人口密度为14.9人/km2。根据《格尔木市城市总体规划（2001—2020）》，预计格尔木区2020年人口总数为35.4万，人口密度为25.9人/km2；2030年人口总数为38.3万，人口密度将达到28人/km2。

2011年格尔木区工业用水总量为4910万m3，其中地下水3553万m3，万元工业增加值用水量为32.1m3，低于青海省（122m3）及海西州（211m3）平均水平，工业用水水平相对较高。根据《青海省柴达木循环经济试验区水资源综合规划》，分析2011—2020年工业用（需）水量增长趋势，预测2020年万元工业增加值为31.7m3/万元，2030年为21.2m3/万元。

2011年，格尔木工业用水重复率为70%，根据《格尔木新区规划水资源论证》，预测2020年工业用水重复利用率为80%，2030年工业用水重复利用率为85%。在城市用水方面，2020年城市供水管网漏损率将从2011年的13%降低到10%，2030年城市供水管网漏损率降低到8%。

格尔木平原区浅层地下水资源量5.25亿m3，2011地下水供水量0.55亿m3（扣除外调地下水供水量），地下水开发利用率为10.4%。根据《格尔木新区规划水资源论证》，综合考虑格尔木冲洪积扇前缘水文地质条件和格尔木新区的经济发展要求，最高新增日用水量6.02万m3/d。据此预测2020年和2030年地下水开发利用率分别为13%和15%。

根据《格尔木新区控制性详细规划与城市设计》论证成果，格尔木区2020年城镇生活污水处理达标率应达到90%，2030年应达到95%，地下水水质综合达标率可达95%。

表3 格尔木区地下水承载力指标值及指标等级计算结果

综上所述，现状年、2020年和2030年各项指标值以及指标等级计算结果如表3所示。从表可知，格尔木区现状年及水平年的各项指标基本处于极高（1级）、高（2级）级别，2020年、2030年地下水承载力状态等级均值为1.8和1.5，地下水资源承载力状态总体较高。主要原因是格尔木地下水主要用于生活、工业和服务业，农业灌溉绝大部分取用地表水，地下水开发利用程度处于较低水平。格尔木区人口密度较小，人口增长对水资源需求的压力较小，并且工业用水效率和工业用水重复率不断提高，城市供水管网漏失率逐步降低，城镇生活污水处理率逐步提高，使得地下水承载力维持在较高水平。

4地下水开发利用对策

格尔木区地下水开采主要位于格尔木河冲洪积扇前缘，含水层厚度大，有较强的调节能力。按照相关规划，地下水资源仍然有较大的开发潜力，按计划开采地下水资源不会对生态环境产生不良影响。为保障格尔木区的城乡用水需求和生态环境需水，本文基于格尔木区地下水资源承载力现状，提出以下地下水开发对策。

a.格尔木区的地下水开发应围绕格尔木河洪积扇进行，若开采深层地下水资源，应分布在细土平原带进行。格尔木河尾闾的盐湖工业可根据工业用水对水质要求较低的特点开发利用微咸水或半咸水，以置换出优质水资源保障居民生活及服务业用水。

b.因格尔木河以西、青新公路以南地段受格尔木河渗漏补给充分，地下水径流通畅，属富水性极强地带，规模开采也不易形成区域性降落漏斗，适宜作为城市供水水源地。另外该地段无集中居民区，更无厂矿企业，能保证格尔木市水源地的安全、稳定和长期供水。

c.在条件允许的地区，可适当增加农业用水对地下水的开采。洪积扇前缘戈壁砾石与细土交界处适宜作为农业用水水源地，沿洪积扇前缘分散式进行开采，在满足农业灌溉用水的同时，也利于缓解因灌溉用水回归下渗引起的地下水位上升问题，防治土壤的盐碱化。

5结 语

格尔木区内分布有我国重要盐化、石化工业基地，也是柴达木盆地生态系统较为脆弱的地区。地下水资源不仅是城乡生活和工业生产的重要保障，也是支撑良好生态环境的重要基础，因此合理开发地下水资源对保障城乡供水安全、推进经济可持续发展和保护生态环境均有重要意义。

鉴于格尔木区地下水尚有较大的开发潜力，格尔木区的水资源开发应地表水、地下水并重，充分利用优质地下水水源，减少格尔木河引水，以保护细土平原天然绿洲生态环境，维持盐湖的生态平衡和盐湖工业的可持续发展。■

［1］ 夏军.水资源安全的度量：水资源承载力的研究与挑战（一）［J］.海河水利，2002（2）：5-7.

［2］ Se i dl I，C aT.C a r r y i ngc a pa c i t yr e c o ns i de r e d：f r o mM a l t hus' po pul a t i o n t he o r y［J］.E c o l o g i c a lE c o no m i c s，1999（31）：395-408.

［3］ 屈吉鸿，陈南祥，黄强，等.改进的逼近理想解在地下水资源承载力评价中的应用［J］.水利学报，2008，39（12）：1309-1315.

［4］ 邢旭光，史文娟，张译丹，等.基于主成分分析法的西安市地下水资源承载力评价［J］.水文，2013，33（2）：35-38.

［5］ 匡建超，李宁，姜林.大庆市地下水资源承载力评价及对策研究［J］.南水北调与水利科技，2007，5（4）：46-49.

［6］ Wa l z r.D e v e l o pm e nto fe nv i r o nm e nt a li ndi c a t o r s y s t e m s：e x pe r i e nc e sf r o m G e r m a ny［J］.E nv i r o nm e nt a l M a na g e m e nt，2000，25（6）：613-623.

U n d e r gr ou n dw at e rr e s ou r c e s c ar r yi n g c aP ac i t y as s e s s me n t an d d e ve l oP me n t s t r at e gy i nG ol mu dar e a

L I A OQ i a ng1，L I UD e j un2，D e ngY o ng3
（1.C hi na W at e r I nt e r nat i o nal E ngi ne e r i ng C o ns ul t i ng C o.，Lt d，B e i j i ng 100044，C hi na；
2.Q i nghai W at e r C o ns e r v anc yand H y dr o p o w e r Sc i e nc e and R e s e ar c h I ns t i t ut e，X i ni ng 810001，C hi na；
3.Y angz ho u W at e r C o ns e r v anc yB ur e au，Y angz ho u 225002，C hi na）

I n o r de r t ode v e l o p a nd ut i l i z ew a t e r r e s o ur c e sr a t i o na l l y，t hi ss t udya s s e s s e d t heunde r g r o und w a t e r r e s o ur c e s c a r r y i ngc a pa c i t yi n G o l m ud a r e a，w i t h a n e v a l ua t i o n i nde xs y s t e mde s i g ne d ba s e d o n P SRf r a m em o de l.T her e s ul t s s ho w t ha t，t heunde r g r o und w a t e r r e s o ur c e so f G o l m ud a r e aha v eal o wde v e l o pm e nt a nd ut i l i z a t i o n l e v e l a nd ahi g h c a r r y i ng c a pa c i t y.A c c o r di ngt ot her e l a t e d de v e l o pm e ntpl a n i n G o l m ud a r e a，t hepo t e nt i a lo funde r g r o und w a t e rr e s o ur c e s e x pl o i t a t i o n a nd ut i l i z a t i o n w i l l r e m a i n g r e a t f o r t he ne x t f e wy e a r s.H o w e v e r，f o r g ua r a nt e e i ng e c o l o g i c a l ba l a nc e o f t he s a l t l a kea nd s us t a i na bl ede v e l o pm e nt o f s a l t l a kei ndus t r y，no t o nl yunde r g r o und w a t e r but a l s o s ur f a c e w a t e r r e s o ur c e s s ho ul d bede v e l o pe d a nd m a def ul l us e，a nd w a t e r di v e r s i o n f r o mG o l m ud r i v e r s ho ul d ber e duc e d，t opr o t e c t f i nes o i l pl a i n a nd na t ur a l o a s i s e nv i r o nm e nt.

G o l m ud a r e a；unde r g r o und w a t e r r e s o ur c e s c a r r y i ngc a pa c i t y；P SRf r a m em o de l；de v e l o pm e nt s t r a t e g y

T V 213.9

B

1005-4774（2015）04-0027-05

10.16616/j.cn ki.10-1326/T V.2015.04.009