渭北旱塬区地下水开采量及开发利用潜力分析

贺乐荣

(陕西省地下水管理监测局，陕西 西安 710003)



渭北旱塬区地下水开采量及开发利用潜力分析

贺乐荣

(陕西省地下水管理监测局，陕西 西安 710003)

渭北旱塬区作为陕西重要的粮棉基地。该区域地表水资源短缺，地下水是区域社会经济发展的重要供水水源，多年来由于农灌区盲目开采、企事业单位用水集中无序开采等缘故，地下水开采量不断增加，导致该地区地下水位持续下降。针对该区域地下水资源开发利用现状，通过对该区域“十一五”期间地下水监测资料进行分析，对区域地下水开采量及开采潜力进行计算分析。结果表明，渭北旱塬区总的可开采量为14.94亿 m3，实际开采量为13.27亿 m3，开采潜力为1.67亿 m3，开采潜力指标P为1.12，渭北旱塬区地下水总体采补平衡，部分山丘地区，开采程度较小，具有一定开采潜力。研究结果对加强渭北旱塬区地下水资源管理，保证地下水资源可持续利用和支撑区域经济社会可持续发展具有重要现实意义。

渭北旱塬区；地下水开采量；开采潜力；采补平衡

1　区域概况

1.1自然地理

渭北旱塬位于陕西省关中平原以北，陕北丘陵沟壑区以南，东西分别与山西省和甘肃省接壤，东西长400 km，南北宽275 km。平均海拔高度在800 m以上，北部和西北部沿山地带高达1 300 m以上。区域范围北抵延安市富县、洛川，东临黄河沿岸，南至渭河，西界甘肃省。行政区划辖宝鸡、咸阳、杨凌、西安、渭南、铜川及延安7地(市)的41个县(区)。该区域地貌以北山为界，北山以北属陕北黄土高原地形，以中低山和黄土塬梁峁为主；北山以南属渭河断陷盆地，具有明显的阶梯状台面，以冲积平原、黄土台塬、洪积平原和微地貌构造等为主，总体可划分为渭北黄土高原和渭北关中盆地。

1.2气象水文地质

区内多年平均降水量583 mm，年降水量在地域分布上有由东南向西北逐渐递增的特点。南部的礼泉县、富平县、韩城市一带塬区降水量为472～597 mm，为全区降水量最少的地区；西部的宝鸡市和北部宜君县等地受山区地形条件影响，降水量为668～889 mm,为全区降水量最大的地区，50%～60%的降水量集中在七、八、九月，且多以暴雨、阵雨、连阴雨等形式出现。由于主要的降水时节与农作物的生长时期不相适应，常出现春旱、夏旱或春夏连旱现象，对农业生产影响极大。同时，该区域地表水资源短缺，地下水是区域社会经济发展的重要供水水源，多年来由于农灌区盲目开采、企事业单位用水集中无序开采等缘故，地下水资源开采量不断增加，导致该地区地下水位持续下降等一系列地质环境问题。

2　渭北旱塬区地下水可开采量及潜力

计算分析

地下水可开采量是指在不造成地下水位持续下降、水质恶化和地面沉降等环境地质问题不良影响的情况下，允许从含水层中取出的水量。平原区可开采量与平原区总补给量有关，一般对研究区水文地质条件进行调查之后，可根据水文地质条件、开采利用程度、开发利用现状等求出开发利用系数，进而得到研究区地下水可开采量。而对于山丘区的计算(不包含泉涌量大于1.0 m3/s的岩溶山区)，地下水主要是基岩裂隙水，其富水性较差，均以多年平均地下水开采量来代表可开采量，以农业开采、农村居民生活及牲畜用水等用水开采量，作为一般山丘区或岩溶山区的多年平均地下水可开采量。将渭北旱塬区分成平原区和山丘区对地下水开采量和开采潜力进行分析计算，最终确定整个渭北旱塬区地下水可开采量，并对未来潜力进行分析。

2.1平原区地下水可开采量及潜力分析

渭北旱塬区浅层地下水可开采量为13.82亿 m3，其中河谷阶地孔隙水、黄土台塬孔隙水、洪积扇孔隙水、塬间洼地孔隙水、黄土塬孔隙裂隙水可开采量依次为6.95亿 m3、3.28亿 m3、1.97亿 m3、0.85亿 m3和0.76亿 m3。经统计计算，“十一五”期间整个渭北旱塬平原区年均实际开采量为12.51亿 m3，占整个区域年均可开采量的90.57%，且部分地区存在超采现象，如咸阳市城区和铜川等地，从而导致整个区域开采量增大，开采程度超过100%，开采潜力为负值，部分严重超采区已无开采潜力，一些零星分散的塬间洼地孔隙水开采程度也超过了100%。从整体上看，渭北旱塬平原区可开采资源量大于实际开采量，尚有1.30亿 m3开采潜力。由于地下水开采强度在空间上分布不均,造成地下水开采潜力不均匀，其中洪积扇地区人口分布稀疏，实际开采模数为6.43万 m3/km2，开采潜力最大，约占整个平原区开采潜力的47%；沿河阶地区域人口分布密集，经济发展速度较快，河谷孔隙水开采程度最高，其实际开采模数为12.98万 m3/km2，开采潜力次于洪积扇；受分布面积和开采条件的限制，塬间洼地孔隙水开采潜力最小，仅为0.05亿 m3，占整个平原区开采潜力的4%。宝鸡峡至咸阳北岸涉及到宝鸡市、杨凌区和咸阳市部分地区，地下水需求量最大，开采潜力最小，仅为0.03亿 m3，咸阳至潼关北岸分布面积最大，实际开采模数为8.10万 m3/km2，开采强度小于宝鸡峡至咸阳北岸，开采潜力最大，为0.99亿 m3(见表1，表2和图1)。

表1　渭北旱塬平原区行政分区地下水可开采量及潜力计算表　km2，万 m3/a，万 m3

表2　渭北旱塬平原区流域分区地下水开采量及潜力计算表　km2，万m3/a，万m3

表3　渭北旱塬各行政区山丘区地下水

图1　渭北旱塬平原区开采潜力百分比

2.2山丘区地下水可开采量及潜力分析

由表3及表4及图2可以看出，渭北旱塬区山丘区地下水可开采量为1.12亿 m3，实际开采量为0.76亿 m3，可开潜力为0.37亿 m3。受到勘探条件、开采技术以及经济发展的限制，山丘区可开采量并不大，位于宝鸡峡至咸阳北岸流域内的宝鸡市境内的陇山结晶岩裂隙水受地形和开采条件限制，一般不计算可开采量，但《陕西省地下水利用规划与保护》显示，位于渭河至宝鸡峡北岸流域内的陇山结晶岩裂隙水尚有一定的开采量，可能与零星分布的基岩裂隙水有关。同时对于北山岩溶水，可按照《陕西省渭北旱塬区机井工程规划报告》对有效计算面积(泉涌量小于1L/s部分岩溶水)及开采模数进行开采量估算，受分布面积限制，其中碎屑岩裂隙水开采潜力最大，为0.197亿 m3，黄土塬孔隙裂隙水开采潜力最小，为0.02亿 m3，石千峰砂泥岩裂隙水存在略微超采现象，超采量为0.016亿 m3，与计算可开采量中未计入隐伏面有关，其余地区开采潜力在0.070～0.132亿 m3不等。从流域上看，每个流域分区内有跨市县的现象，所以部分五级分区实际开采的超采量分配到未超采的区域内，使整个区域未表现出超采现象。

图2　渭北旱塬区山丘区地下水开发利用状况

3　渭北旱塬区地下水开采量及开发潜力评价

根据中国地质调查局《地下水潜力评价技术要求》GWI-D4技术规范，地下水开采潜力区可划分为5个区: (1)有开采潜力、可扩大开采区: P>1.2 ;(2)采补平衡区:1.2≥P≥0.8;(3)轻度超采区:0.8>P≥0.6; (4)中度超采区:0.6>P≥0.4;(5)严重超采区:P<0.4。采用开采潜力指标P对开采潜力进行分析，即有

P=Q可开采/Q实际开采

(1)

式中：Q可开采为地下水可开采量；Q实际开采地下水已开采量。

综合渭北旱塬平原区和山丘区地下水可开采量计算结果，渭北旱塬区总的可开采量为14.94亿 m3，实际开采量为13.27亿 m3，开采潜力为1.67亿 m3，而开采潜力指标P根据式(1)得出为1.12，故渭北旱塬区总体属于采补平衡区。分地貌单元看，渭北旱塬区沿渭河一带河谷阶地区、黄土台塬区以及零星分布的塬间洼地区基本属于采补平衡区，自西向东，河谷阶地区、黄土台塬区开采潜力模数由-1～-3万 m3/km2、-1～0万 m3/km2分别增加至 1～3万 m3/km2、0～1万 m3/km2之间。塬间洼地区基本维持在0～1万 m3/km2之间。渭南一带的黄土孔隙水处在采补平衡范围；在山丘区，宝鸡峡至咸阳北岸分布的黄土孔隙水与北洛河南城里以上相比潜力不足，与过于集中开采地下水有关；对于其它山丘地区，由于开采条件所限，开采量较小，具有一定的开采潜力。洪积扇区以咸阳区域内为中心，开采潜力模数最大，为3～5万 m3/km2之间，向两边递减0～1万 m3/km2，P>1.2，开采潜力相对剩余。

表4　渭北旱塬山丘区流域分区地下水开采量及潜力计算表　km2，万 m3/a，万 m3

4　结语

渭北旱塬作为陕西重要的粮棉基地，针对区域地下水开发利用现状，依据长系列地下水监测等资料，对区域地下水可开采量和开采潜力进行分析计算，确定渭北旱塬区总的可开采量为14.94亿 m3，实际开采量为13.27亿 m3，开采潜力为1.67亿 m3，地下水开采程度属于采补平衡，而区域内的山丘地区，开采程度较小，具有一定开采潜力。研究结果对地下水资源的可持续开发利用和生态环境保护，加强渭北旱塬区地下水资源管理，保证地下水资源可持续利用和支撑区域经济社会可持续发展具有重要现实意义。

[1]陕西省水工程勘察规划研究院. 陕西省地下水资源利用与保护规划[R].2009，10.

[2]陕西省地下水管理监测局.长安大学.“十一五”渭北旱塬地下水动态变化研究[R].2011，08.

[3]陕西省水文水资源勘测局. 陕西省地表水资源调查评价研究[R].1998，12.

[4]陕西省地质环境监测总站. 关中地区主要城市和工业区地下水开采现状及地下水动态研究报告[R].1998，06.

[5]陕西省水工程勘察规划研究院. 陕西省渭北旱塬区机井工程规划报告[R].1999，05.

[6]高正夏. 地下水资源可持续开发理论与实践. 科学出版社.2009.8.

2016-03-14

贺乐荣(1982-)，男，陕西岐山人，工程师，主要从事地下水管理监测工作。

P641.8

B

1004-1184(2016)04-0073-04