甘肃省石羊河流域地下水超采区补水研究——景电工程提质增效

陈登农

（甘肃省水文水资源局，甘肃 兰州 730000）

地下水是重要供水水源和生态环境要素，在保障城乡生活生产供水、支撑经济社会发展、维系良好生态环境等方面具有极其重要的作用。地下水监督管理是践行水利改革发展重要抓手，地下水超采区治理成为地下水监督管理的主要措施之一。甘肃省地下水超采区主要集中在河西走廊区域，水利部将河西走廊地区纳入全国9 个地下水超采区重点治理区域范围。

石羊河流域是河西走廊三大流域中地下水超采最为严重的流域，超采区治理的方法有两种类型，即开源和节流，有效的开源办法就是外流域调水。景电工程从2001 年开始向石羊河流域调水，调水量从0.43 亿m3陆续增加到0.97 亿m3，经过调查和计算研究景电工程还有提质增效的空间，有较大的供水能力为石羊河流域干流、古浪河流域、大靖河流域的下游平原区的地下水超采区内有效补水。

1 资料与方法

1.1 区域概况

石羊河流域地下水主要由上游的八条河流出山的基流和径流补给，在没有人类开发利用以前，河流出山后地表水和地下水互相转换流向下游，最终在民勤县境内形成面积约四千平方千米的休屠泽，就是现在的青土湖，在民勤县境内形成几百万亩的湖积平原区，土壤肥沃，非常适宜农业种植。

干燥的气候和夏季的高温造成石羊河流域的蒸发量极大，蒸发也是石羊河流域中水的主要排泄方式，人类未开发利用以前，通过形成大面积的湖面来加蒸发量。人类开始引水灌溉后，河道里的水被引到田间地头，用于农业灌溉，通过地表蒸发和植物蒸腾作用蒸发耗散，流到下游的水量逐渐减少，青土湖逐渐萎缩，于20 世纪50 年代完全干涸，形成长达13km 的风沙线，成为民勤绿洲北部最大的风沙口，巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠有联合的可能。进入21 世纪，生态环境逐渐受到重视，石羊河流域重点治理规划被提出并实施，2010 年，干涸半个世纪的青土湖重新形成了3km2的水面，最主要的水来自于景电工程向民勤干渠调水，景电工程调水分布图如图1 所示。

图1 景电工程调水分布图

1.2 资料收集

本次研究主要收集到黄河流域兰州水文站和安宁渡水文站近几年的月年径流量，兰州水文站监测断面是黄河甘肃境内的控制性断面，安宁渡水文站是距离景电工程取水口最近的黄河干流水文监测断面，这两个站的水文资料能够很好的代表黄河的甘肃段的过水量。

收集汇总了景电工程从2006 年开始向石羊河流域调水以来的年度调水量，以及2018 年和2019年的月度调水量，用以分析景电工程向民勤县蔡旗断面的调水能力。

1.3 提出背景

景电工程的引水量指标由“八七分水方案”分配，“八七分水方案”中明确指出只适用于南水北调工程受益前，现在南水北调东线及中线已经基本完成，沿线省份从2014 年已开始受益，调水量稳定增加，供水量屡创历史新高，说明南水北调工程已能够为黄河下游地区稳定供水，“八七分水方案”已不再适用于黄河干流分水。

近年来黄河中上游能源建设由于水资源短缺无法正常发展，因此非常需要将黄河水留在上中游助力当地经济发展。

2017 年，水利部、原国土资源部联合印发《全国地下水利用与保护规划》，明确了全国地下水超采区治理的目标、任务与措施，开展地下水超采区治理是保护生态环境、实现可持续发展的迫切需要。

2 供水能力分析

2.1 安宁渡断面径流量时段分析

黄河的汛期是4～10 月，每年4 月春汛和上游水库调蓄，安宁渡水文站的过水量逐渐增加，至10月主汛期是6～9 月，期间有洪水过境，水量充沛，可供景电工程开启最大提水能力取水。

安宁渡水文站2018 年和2019 年均为丰水年，最小月平均径流量460m3/s，最大月平均径流量3280 m3/s，安宁渡水文站2018 年和2019 年月平均径流量分布图如图2 所示。

图2 安宁渡水文站2018 年和2019 年月均径流量

根据图2 可以看出2018 年安宁渡水文站月径流量大于1200m3/s 的时间段是4 月中旬至10 月下旬，约200d，大于1500m3/s 的时间段为6 月初至10月中旬，约135d；2019 年安宁渡水文站月径流量大于1200m3/s 的时间段为3 月下旬至11 月上旬，约225d，大于1500m3/s 时间段为4 月中旬到10 月下旬，约190d。

2.2 景电工程提水能力分析

景电工程从2006 年开始向民勤县蔡旗断面调水，起初，年调水量四千多万立方米，到2016 年达到历年最大的9988 万m3，景电工程二期历年向民勤断面调水量见表1，分布情况如图3 所示。

图3 景电工程二期向民勤断面调水分布图

表1 景电工程二期向蔡旗断面历年调水量 单位：万m3

景电工程各旬调水量并不统一，并没有充分发挥出景电工程的调水能力。景电工程向蔡旗断面典型时段调水量见表2，可见，在黄河水量充沛的时段也会出现调水量为0 的旬，调水时段分配不尽合理。

表2 景电工程向蔡旗断面典型时段调水量 单位：万m3

景电工程最大调水能力达到旬调水量660.1 万m3，即：调水最大流量可以达到7.64m3/s，若没有取水指标限制，景电工程向蔡旗断面的供水能力为66 万m3/d。

2.3 年供水能力

2.3.1 1200m3/s 为来水量充裕控制线分析

当安宁渡断面来水量小于1200 m3/s 时，景电工程按照现状供水量供水，当安宁渡水文站断面过水量大于1200m3/s 时，景电工程用最大提水能力7.64m3/s 供水，则2018 年可多供水万7201m3，2019年可多供水9010 万m3，具体情况见表3。供水量小于黄河实际过水量的0.64%，不会对下游造成实质性损害。

表3 按1200m3/s 每秒控制调水情况表 单位：万m3

2.3.2 1500m3/s 为来水量充裕控制线分析

当安宁渡断面来水量大于1500m3/s 时，景电工程按照现状供水量供水，当安宁渡水文站断面过水量大于1500m3/s 时，景电工程用最大提水能力7.64m3/s 供水，则2018 年可多供水5080 万m3，2019年可多供水8371 万m3，具体情况见表4。供水量小于黄河实际过水量的0.51%，不会对下游造成实质性损害。

表4 按1500m3/s 每秒控制调水情况表 单位：万m3

3 结论

通过上述的分析计算，得出甘肃景电二期工程向石羊河流域调水有较大的提质增效空间，在满足现有调水量的基础上，可以按照黄河的实际来水量调水，当黄河安宁渡水文站断面流量大于1200m3/s时，景电工程满负荷运行，不占用取水指标，向石羊河流域调水，每年可多调7000 万m3至9000 万m3水；当黄河安宁渡水文站断面流量大于1500m3/s时，景电工程满负荷运行，不占用取水指标，向石羊河流域调水，每年可多调5000 万m3至8000 万m3水，在大靖河流域、古浪河流域和红水河流域开口流入天然河道，通过河道补给地下水，或者在地下水超采区内设置超采区补水井，将水补到地下，有效增加这三个区域的地下水水库蓄水。

石羊河流域地下水水库蓄水量增加，地下水埋深变小是超采区治理有了初步效果的体现，直到大部分绿洲区的地下水埋深小于7m，绿洲区的天然植被不需要灌溉，能够正常生长，超采区的治理才算圆满完成任务。