张掖市甘州区地下水变化特征分析

蔡树香，蔡文元

(1.甘肃省张掖水文站，甘肃 张掖 734000；2.甘肃省武威水文站，甘肃 武威 733000)

甘州区隶属张掖市，地处河西走廊中段，黑河流域东段，南依祁连山与肃南裕固族自治县相邻，北靠龙首山，与内蒙古自治区阿拉善右旗接壤，东连山丹、民乐、西接临泽县，总面积约4 240 km2。呈南、北高，中间低的走廊盆地地形，南部祁连山区发育我国第二大内陆河黑河，主要人类活动集聚区位于走廊盆地内，盆地南北宽约31～48 km，海拔高程一般在1 400 m以上。高峻的山脉、狭长走廊平原是本区主要的地貌，作为丝路古城，甘州区境内外交通有铁路、高速公路、国道、省道、县乡公路纵横交织，连接成网，形成以兰新铁路、兰新高铁、以市区为中心的乡村公路四通八达，基本实现“村村通”油路或混凝土面覆盖，交通条件十分便利。

1 甘州区地下水监测站网概况

张掖市甘州区地下水监测井网自1980年开始观测， 由于原规划监测井部分遭到人为破坏或干枯，为保持地下水资料的连续性，水文部门选用了部分民用井，补充监测井，现存监测井63眼，其中甘州区30眼、临泽县15眼、高台县18眼。地下水动态监测井分布见图1。

图1 地下水监测井位分布图

2 地下水监测资料收集状况

地下水监测资料主要有：张掖盆地(甘州区、临泽、高台)逐日或5日地下水水位、埋深观测，部分代表性井位的水温、水质资料监测。甘肃省张掖水文站负责的甘州区地下水监测井有专业技术人员观测，收集了1980-2014年系列观测资料，资料科学可靠；临泽县、高台县是由本县水务局负责监测，收集了从1984-2014年的系列观测资料。临泽、高台现有地下水监测井大多是民用井，受灌溉影响较大。2001年水文部门研究开发了应用软件，对地下水资料进行电算整编，进一步提高了资料整编质量。

3 甘州区地下水变化特征

3.1 地下水位动态变化

甘州区属于黑河中游盆地的灌溉面积最大的区，其区域内的地下水位变化动态特征、趋势与黑河中游盆地密切相关。受全球气候的变迁及黑河中游地区水资源开发利用形式及用水量持续变化的影响，黑河流域中下游盆地地下水的变化过程主要分三个阶段：1981-1995年地下水动态变化相对稳定；1996-2001年9月地下水水位一直为下降趋势；2001年9月以后黑河河岸湿地的地下水位由下降逆转为上升趋势，这主要是由于黑河调水使下游的地下水补给量增加所致，但东南区域洪积扇过渡带地下水持续下降。甘州区地下水埋藏条件复杂，不同区域地下水的补给、排泄方式不同，甘州区的地势特征自东南向西北倾斜，由南至北，从洪积扇过渡为细土平原带。黑河及其支流贯穿全境。地下水自南东向西北运动，水位埋深自南向北渐浅，湿地周边地下水埋深大部分在1m以内。城区周边及乌江有大量泉水溢出，乌江有泉水灌区。甘州城北郊自古即有“甘州城北水云乡”之称，自城区至北郊湖泊遍布，百泉喷涌，形成了3万多亩伴城而生的湿地系统。甘州区地下水的变化趋势主要受社会经济发展及人类活动的影响较大，基于长系列地下水监测资料，从地理位置分区分析地下水的演变情况可知：甘州区东南片大部分井(图2)和东片(图3、图4)地下水总体呈现持续下降趋势。南片(图5)、西片盆地(图6)、东北片大部分地区(图7)、湿地周边区域地下水由停止下降逆转为上升趋势(图8)。黑河分水、黑河梯级电站的调度运行改变了黑河沿岸地下水固有的天然动态变化过程。

图2 东南区域历年地下水位变化过程线图

图3 东片区域历年地下水位变化过程线图

图4 东片张掖农场历年地下水位变化过程线图

图5 南片区域历年地下水位变化过程线图

图6 西片区域历年地下水位变化过程线图

图7 东北片区域历年地下水位变化过程线图

图8 湿地周边历年地下水位变化过程线图

3.2 地下水变化影响因素

甘州区地下水的变化趋势主要受社会经济发展及人类活动的影响较大。1981-1995年期间甘州区地下水位变化相对比较稳定，1996-2001年期间地下水位变化主要是下降趋势，而在2001年后，黑河中下游河道径流的增加导致张掖市的大部分地下水监测井水位呈上升趋势，位于312国道黑河大桥左岸5 km远的下崖子站，年际变化趋势最为明显见图9；反映甘州区年内变化：汛期来水较大，水位上升，非汛期来水量较小，水位下降，年内变化影响显著的代表井南华见图10。调水对黑河中下游地下水水位影响也较大，远离黑河河道的以井灌为主的井渠混灌区水位一直呈下降趋势，如甘州区的石岗墩、临泽的大寨、高台的永胜。集中调水期多在7-11月，集中调水期后水位开始上升，枯水期基本不调水，水位下降。降水对地下水的年内变化影响也较大，11月至次年5月降水量较小，水位下降，6-9月降水量较大，水位上升。

图9 下崖子历年地下水位变化过程线图

图10 南华地下水年内变化过程线

4 地下水超采区分布

甘州区的地下水超采区是甘肃省水文站按2001-2010年十年的资料，结合有关规范和要求所划定，根据有关规范和要求进行划定。主要分布在山丹、高台、甘州县区境内，主要有山丹清泉、东乐，民乐六坝、北滩，甘州石岗墩、甘俊，高台骆驼城、南华，肃南明花等。

5 地下水保护与科学利用建议

随着黑河中游地区工农业生产的快速发展和人民生活水平的提高，水资源的需求量增加，水资源的供需矛盾将更加突出，中游地区对水资源的合理高效利用已成为当务之急，对此，提出建议如下：

(1)切实加强水资源统一管理，履行水法赋予的职责，有效地调用和管理水资源，确保区域内各行各业用水需求，加强水资源的可持续利用，保障区域内社会经济的健康发展和生态环境的持续改善。

(2)加大节水型社会建设，充分发挥政府的宏观调控指导作用，调整农业结构，发展壮大低耗水作物种植面积，逐步推广节水灌溉措施，使传统灌溉模式由地面灌溉转变为作物灌溉，进一步提高水资源利用率。

(3)合理布设地下水开采井点，控制地下水位下降和地下水超采，使地下水的开采利用有序进行。

(4)加大水资源知识普及力度，使人们普遍能够意识到我国水资源本身并不丰富，特别是远离海洋的西北干旱地区，再加上污染、浪费，致使水资源更加紧缺。因此，爱惜水源，节约用水的意识应时刻贯穿于人们在各行各业水资源的取用当中。

6 结语

(1)受全球气候的变迁及黑河中游地区水资源开发利用形式及用水量持续变化的影响，黑河流域中下游盆地地下水位的变化过程主要分三个阶段，1981-1995年地下水动态变化相对稳定，1996年开始到2001年9月以前水位一直为下降趋势，2001年9月黑河河岸湿地区域呈现停止下降逆转为上升趋势。东南区域洪积扇过渡带地下水持续的下降。

(2)由于地下水的过度开采，黑河中游地区已形成甘州石岗墩、临泽平川、高台骆驼城三个较为严重的超采区。高台骆驼城超采区中央形成了半开放漏斗，致使20世纪70年代建成的多个开采井基本报废。地下水的过度开采，还会形成地下水向下游的径流方向出现逆转，形成倒流，这必然对下游地下水浅埋区的水环境造成十分严重的不良影响，使地下水失去开采利用价值，导致水源地废弃，供水矛盾加剧。