浅析阿拉善左旗查哈尔滩井灌区地下水开采与利用的平衡

浅析阿拉善左旗查哈尔滩井灌区地下水开采与利用的平衡

朱家涛1秦永红1袁奋兰2杨树标1

1.阿拉善乌海水文水资源分中心 内蒙古阿拉善 750306

2.孪井滩黄河高扬程灌溉事业发展中心内蒙古阿拉善孪井滩750312

摘要：地下水资源是阿拉善左旗生产、生活的重要供水水源，是关系经济社会长远发展的重要战略资源，是维系区域生态环境的控制要素，在保证城镇居民饮水安全、支撑经济社会平稳发展和维系生态环境良性循环等方面发挥重要作用。但是随着经济快速增长，用水量逐年增大，导致地下水资源的过量开采，局部不同程度地出现了下水超采、地下水位下降的现象。通过采取多种措施，地下水超采状况得到了遏制、并达到采补平衡。

关键词：水资源；开采利用；平衡分析

1基本概况

阿拉善左旗查哈尔滩井灌小型孔隙浅层地下水开采区（以下简称“查哈尔滩开采区”），位于阿拉善左旗政府所在地巴彦浩特镇东北方向85km处，隶属于吉兰泰镇，南北呈带状，东西宽约5.3km，南北长约16.9km，开采区面积68.92km2。开采区属典型干旱区，干旱少雨，风大沙多，冬寒夏热，昼夜温差大，降水量少而集中，蒸发强烈。阿拉善左旗属于温带大陆性季风气候，日照充足，昼夜温差大，雨水集中，雨热同期，历年平均日照时数为3202小时，无霜期100~145天，历年平均气温9.22℃；年温差较大，一月份最低，七月份气温最高。多年平均降水量225.88mm，最大年降水量330.1mm（2003年），最小年降水量126.2mm（2005年）。全年降水量多集中在6~9月份，占全年降水量70%以上。多年平均蒸发量1557.8m最大年蒸发量2317.3mm（2000年），最小年蒸发量1354.7mm（2007年）。

2区域水文地质

查哈尔滩开采区位于贺兰山西麓洪积扇前缘，是贺兰山西侧第四纪断陷盆地—查哈尔盆地的一部分，绿洲东部和南部均为延伸百里的贺兰山倾斜平原，其上分布有零星的固定沙丘；西部与第三纪红层台地淖尔套台地相连；北部地面坡度渐渐变缓，并一直延伸到洪积扇地下径流的天然排泄区吉兰泰盐湖。区域水文地质单元主要有贺兰山水文地质单元、山前台地和山前倾斜洪积平原水文地质单元、腾格里沙漠水文地质单元。不同的水文地质单元的形成条件及分布规律受区域地貌、地质构造和水文气象等多重因素的影响控制，其中地质构造是决定不同区域水文地质单元地下水不同特征的重要因素。

3水资源开发利用现状

查哈尔滩灌区的供水水源为地下水，主要的地下水水源工程是机电井工程。查哈尔滩灌区共有209眼机电井，2017年机电井工程供水量为 2275.65万m3。根据 2017年对吉兰泰镇井灌区水资源调查，该地区2017年总用水量为2295.98 万m3。其中，生活用水量 9.8万m3，占总用水量的0.43%，畜牧用水量10.53 万 m3，占总用水量的0.46%，农业用水量2275.65万m3，占总用水量的99.11%。开采区内农田灌溉用水主要靠地下水，而且地下水开采量较大。

4地下水资源量

基于区域水文地质条件和多年动态分析，具有区域性意义的主要补给因素是降水垂直入渗、地表径流的垂向补给、凝结水和灌溉水的回归补给。贺兰山海拔高，山区气候变化显著，降雨充沛，山前地区基岩裂隙发育，岩石破碎，地下水极易沿裂隙下渗，形成裂隙水和裂隙溶洞水，径流和交替循环强烈。雨水除了消耗于蒸发、植被吸收及地表径流，均入渗于地下，用于补给地下水。发育于山前洪积扇顶部的岩石颗粒粗大、松散，从而形成良好的渗透性，山区地表径流和地下径流流经此区域时极易下渗补给地下水。暴雨季节形成的洪水对地下水进行入渗补给。沙漠绿洲地下水的潜埋地带，水的垂向交替较快，加上昼夜温差较大，凝结水对于补给地下水的作用不容忽视。区域地下水的主要排泄方式为人工开采、蒸发，在近湖泊等地段向地表水体进行排泄。

4.1地下水排泄量

地下水排泄主要包括侧向排泄和地下水人工开采两种，总排泄量为2398.35102.37万m3/a，其中侧向排泄量为102.37万m3/a，人工开采地下水资源量2295.98万m3(包括机电井取水的农业用水以及自管井的生活与牲畜用水)。

4.2地下水补给量

查哈尔滩绿洲地下水的补给主要来自贺兰山区地下水径流补给，其次为洪流渗漏补给、降水入渗补给和灌溉回流补给。经计算，查哈尔滩灌区地下水总补给量2061.74万m3/a，山丘降水产生的向罐区的侧向补给量为1429.79万m3/a，山前平原降水产生的向罐区的补给量为448.27万m3/a，灌溉回归量为83.68万m3

/a。其计算量分别为山前侧向补给量1878.06万m3/a,灌溉回归量200.09万m3/a。

4.3地下水资源均衡分析

4.3.1灌区蓄变量

采用查哈尔滩灌区共 208 个监测井的水位变化用于计算灌区蓄变量为309.77万m3/a，水位降深取现状年监测井水位五日数据计算值。详见表1

。

计算公式为：W=μ.F.ΔH 

式中: W   为地下水蓄变量(万ｍ³）   μ  为给水度

  F   为评价区面积（km²）    ΔH  为水位下降值（m）

表1    2017-2018 年灌区现状开采条件下蓄变量计算成果汇总表

4.3.1灌区地下水均衡分析

灌区地下水的总补给量与总排泄量之差即是储蓄量的变化量,即蓄变量计算公式如下：

Q总补-Q总排 -W = X

         X/Q总补×100%=δ

式中：Q总补为地下水总补给量（万m3/a）   Q总排为地下水总排泄量（万m3/a）

X 为绝对均衡差（万m3/a）        δ为相对均衡差（%）

表2               灌区地下水均衡计算成果表

由表2可见，相对均衡差为-1.30%，均衡计算结果可信度较高，同时，灌区蓄变量为负值，说明地下水处于负平衡状态，显现出地下水位仍处于下降势态。

5地下水超采治理及管控措施

阿左旗气候干旱少雨，人口密度小，水资源缺乏，各行业用水主要依靠地下水资源。区域农业用水占比较大，农灌水占地下水总开采量的60%以上。地区工业不发达，工业需水量少。根据《阿拉善左旗2014~2019年水资源公报》对阿左旗区域地下水开发利用情况进行统计。2015~2019年，阿左旗总用水量呈减少趋势。随着地下水治理工作的推进和全旗节水工作的落实，阿左旗用水大户—农业灌溉用水量减少，占比由2014年的85.20%降至2019年的63.89%此外，阿左旗对工业用水量进行管控，工业用水量减少。

5.1地下水治理目标

根据《双控方案》，开采区面积为68.92km2，地下水可开采量为702.98万m3。2014年实际开采量2108.15万m3，达到平衡时压采量1405.17万m3，年均开采系数3.00。根据内蒙古自治区水利厅印发的《双控制方案》和《双控方案（修编版）》报告，确定查哈尔滩开采区治理目标如下：2020年开采区压采水量1405.17万m3，水位控制井牧草场1号井和A17水位要求控制在允许最低水位之上，即水位分别控制在1095.79m和1125.87m以上。

5.2地下水治理成效

查哈尔滩开采区主要通过采取行政管理、机电井管控、农业节水等多方面措施进行开采治理。开采区内地下水水量和水位控制均达到《双控方案》和《双控方案（修编版）》的要求，开采区地下水水位得到控制，开采区治理有成效。截止2019年，开采区封闭机电井1眼，高效节水灌溉2.41万亩，调整种植结构0.72万亩，压减灌溉面积0.37万亩。高效节水措施压采水量1150.05万m3，调整结构措施压采水量25.20万m3，压减灌溉面积压采水量251.27万m3，2019年压采量1426.52万m3。治理措施落实到位，水量控制已经达到《双控方案》中的要求。牧草场1号井水位一直在在允许最低水位1095.79m以上，A17区控井水位一直在在允许最低水位1125.87m以上。计算井地下水水位达到《双控方案（修编版）》中水位控制要求，截止2019年年底，开采区内所有监测井整体上呈上升趋势。

5.3地下水管控措施

（1）进一步加强水利设施的维修和管护，综合考虑含水层蓄水能力、季节性变化、节水设施等因素来评估未来的地下水压采潜力。

（2）基于水资源承载力评估耕地休耕的潜力和规模，在现阶段粮食相对充裕的背景下，建议进一步扩大休耕规模，完善补偿机制和加大财政投入力度。

（3）应当改变农户对减少灌溉的减产预期，引导农户科学、适量灌溉，调整种植结构，加强灌溉、种植技术指导和服务。

（4）进一步加强地下水水位、水质、开采量、灌溉定额等监测监管工作，须按照本报告提出的地下水允许开采量，严格控制罐区地下水的年开采量，并依据多年调节地下水位动态观测结果，对本报告地下水资源评价结果进行验证，必要时或按照相关规定对罐区地下水