泾惠渠灌区九支渠地面沉陷的影响及建议

杨三虎

（陕西省泾惠渠管理局张卜管理站 陕西 三原 713800）

1 泾惠渠九支渠基本情况

泾惠渠九支渠长度24.28km，分支渠一条，长度6.58km。全站共设5个管理段，共有斗渠57条，现存斗渠39条，总长58.2km，有分引渠209条，总长92.9km，主要承担着高陵县崇皇乡、榆楚乡、张卜乡，临潼区北田镇、任留乡、雨金乡的6个乡镇，24个行政村，172个生产组的7.4万亩农田灌溉任务。自2000年以来，以张卜塬区为主，西起崇皇乡船张村，东至张卜乡嘴头村，由于过量开采地下水，致使塬区大面积出现不同程度，不同形式的沉陷，导致支渠及渠系建筑物的严重毁坏，九支渠的输水能力下降，部分农田无法灌溉，严重影响农业生产，制约当地经济发展，已经严重影响了灌区效益的正常发挥。

2 九支渠现状纵断面与设计纵断面测量比较

2011年8月对九支渠进行了全渠线比较测量。使用型号为AL-32X自动整平水准仪、编号19230，仪器已经校正；支水准路线往返测量校正、符合水准路线测量（参照依据为1985年国家高程基准）。观测成果表明：所有观测值误差均小于允许误差、成果符合要求，测量成果真实有效。

测量成果表明支渠沉陷较大处有12处，最大的沉陷深度达1.333m，表现为波浪状，其沉降表现形式为长距离的地裂缝和大面积地面沉降漏斗。地裂缝把沉降区分割成同走向的条块体，沉降区总体形态呈椭圆形，所形成的各个沉降漏斗水平扩展多限于两条裂缝之间，形成一系列呈狭长的椭圆沉降槽，其长轴方向与地缝走向基本一致。地面沉降的强度表现在累计沉降量与沉降速度上，通过往年测量资料，累积沉降量平均超过700mm，局部地区沉降超过了1200mm。沉降特点主要表现为波浪状，大田沉陷多数地块呈马槽形，有的田块畦中出现地狭，畦首畦尾比降逆变，导致无法正常灌溉。斗渠沉陷百余处，田间地面沉陷更是随处可见，这不仅威胁渠道的行水安全，而且影响引水灌溉工作，影响灌溉面积近3.1万亩。此外，还表现为大面积沉陷，沉陷形状为不规则漏斗状，支渠纵断面成为波浪式曲线，支渠输水能力严重不足。

3 九支渠沉陷原因的初步分析

张卜塬区的地面沉降与地裂缝的活动关系极为密切，客观上已构成灾链效应。地面沉降的直接作用使得一些渠系建筑物严重破坏，地面不均匀沉降导致地面高差变化幅度大，影响了灌区灌溉。渠系建筑物破坏、干支渠的沉降导致渠道比降变化，输水能力减小，渠道淤积严重。量水堰的不准对测水，量水工作造成了很大的困难。另外，地下水作用下产生的黄土体滑动，更导致一些支、斗渠毁灭性破坏；大田的沉降则直接影响了群众浇地。多数地块呈现马槽形，灌水定额过大，有的地块定额达600 m3/亩～700m3/亩，有的地方地畦中出现裂缝，畦首与畦尾比降发生逆变化，对当地居民住房、农田也造成严重危害，影响了正常的生产、生活，导致无法再原有的方式灌溉，只有靠再集资，另打井，另修渠抽取地下水来进行田间灌溉。这样一来，势必造成恶性循环，加大了农民负担。

张卜管理站辖区从20世纪50、60年代开始发展机井，主要为30m～40m浅井，70、80年代发展较快，从2000年前后开始，因地下水位下降，大量发展80m、100m以上的中深井，机井数量剧增。到2009年末，农灌机井已发展到775眼，控制灌溉面积31886亩，年抽取地下水量达到1364万m3。从1986年开始，西安市阎良区“172抽水工程”沿渭河左岸从张卜贾蔡村至夹滩布置25眼300m左右深井，大量抽取地下水供阎良生活用水，抽水流量在0.4m3/s～0.6m3/s。根据抽水能力计算，年抽水量在1600万m3左右。由于农业灌溉机井及“172抽水工程”大量取用地下水，引发了张卜区域地下水位急剧下降。

地下水诱发危害涉及的问题是多方面的，张卜塬区的沉陷原因主要是农灌机井数量的迅速增加和无序的地下水过量开采导致“包气带水、潜水、承压水”三水失衡。造成地面沉降的另一个原因是区域构造沉降，及土层岩性和厚度，土体的力学性质，水理性质等。长期以来，渭河北岸断裂进行着北升南降的活动，这对塬区沉降也有一定影响，而对地块突降则主要为塬区古墓群造成，加之塬区多为砖厂生产基地，土体力学结构发生改变，间接威胁渠道安全。

（1）在过量开采承压水的情况下，不仅是含水砂层被挤压，排除含水层的部分水量而产生压密，减少孔隙度；同时，承压水位的大幅度下降，也使砂层和粘性土层原有的水力平衡被破坏，粘性土层中的孔隙水压力逐渐降低。随着孔隙水的排出，一部分原来由孔隙水承担的上覆载荷转移到粘土颗粒的骨架上，粘土骨架承压的有效应力增加，使土层原有的结构被破坏，并重新组合排列造成土层压密。这种粘性土层的释水压密特征与含水砂层的释水压密特征不同，是不可逆变形，它是产生地面沉降的最主要原因。

（2）高陵县、临潼区工业迅猛发展，发展速度惊人，已初步形成高陵县以南为开发区，发展工业；高陵县以北产业结构调整，以种植大棚蔬菜、土地流转初步形成规模。临潼区北田镇新建渭北中心城市发展工业园区，灌区工、农业发展规模和对水资源的需求超过了水资源的承受能力，工业需水量急剧增加，使得生活生产用水量急剧增加，过量开采地下水，造成地下水失衡。

（3）自从上世纪80年代农村实行联产承包制以来，由于体制机制的弊端，当地水行政主管部门主要负责地下水的开采、井位布局以及机井审批。机井的权属归集体所有，大多实行个人承包管理模式，高陵、临潼的群众为了自身利益，大量建设机井，村组机井配套相对较好。2009年，农业用电从0.37元每度降到0.21元每度，使得渠井竞争激烈，尤其是支渠下游三四段处在浅水层井群的一些村组，已多年不用渠水。

（4）高陵县以种植大棚蔬菜、果树较多，临潼区北田镇、雨金乡以种植红薯为主的经济作物面积逐年增加，九支渠三四段红薯面积已占设施灌溉面积的50%以上。由于地下水污染少，方便开采，病菌少，快捷方便适时开关等优势，加之机井灵活方便，白开昼关，迎合群众要求，使一些地方长期弃渠水用井水。地下水过量开采，不仅导致渠灌面积的大幅度减少，而且渠水不能及时补充地下水源，造成灌区地下水采补比例严重失调。田间工程不能发挥应有的效益，供水生产不断下滑，九支渠三四段全部用机井进行适时灌溉，从而加速地下水的开采利用，这样不仅导致渠灌面积大幅度减少，而且渠水不能及时补充地下水源，导致地下水采补比例严重失衡。

4 灌区沉陷治理建议

根据1986年～2009年调查地下水动态监测资料，地下水位均呈下降趋势，1986年张卜辖区地下水埋深13.2m，2010年张卜辖区地下水埋深34m，下降了20.8m，局部地下水最大埋深达到50m。而且，这种下降趋势目前还没有得到控制，为实现地下水采补平衡。加快推进地下水超采治理。建议采取以下措施进行应对：

（1）采取多种手段，加大宣传教育力度，提高全社会对地下水合理开发利用和保护。不断完善农村集中供水体系建设，改善机井布置，纠正盲目打井，增加客水灌溉，控制承压水采量是缓减塬区地面沉降最有效的对策。制定切实可行的地下水资源采补平衡方案，在九支渠建立统一的水资源的管理机构，统管地下水、地表水，遏制超采地下水的势头。严格地下水开采审批程序，促进水资源的统一管理，统一调配。

（2）按照落实最严格水资源管理制度的要求，建立地下水取用水总量控制指标体系，全面实行地下水取用水总量控制和水位控制。坚决限制新打机井数量，透明审批程序，禁止“172抽水工程”超标抽取地下水，确定合理的取用标准，禁止超标取用。对张卜塬区现有的机井实行统一管理，杜绝地下水资源进一步恶化的趋势。

（3）建设地下水监测体系，完善地下水动态监测站网建设，完善辖区地下水监测网，开展地下水回补方案及措施的研究，为合理开发利用地下水提供技术支持。泾惠渠已从今年年初对九支渠建立了沉降、裂缝监测体系，对裂缝实施有效监控，2011年恢复了地下水动态监测体系，准确及时反映灌区地下水资源真实情况，以便掌握本地区地下水位动态变化的第一手资料，为科学决策提供可靠的资料支撑。

（4）积极采取地表水回灌措施，促进地表水和地下水的转化与良性运行。通过行政手段严格控制地下水开采，关闭超采机井，限制大量开采地下水。高陵县、临潼区建设项目施工和生产需要取用地下水的，应严格进行水资源论证；同时在水利厅的统一协调下，泾惠局和当地政府通过联动机制，大量使用泾惠渠水灌溉，在非灌溉季节进行渠水回灌，实现地下水采补平衡。同时，核定并公布地下水禁采和限采范围，在地下水超采区，禁止农业、工业建设项目和服务业新增取用地下水，并逐步削减超采量。

（5）加强地下水管理工作，建立地下水开发、监管和取水工程建设市场准入制度，强化地下水管理体系。九支渠地面沉降灾害严重地区，建立区域地面沉降防治联动机制，整合资源，协同当地政府部门如国土资源局、水利局推进地面沉降防治工作。不仅要设立地质灾害警示牌，密切关注沉陷，更应实行地表水与地下水、渠水与井水双管理，进行水资源的统管调配。

（6）采取工程措施对九支渠进行加固处理，确保九支渠的过流能力，恢复失灌面积，增加渠水对灌区作物的受水能力，减少对地下水的依赖。省水利厅和当地政府协调泾惠局采取费用补偿等形式充分利用客水对地下水的补充力度进行回灌，恢复地下水位。

（7）对于目前沉陷较严重的地区，采取技术成熟的打压回灌技术直接进行地下水回灌，控制沉陷的发展，确保地下水的采补平衡。

5 结语

治理与防止沉陷、改善农田基础设施是广大群众关注的大事，要想彻底解决灌区因超采地下水引起的沉陷，必须依靠地方政府的支持和配合。就九支渠而言，统筹城镇供水，改善机井布置，纠正盲目打井，增加客水灌溉，控制承压水采量是缓减塬区地面沉降最有效的对策。治理与防止沉降直接关系农民的切身利益，需得到多方面的支持与配合，以便在开发地下水资源中更好的趋利弊害，使有限的地下水资源更好地造福与塬区人民。陕西水利