甘肃省城市地下水资源衰减与短缺现状分析

周 斌

(甘肃省地质环境监测院，甘肃 兰州730050)

甘肃省地域狭长，除陇南部分谷地和疏勒河下游谷地地势较低外，大部海拔都在一千米以上，属山地型高原。城市主要坐落于河西走廊平原区、陇中黄土高原区、陇南中山区和甘南高原区。甘肃省境内河流分为内陆河(包括石羊河、黑河与疏勒河)、黄河、长江三大流域，主要城市则多依江河分布，其中黄河干流有兰州市，渭河干流有天水市，河西内陆河有六座城市。只有庆阳市建于董志塬。

甘肃复杂的自然条件及地域差异造成境内城市生态环境脆弱，城市的生存与水资源的分布密切相关。甘肃省河西分布的城市多以绿洲为依托，由于水资源分布有限，存在着城市与农村、人类经济与生态用水等普遍的用水矛盾，造成地下水资源衰减等环境地质问题。陇东的庆阳市可直接利用地下水资源极为有限，但随着城市发展以及石油资源的开发利用，对地下水超量开采诱发了水资源衰减以及污染等严重的环境地质问题。

地下水资源衰减与短缺在甘肃省部分城市表现的非常突出，主要表现形式为地下水水位持续下降以及泉水消失或溢出量减少。

1 地下水位持续下降

地下水位持续下降主要分布在天水、庆阳、定西、敦煌、武威以及兰州市[1][2]。城市地区地下水普遍超采，是造成地下水位持续下降的主要原因(各地地下水位下降幅度见表1)。下面对各城市地下水位下降情况分别评述。

表1 甘肃省主要城市地下水位下降幅度一览表[1]

1.1 天水市

天水市目前存在的由于地下水资源衰减引起的主要表现形式为地下水位持续下降，水质恶化及名泉消失等。

由开采地下水引起的水位持续下降区主要分布于西十里水源地、坚家河—高家湾—赵崖—分路口—慕滩—潘集寨一带及麦积区社棠铁路以北。其中西十里水源地西三十里甸子沿藉河南岸—西十里铺一带水位年下降速率为1.13～2.92m，约40%的开采井不同程度地存在“吊泵”现象，单井涌水量达不到设计出水能力，已经形成了降落漏斗，而且漏斗范围仍在缓慢扩大，漏斗中心最大水位降深达23.68m，动水位已降至第四系底板以下几米到十几米，漏斗分布范围西起董家磨，东至西团庄且跨越藉河，南北分别接近山边，漏斗面积达10.7 km2(图1);坚家河—高家湾—赵家崖—分路口—慕滩—潘集寨一线，水位年下降速率为1.27～3.65m，造成部分开采井报废、马跑泉消失、官泉水位下降等环境地质问题。

图1 天水市三十里甸子—银坑水源地地下水降落漏斗图[1]

1.2 庆阳市

庆阳市城市规划区域位于董志塬区，其中赋存有较为丰富的黄土潜水。黄土潜水是董志塬区城市供水的主要水源。随着塬区的经济社会的发展，对黄土潜水资源的需求量及开采量也在逐年增加。由于大气降水的入渗补给是黄土潜水的唯一补给来源，因此补给量相对有限。开采量的逐年增加，其结果是黄土潜水的水位逐年持续下降，出现黄土潜水资源枯竭的问题。自1988年董志塬地下水动态监测资料显示，城市规划区水位持续下降，其中十里湾水源地集中开采区的水位下降幅度达31～42m，下降速度平均达2.15m/a;规划区南部水位下降的幅度在3～4m，平均下降0.20m/a;城区水位下降的幅度在12～14m，平均下降0.76m/a;规划区北部水位下降的幅度在3～4m，平均下降0.20m/a;城区北部水位下降的幅度在1～2m，平均下降0.09m/a;规划区西部水位下降的幅度0.24m，平均下降0.01m/a;规划区东部水位下降的幅度7m，平均下降0.41m/a。

通过对规划区外围泉水动态监测资料统计分析，泉水动态基本上呈两种变化过程，位于城区东西侧塬边的泉流量随时间呈现出较稳定的微弱上升势态，这种势态与巴家咀水库上水工程的不断完善，输水量的增加有关;而位于十里湾水源地西侧和南侧的泉水量则表现为较为缓慢的衰减趋势，这种趋势与水源地大规模的疏干开采而不断消耗静储量是分不开的，导致地下水径流排泄量逐年减少。

1.3 定西市

定西市城市供水水源地位于城西的内官～香泉盆地。

由于近十几年来，降水量逐年减小，尤其是20世纪90年代中后期(1994年～1999年)，出现了历史上罕见的连续干旱年，而开采量却逐年加大，三个盆地内地下水水位呈现持续下降的趋势，与1973年相比，2000年内官盆地地下水位降幅7.10～44.92m，年均水位降幅0.21～1.01m;香泉盆地地下水位降幅17.27～25.68m，年均水位降幅0.66～0.99m;卧龙川盆地地下水位降幅3.17～23.92m，年均水位降幅0.12～0.92m。

城市供水水源地扩建后，地下水位呈加速下降的趋势，年均水位降幅在内官盆地为1.5m，香泉盆地为2.53m(图2)。地下水位在山前最大埋深达86.5m，较之1973年，水位下降了57m。上述数据充分说明地下水资源超量开采的实事，地下水开采量已远远大于补给量。

图2 定西市香泉水源地1号井多年地下水位动态曲线图[1]

定西市城市供水水源地内官—香泉盆地地下水天然补给资源量为1050.12×104m3/a，地下水储存量为45495.75×104m3。根据疏干式开采方案，保证期20 a的日允许开采量总计达5×104m3/d，年均水位降幅为内官盆地1.30m，卧龙川盆地0.91m，香泉盆地1.39m。而实际监测资料表明，内官盆地地下水水位降幅平均为1.5m，香泉盆地地下水水位降幅年平均为2.53m，分别超过了设计水位降幅。从目前的开采现状来看，盆地内地下水的使用年限将达不到设计要求。定西市内官—香泉盆地地下水资源的大规模开发，使其地下水位持续下降，以消耗储存量作为代价换取了城市经济的发展。同时受地质条件限制，难以在本地区寻找新的替代水源地。水资源短缺问题已严重制约定西市城市经济的可持续发展。

1.4 敦煌市

由于地下水资源不合理的开发利用，加之城市集中供水的影响，区域南部地下水位下降幅度最大，敦煌市以南年水位降幅达0.4m以上，降落漏斗中心区年水位下降0.6m以上。造成区域地下水位下降的主要原因有二:一是渠系高标准衬砌，地表水利用率提高，地下水补给量减少;二是随着城市、农村经济及生产的发展，开采机井逐年增多，地下水开采量及开采规模逐年增大，地下水开采进一步加剧了地下水位的下降。

在区域地下水位下降影响下，致使党河绿洲湿地面积不断减少，原积水湿地已干枯，著名的月牙泉湖水位也呈下降趋势，湖面不断萎缩 。由于区域地下水位下降，绿洲区20世纪60～70年代开挖的173眼大口井己全部干枯，早期施工514眼机井也报废了26眼，其它管井出水量亦不同程度有所减少。

地下水动态监测资料表明，敦煌绿洲区除北东部由于地下水开采量相对较小而水位略有上升外，其它各地地下水水位总体呈现下降趋势。地下水位下降幅度最大的地段为七里镇—沙洲镇集中开采区，年降幅达0.6m以上。

在区域地下水位下降和盐渍化影响下，区内草场植被亦出现退化现象，草场植被覆盖率下降10%～15%，部分地下水浅埋带的喜水耐盐植被由于生长条件恶化而大面积退化枯死。目前灌区盐渍化面积达1000 hm2以上，迫使部分土地弃耕。受土地沙化、盐渍化及水资源供给不足的影响，绿洲部分地区农作物因缺水而减产10%～15%，局部部分树木因生态水供给不足而出现腐心、枯死现象，生态环境有进一步恶化的危险。

1.5 武威市

受长年过量开采地下水影响，武威盆地平原区地下水位总体处于区域性下降状态。根据水位资料统计，城市规划区1987～2006年，水位总体呈下降趋势。1987～1997年10年间地下水位累计下降2.67～0.43m，年平均下降了0.04～0.24m，水位下降幅度由南向北变缓。地下水年际水位动态与自然气候和山区来水量密切相关。1991年是极干旱年，降水量和山区河流径流量均接近50年来最低水平，同年度地下水位下降幅度达2.57～7.76m。1993年降水量为近50年最大降水量，同年度地下水位上升1.35～4.91m。1997～2006年，地下水位下降1.12～6.78m，年平均下降了0.07～0.75m(表 2)。

表2 城市规划区1996～2006年水位降深统计表[1]

1.6 兰州市

兰州市水位持续下降区域位于兰州“三滩”水源地。自“三滩”水源地建成后，采用逐年增加供水井的方式扩大开采量，使得地下水水源地处于长期超采状态，引起了水位急速下降和水质恶化等环境地质问题。

自建成至1996年“三滩”水源地由局部小漏斗边缘已扩展到“三滩”水源地以外，漏斗边缘东到五星坪、小西湖，西至深沟桥，南到韩家河、龚家湾、范家坪，北至吊场、安宁堡，面积约 61 km2[3]。

监测资料表明:1987～1996年马滩－崔家大滩漏斗中心地下水水位标高由1517.25m下降到1488.84m，下降幅度达28.41m，迎门滩漏斗中心地下水水位标高由1520.42m下降到 1491.04m，下降幅度为 29.38m[3]。

由于西水东调工程建成通水，自1995年后，“三滩”水源地地下水开采强度逐年减少，地下水水位出现了回升的趋势。

2 泉水消失

河西地区泉水溢出量减少最为明显的是石羊河流域，1993～2005年的13年，凉州区泉水溢出量减少了72.3%。

自1965年以来，由于地下水被开采，引起泉水量减少，泉水年内动态变化表现为5～8月开采期，泉水流量最小，有些泉沟甚至干枯。自80年代至今，武威市渠系利用率相对稳定，机井开采变化量不大，影响泉水溢出量的主要原因便成为山区来水量的大小，利用山区来水量与泉水溢出量相关计算结果，1995年泉水溢出量为1.65亿m3。据有关资料，1950年泉水溢出量为4.38亿m3，1995年比1950年减少2.73亿m3，平均年递减率2.10%。泉水灌溉面积由过去的30.6万亩，减至目前的2.76万亩，使泉水大面积灌溉已成为历史。最典型的是位于武威市北部海藏寺的泉水溢出带已完全干枯，下游的红水河等泉水河流的溢出带向下游下移了10 km。

张掖市甘州区泉水流量也有显著的下降[1](图3)。

图3 张掖市甘州区泉流量多年动态曲线图

河东地区最为典型的属天水市。官泉、马跑泉曾是天水著名的景观泉点。近年来由于地下水开采量增大，特别是秦州城区自备水源数量增加，部分建筑工地基坑开挖采用高强度降水导致区域地下水位下降，使官泉水量骤减，面临消失的危险。而麦积区马跑泉已在1998年消失，分析其主要原因是颖川河口一带及泉口周边开采量增加;慕滩水源地启用后高强度开采地下水，加快了区域地下水位下降速率，袭夺了马跑泉水的补给水源，导致泉水消失。

庆阳市董志塬周边的泉水溢出量也呈缓慢下降趋势，与市区十里湾水源地大规模开采地下水直接相关。

兰州市泉水消失最明显的是榆中盆地宛川河河谷地区，宛川河下游1996年泉水流量为435.95×104m3，由于近10年来地下水大规模开采，至2007年泉水干枯[3]。

3 结语

甘肃省是一个水资源十分短缺的省份，省内主要城市出现的地下水资源衰减与短缺现象，与人类的各种工程、生产活动密切相关。而随着社会经济的发展、城市的建设和人口的增加，造成以地下水为供水水源的城市区域水位下降趋势将更为明显，将成为制约城市发展的主要因素。因此，合理规划利用有限的地下水资源，是促进社会可持续发展的必然之路，亦是必须之路。

[1]甘肃省地质环境监测院.甘肃省主要城市环境地质问题调查与评价研究报[R].2007.12.

[2]张宗祜，李烈荣.中国地下水资源(甘肃卷)[M].中国地图出版社.北京.2005.12.

[3]甘肃省地质环境监测院.兰州市1:50万环境地质综合调查报告(内部资料)[M].2008.12.