河西走廊疏勒河流域地下水资源开发利用的环境效应

王有权

(甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院，甘肃兰州730050)

疏勒河流域地处河西走廊西部，流域内地下水开采区主要集中于中下游的玉门—踏实盆地、瓜州—敦煌盆地和花海盆地，其范围南依祁连山－阿尔金山，北至北山山前，西连库姆塔格沙漠，东接金塔盆地，面积1.93 km2。行政区划涉及酒泉市的玉门市、瓜州县和敦煌市3个县市。区内多属走廊平原区，地形开阔开缓。地下水开采井3382眼，总开采量16870万m3/a，灌溉面积36.65万亩，GDP104.32亿元。

1 地下水开发利用的环境效应

1.1 地下水位持续下降

近50多年的断续观测资料表明，区内瓜敦盆地、玉踏盆地地下水位呈现大范围整体下降的趋势(泉水溢出带除外)，下降幅度总体表现为南部大于北部，东部大于西部;下降速度表现为逐年增大。

昌马戈壁南部的2002号观测孔1987～1999年间水位下降6.59m[1]，年均下降 0.51m;2003～2004年间水位下降2.92m，年均降幅1.46m;昌马戈壁东部的S97－2观测孔2003～2004年间水位下降5.28m，年均降幅2.64m。近50年来昌马戈壁地下水位累计下降5～10m以上。昌马洪积扇细土平原的黄闸湾供销社YT004号孔1997～2004年，地下水位下降1.07m，年均下降0.14m;踏实乡水管所YT023号孔1997～2004年地下水位下降0.48m，年均下降0.06m;自1997年以来，玉门踏实盆地除桥子局部地段地下水位略有上升外，其余大部分地带水位普遍下降0.2～1.33m，年均下降0.025～0.177m。近10年昌马灌区细土平原地下水位累计下降0.6～3.00m。

瓜州敦煌盆地双塔灌区1987～1999年间地下水位下降幅度稍大于同期昌马灌区，其空间变化为中部瓜州县城外围降幅最大，为1.19m，东部十工及小宛一带较小，为0.30～0.85m，多年平均降幅为0.11～0.03m。2003～2004年间地下水位降幅普遍增大，大多位于0.11～0.48m。近10年双塔灌区水位累计下降0.9～4.0m(图1)，近20年双塔灌区水位累计下降2～8m。

图1 瓜州县十工农场五连(A7)观测孔多年动态曲线图

瓜州敦煌盆地党河灌区南部的月牙泉泉湖水位从上世纪50年代至2004年水位累计下降9～10m，最大水深由50年代的10m左右，降至2004年的1.2m左右，水位下降速度也由70年代的年均下降几公分、十几公分逐渐增至二三十公分，致使著名的月牙泉面临消亡的困境。七里镇、铁家堡一带1966～1980年水位下降了4.99～5.90m，1997～2003年下降1.03m，年均下降0.15m;东部五墩乡一带(D3观测孔)1999～2004年水位下降1.88m，降幅 0.38m。近10年党河灌区南部水位累计下降0.64～4.0m，近50年来局部水位累计下降5～10m(表1)。

表1 玉门踏实、瓜州敦煌盆地灌区地下水位降幅统计表

1.2 湿地萎缩

区内湖泊湿地零星分布于玉门关、后坑等地;沼泽湿地分布于党河扇前地下水溢出带湖泊湿地外围、双塔水库上游、昌马扇前及芦草沟一带地下水溢出带;池塘则主要分布于三道沟－十道沟中下游区。

近几十年来，由于地下水资源的不断减少所引起的地下水位持续下降和泉水资源大幅度削减，导致区内湿地大面积萎缩。三道沟—布隆吉一带泉水溢出带与上世纪五十年代相比下移了1000～2 000m，沿泉沟分布的湿地面积随溢出带的下移而减少;瓜州县桥子乡15前水资源比较丰富，由泉水汇集的塘坝水除保证农灌外，每年有250万m3水灌溉草原，到2004年7月几乎所有塘坝水都已干枯。而今随着大面积垦荒，(相当一部分是开发的湿地、草地)，地表水已经远远不能满足农灌需水要求，在此情况下大量开采地下水，10年时间地下水位累积下降了0.6～4m，导致部分泉眼干枯，湖泽消失，湿地萎缩。上世纪90年代调查，玉门关－湾窑一带共有泉眼320多个，植被生长较好，2005年调查泉眼大幅度减少，湾窑、马迷兔一带的胡杨、柽柳大部分死亡，湿地周边芦苇等植被生长不良。目前敦煌湿地面积从1950年的375万亩减少到2004年的不足30万亩，而且地下水位仍在不断下降，湿地萎缩的趋势并没有得到有效遏制。

TM片解译显示，上世纪80年代，全区湿地面积443.72 km2，90 年代末萎缩至 358.1 km2，减少 85.62 km2，减少率20%。(表2)。

表2 疏勒河中下游地区不同时期湿地面积统计表 km2

1.3 植被退化

区域性地下水位下降和泉水资源的大幅度衰减直接导致了区内植被生态系统的衰退。近几十年来，由于河流的干涸和河道迁移，使原来沿疏勒河、党河河岸发育的林带及灌丛迅速退化乃至消失，沿泉水溢出带广为分布的沼泽及喜水植被随着泉水减少而衰亡，代之而起的是旱生、沙生和盐生草甸。上世纪50年代生长于瓜州西湖的49.5万亩灌木林，到80年代初只剩下不足10万亩，且长势秃萎，濒临死亡;原来生长于双塔堡—望杆子疏勒河两岸的约1.95万亩天然胡杨林已所剩无几;雁脖子湖一带的胡杨林已全部死亡而沦为风蚀地。瓜州西沙窝近60万亩的草地现已全部沙化，甘草草甸破坏殆尽;近30年来，仅疏勒河中游草原退化面积就达130.5万亩，占草地面积的80%以上;全流域草原退化面积达199.5万亩以上。

此外，水质恶化也是造成植被退化的主要原因之一。根据有关资料[2]:地下水矿化度小于3～3.5g/L，植物大多生长良好，大于6～10g/L，植物稀疏退化，大于10g/L以上，植物枯萎死亡。由水质恶化引起的植被退化主要发生在河流中下游区，随着地下水矿化度逐渐增高，植物也由不耐盐的退化为耐盐的，由生长茂密变为生长稀疏，进而枯萎死亡，最后留下大片的盐壳。如哈拉诺尔、哈拉池、波罗湖、干海子和敦煌伊塘湖等都因地下水矿化度过高而使植被死亡，地表积盐形成了大片的盐壳。

截至1998年底，TM片解译全区共有林地面积199.2 km2(表3)，草地面积1569.5 km2，田地面积1491.96 km2，与80年代相比分别减少了4.1%、17.8%和10.4%。

表3 疏勒河流域绿洲景观不同时期面积统计表(遥感解译) km2

1.4 土地沙漠化

区内沙漠化土地可划分为流沙掩埋与风蚀沙化两种类型。流沙掩埋型分布于库木塔格、长沙岭、西沙窝、花海盆地北部等地的固定、半固定沙漠沙丘周围，多属严重沙化地。风蚀沙化地主要分布于玉门关以西、转渠口北、黄墩子农场北、西湖西、锁阳城－兔葫芦、七墩滩、花海盆地中部等地，风蚀沙化灾害程度总的分布规律为东西部强于中部，北部强于南部，荒区强于绿洲区。

土地沙漠化与人类过度垦荒，大量开发利用水资源引起的地下水位下降、植被衰亡关系十分密切。自从双塔水库修建以后，河流下游来水量减少甚至断流，绿洲萎缩或整体消亡，荒废的河流故道，包括河流归缩的尾闾湖细土沉积被风蚀演化为风蚀地，河道变为流动沙丘。如小宛农场至瓜州县城间疏勒河河道中高约2m左右的移动沙丘便是典型的例证。同样由于水位下降，植被退化，使区内风蚀作用不断加强，土地沙漠化进程加快。目前，长沙岭沙漠每年以2m的速度向西移动，仅1990年以来北桥子被沙埋压田林就达799.5亩。花海盆地20世纪50年代至今沙丘前移50～80m，每年有40%的土地补种两次才能基本保住苗株。双塔—锁阳城、瓜州黄墩子农场一带已演化为严重沙化地。此外，近年来实施的移民工程毁坏和扰动了原始地貌，使地表细颗粒物质形成新的沙源。部分地区如花海毕家滩等地因迁移移民的减少或不到位而使大片开垦的土地无人耕种而逐渐沙漠化。瓜州的七墩滩乡移民开发区，原来的荒漠草地新出现高近2m的沙丘和小型风蚀沙地。

据TM片解译和对有关资料的对比分析，80年代区内沙漠化土地总面积3039.59 km2，90年代3066.12 km2(表5)，增加26.59 km2，其中，玉踏盆地、花海盆地沙漠化土地一直处于增长状态，瓜州敦煌盆地略有减少。沙地面积的增大主要是土漠带沙化，盐碱沙地面积增大主要是盐碱地沙化所致。

表5 疏勒河流域沙漠化土地不同时期面积统计表(遥感解译) km2

2 结论与讨论

疏勒河流域地下水资源的开发利用已引起地下水位持续下降、湿地萎缩、植被褪化或消亡、土地沙漠化等一系列环境效应。目前政府已采取关井压产、灌渠防渗、定额灌溉、定期向绿洲湿地供水等措施，这些措施减缓了水位下降速度，使部分绿洲得以起死回生。然而，由于地下水位的恢复是受各种因素的综合影响，上述措施未能从根本上解决问题。

对疏勒河、党河这些大型的洪积扇而言，自然状态下扇顶水位埋深较大、中游较浅，下游地下水溢出常形成沼泽湿地，当中上游水位埋深增大时，则下游泉水溢出带下移，湿地面积减少，反之则相反。通过多年的大规模超采，因地下水位而引起的环境问题已十分突出，而后期理想化的治理，如恢复党河洪积扇中上游月牙泉周围的水位同时，想方设法降低下游盐渍化区水位，从而导致原本平缓且向下游倾斜的弧形地下水位线已变成扭曲的折线。笔者认为，该区首要的任务是根据水资源的承载能力合理规划城市、工农业发展规模，以及湿地规模，合理配置各类用水，并严格水资源管理制度;其次，适当可采取一些区外调水、节水措施;第三，充分解决好水位恢复期内的环境效应，如敦煌五敦一带灌渠旁用于防风的密集树木，因节水改用混凝土渠，使渠水入渗量大大减少，而此段地下水位埋深大于15m，树木所需水分难以满足，局部已出现树木枯萎的现象。

[1]疏勒河流域地下水动态监测资料.

[2]杨根生，等.中国甘肃省河西走廊(疏勒河项目)疏勒河综合开发项目对区域生态环境影响研究.中国科学院寒区旱区环境与工程研究所.