内蒙古扎赉特旗节水增粮行动项目地下水资源评价研究

朱景亮，梁秀娟，王雅男

（1.水利部松辽水利委员会，130021，长春；2.吉林大学环境与资源学院，130021，长春）

扎赉特旗位于内蒙古自治区兴安盟东北部，大兴安岭向松嫩平原过渡地带，嫩江右岸。全旗耕地面积576万亩（1 hm2＝15 亩，下同），其中有效灌溉面积141万亩，2011年粮食总产量106.5万t。扎赉特旗多年平均年降水量为420.5 mm，多年平均年蒸发量为1 806.1 mm，降水分布不均，干旱灾害严重影响当地的农业生产。2012年，扎赉特旗被列为东北四省区节水增粮行动项目支持县旗。扎赉特旗全部为地下水灌溉，开展项目区地下水资源评价研究，对科学确定发展规模、确保节水增粮增效具有重要意义。

一、扎赉特旗节水增粮行动项目建设规模

根据扎赉特旗节水增粮行动项目实施方案，2012—2015年全旗完成现有灌区节水改造、新增灌溉面积28万亩，其中新增7.6万亩，改造20.4万亩。项目区全部为地下水灌溉，年总取水量为2 292.8万m3，其中地下水为2 120.8万m3，傍河取水为172.0万m3。傍河取水灌溉片区共打傍河取水竖井24眼，根据对每个灌溉单元进行设计。地下水灌溉片区共需水源井1 902眼，其中新打水源井770眼，利用原有机电井1 132眼。

二、扎赉特旗节水增粮行动项目区水文地质条件

扎赉特旗节水增粮行动项目区内有大小河流74条，总长1 209km，其中流域面积100km2以上的河流有21条，河流多为降水型河流，均受降水影响，年际变化大，年内径流悬殊也很大。

项目区位于罕达罕河、绰尔河、二龙涛河阶地河谷平原区，主要开采层为第四系孔隙潜水及基岩风化带裂隙水，含水层厚4.6～61.07 m，单位涌水量一般为 30～50 m3/（h·m）， 河流上段、支流及干流河谷阶地单位涌水量一般为 10～30 m3/（h·m）， 单位涌水量最大 1 500～2 200 m3/（d·m），渗透系数22.9 m/d。

而在河流两岸，地表多小溪的较大宽谷中下段，含水层厚度约2～10m，单位涌水量一般为10～20m3/（h·m），水位埋深 2～6m，单位涌水量 1～10 m3/（h·m）。

二龙涛河下游干流河谷平原区地下水埋深1～4 m，富水性较好，单位涌水量为 0～10 m3/（h·m）。

河谷平原孔隙潜水与地表水水力联系密切，径流条件良好，枯季多为地下水补给地表水，汛期是地表水补给地下水，上游地下径流在下游多以地表径流出现。

项目区地下水水位一般在7—9月达到最低，10月至翌年2月逐渐回升，一般3—5月达到峰值，地下水水位的变化与降水量增加和农作物灌溉用水高峰关系密切（见图1）。

三、地下水资源分析与计算

扎赉特旗节水增粮行动项目区共有31个地下水灌溉片区，采用就近打井的方式取用片区周边地下水。由于本次地下水水源地较多，所涉及的水文地质单元较大，出于安全考虑，将扎赉特旗划分为多个流域，按流域将31个片区划分为14个论证单元，论证面积6 128.7km2。

1.水文地质参数的确定

根据潜水含水层水位变幅带给水度（μ）参考区域水文地质普查报告(1∶20万)，最终确定各种岩性给水度取值范是0.02～0.06之间。根据前人成果及《全国水资源综合评价技术细则》中有关松辽流域、嫩江流域降水入渗补给系数的取值，结合各论证单元水文及水文地质条件，经综合分析，确定降水入渗补给系数在0.028～0.10之间。考虑各井灌区岩性及灌溉定额，确定灌溉入渗补给系数采用值为0.15。潜水蒸发系数（C）根据《全国水资源综合评价技术细则》中有关松辽流域潜水蒸发系数的取值，建立扎赉特旗境内不同非饱和带岩性类型区潜水蒸发系数与地下水水位埋深间的相关关系。渗透系数（K）主要依据抽水试验成果及前人完成的水文地质勘察资料确定。水力坡度（I）取值根据实测地下水水位统测结果得出。

2.均衡法计算地下水资源量

图1 地下水水位动态曲线图

项目区地下水补给量包括降水入渗补给量、侧向补给量、山前侧向补给量、河道渗漏补给量、灌溉入渗补给量。项目区的地下水排泄量主要有潜水蒸发量、地下水向地表水的泄流、人工开采和侧向流出量。均衡法地下水资源量计算成果见表1。

从表1中可以看到，各论证单元相对均衡差｜δ｜<10%，说明各分区水文参数选取较合理，各项排泄量与各项补给量计算结果准确可靠。由均衡法计算成果可知,研究区地下水总补给量为19 125.8万m3/a，总排泄量为22 338万m3/a，补排差为 3 212.2万 m3/a，地下水处于负均衡状态。通过本区的均衡分析可知，地下水的蒸发量约为12 852.0万m3/a，占排泄量的比例很大，通过减少蒸发量来增加可开采量是具有潜力的。

3.面积—倍比法复核计算地下水资源量

根据《内蒙古自治区水资源综合规划》成果，扎赉特旗多年平均地下水资源量为3.539 8亿m3，地下水资源模数约为 3.11 万 m3/（a·km2）。 采用面积—倍比法，将扎赉特旗多年平均地下水资源量折算到相应论证单元，项目区论证范围总补给量计算结果为19077.1万m3/a。将《内蒙古自治区水资源综合规划》中地下水资源量折算到相应论证单元，计算成果见表2。将面积—倍比法计算成果与均衡法计算成果相比较，可以看出，本次各论证单元地下水资源量计算结果与水资源综合规划面积折算成果相差误差为1.3%～8.8%，误差不大，故认为均衡法计算的各论证单元地下水资源量计算结果准确、合理。

4.地下水可开采量计算

地下水可开采量采用开采系数法进行计算。计算公式如下：

表2 地下水资源量计算成果表（面积—倍比法）

表3 扎赉特旗“节水增粮行动”项目区供需平衡计算成果表

式中，Qr为计算区多年平均地下水补给量(m3/a)，ρ为开采系数。经计算，地下水可开采量（Qap）为 13275 万 m3/a。

四、供需平衡分析

根据《扎赉特旗国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，对2015年区域内各行业需水进行预测（见表3）。由表3可见，项目区地下水可开采量能够满足节水增粮行动项目对地下水的需求。

五、结论与建议

①扎赉特旗地处半干旱区，亟须开展节水增粮行动，一方面通过灌溉保证农业粮食增产，另一方面通过开展高效灌溉节约水资源，使有限的水资源发挥更大的效益。

②扎赉特旗水文地质条件相对较好，含水层颗粒粗大，厚度较大，水量相对较丰富，水质较好，具备实施节水改造、推广高效节水灌溉的技术条件。

③由于扎赉特旗地下水开发利用程度较高，建议对于地下水水位持续下降地段改造现状灌溉方式，实施高效节水灌溉为主，不宜新增灌溉面积。

④建议对地下水水位进行实时监测，进一步了解地下水动态变化。

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