乌苏平原区地下水资源开发利用与保护分析

李长虹

(新疆塔城水文水资源勘测局，新疆 塔城834700)

乌苏市位于新疆天山北麓准噶尔盆地南缘，乌苏经济快速发展，耕地面积不断扩大，增加了对水资源的需求，使得乌苏市农灌用水紧缺，特别是季节性供需水矛盾十分突出，解决水资源紧缺，科学合理地提高地下水的开发利用，确保水土平衡成为乌苏社会发展的首要问题。

1 地下水资源开发利用现状

乌苏市平原区地下水开发利用的历史比较悠久。二十世纪五十年代以前，当地居民在洪积扇下部的溢出带及冲洪积平原地下水埋藏较浅的地带已经开始砌砖护泉(井)、人工开挖大口井开发利用地下水，其主要用途是解决人、畜饮用水问题，一般就地开采就地使用，开采井井深较浅，地下水开采规模较小。从七十年代后，随着人口的增加和乌苏绿洲经济的发展，为了满足生活、生产用水的需求，地下水开发规模逐步扩大，开采井井深加深，一般井深为60～300 m，其主要用途是解决春末夏初农业灌溉缺水及居民生活用水、工业用水问题。

1.1 各行政区地下水开发利用现状

乌苏市平原区的行政区划隶属塔城地区乌苏市。另外，乌苏市境内还分布有兵团农七师，乌苏市平原区现有管井1 130眼，地下水开采量为2.110 5×108m3/a各行政区(单位)现状地下水开采量见表1。下面对重要地区或水源地的地下水开发利用现状叙述如下:

表1 乌苏市平原区各行政区(单位)现状地下水开采量统计表

1.1.1 奎屯河流域灌区

奎屯河灌区的乌苏镇及乌苏市辖区城市供水管网用于解决居民生活及工业用水的开采井76眼，井深多数为100 m，单井出水量为 200～230 m3/h，地下水开采量为 954×104m3/a。其中居民生活用水量为 534×104m3/a，工业用水量为420×104m3/a。其他分散于奎屯河灌区各乡的开采井224眼，单井出水量为140～160 m3/h，开采地下水量为6 605×104m3/a，主要用于农田灌溉用水。

车排子灌区开采井数423眼，单井出水量为60～80 m3/h，开采地下水量为2 108×104m3/a，主要用于农田灌溉用水。

1.1.2 四棵树河流域灌区

四棵树河流域灌区包括西大沟镇、红旗乡、四棵树镇、哈图布呼镇、甘河子镇、干雄不拉农场、百泉镇、塔布勒合特乡等8个乡镇，灌区开采井数433眼，单井出水量为160～230 m3/h，开采地下水量为6 963×104m3/a，主要用于农田灌溉用水。

1.1.3 古尔图河流域灌区

古尔图牧场(镇)有开采井数64眼，单井出水量为200～230 m3/h，开采地下水量为1 588×104m3/a，主要用于农田灌溉用水。

1.1.4 农七师

农七师现有集中开采地下水的水源地3处。

车排子供水站(水源地)位于车排子水库以北(下游)2 km的奎屯河东岸，开采地下水是解决一二三团场、一二六团场、一二七团场和一二八团场居民生活饮用水问题。上述团场原居民生活井水质因不符合生活饮用水标准，大部分已不抽水，现由车排子供水站集中供给。水源地有17眼管井，井距为800 m，井深为280～300 m，井径为 320 mm，单井出水量为70～80 m3/h，水源地开采量为342×104m3/a。

高泉水源地位于一二四团场南部，开采地下水主要是调节农业用水季节性短缺。水源地有61眼管井，井距约为800 m，井深为120～150 m，井径为377 mm，单井出水量为160～230 m3/h，水源地现状开采量约为1 872×104m3/a。

柳沟灌区竖井排灌水源地位于一二五团场，开采地下水主要是降低潜水位改良盐渍化土壤并解决农业用水。现有管井65眼，井深为100 m，现状地下水开采量为 761×104m3/a。

乌苏市平原区地下水现状开采量(见表2)。从表2看:居民生活用水开采量为3 469×104m3/a，占总开采量的16.76%;城市(镇)工业用水开采量为3 538×104m3/a，占16.44%;农业灌溉用水开采量为 14 098×104m3/a，占66.80%。

表2 乌苏市平原区地下水现状开采量及超采状况分析表

按地下水资源计算分区统计的现状管井开采量表看:现状地下水开采强度较大的水文地质单元为奎屯河冲洪积扇下部细土平原及冲积平原上部和四棵树河—古尔图河冲积扇下部细土平原及冲积平原;开采强度较大的行政区(单位)有乌苏市区、乌苏市八十四户乡、西湖乡、甘家湖林场、甘河子镇、百泉镇等。

1.2 地下水开发利用的基本特征

乌苏市平原区第四系孔隙水广泛分布。除天山山前冲洪积扇群中上部砾质平原地下水埋藏较深，佐顿艾力生沙漠自然环境恶劣，开采地下水较困难外，幅员辽阔的以冲积为主的细土平原开采地下水较容易，地下水埋藏深度小于10 m。特别是奎屯市区－－乌苏市区到泉沟水库—黄沟水库—柳沟水库之间，地层颗粒中等可钻性较好，凿井容易，井深一般为80～120 m，单井出水量一般大于 3 000 m3/d，地下水水质好，矿化度一般小于1 g/L，基本符合各类用水水质标准，该区域的多数地区在地下水开发之前未做水文地质勘察以及水源地初步设计的工作，哪里缺少用水就在哪里凿井，凿井靠经验，局部地段的井密度大，该区域的地下水开采量为1.679 9×108m3/a，占乌苏市平原区总开采量79.6%。泉沟水库－－黄沟水库－－柳沟水库以北的下游灌区，地层颗粒较细可钻性好，凿井容易但易涌沙，单井出水量一般1 000～3 000 m3/d，50 m深度以上的潜水及微承压水水质矿化度一般大于1 g/L，50 m深度以下的承压水水质矿化度一般小于1 g/L，但水中 F－、I、As的含量偏高，适合农业用水而不太适合居民生活用水，农业用水井深一般为150 m，生活用水井深一般为250～300 m。该区域除甘家湖牧场、一二五团场外的多数地区地下水未得到充分开发利用，该区域地下水开采量为 0.420 3×108m3/a，占 14.9%。312国道以南的冲洪积扇上部砾质平原地下水埋藏深，第四纪松散堆积物为单一岩性结构大厚度的卵砾石层，含水层为单一结构的潜水含水层，富水性极强，井深一般为200～280 m，单井涌水量大于5 000 m3/d，矿化度小于0.5 g/L;该区域地下水开采量为 0.155 4× 108m3/a，占 5.5% 。

乌苏市平原区的城市生活用水、工业用水开采井比较集中，农业用水开采井较分散。

2 水资源开发存在的问题

2.1 上游地区地下水位下降和下游灌区地下水位上升

乌苏市平原区的自然环境较封闭，目前的农业灌溉系统模式和城市(镇)布局，使自然状态下的区内上游地区、下游灌区的地下水均衡要素发生变化，上游地区的地下水补给量减少、开采排泄量增加，下游灌区的地下水补给量增加，造成上游地区的地下水位下降和下游灌区的地下水位(主要是潜水位)上升，从而导致区内水文地质、土壤环境发生了一系列变化。

上游地区由于河道水在出山口被渠系大量(渠系引水量＞80%)引进下游灌区，且渠系(特别是上游的干支渠)防渗设施性能良好，使上游地区河道水渗漏补给量大量减少;上游地区的绿洲带(洪积扇中下部及冲积平原上部)城镇集中(奎屯市区和乌苏市区均在此绿洲带)，是流域内社会经济相对发达地区，居民生活和工农业生产用水量大，地下水开采量也较大。渠系大量引水和绿洲带大量开采地下水，其两者作用结果已引起了绿洲带局部地区的地下水位下降、溢出带泉水衰竭，自流井的流量减少或断流、自流区向下游后退。

中下游地区由于平原水库的修建、地表水从出山口渠首被大量引进灌区，使灌区内渠系水、田灌水及水库水等入渗补给地下水的量大增，造成下游灌区及其周边地带潜水位上升。二十世纪五十年代初期，潜水位埋藏深度柳沟灌区一带为4～10 m、车排子灌区一带为4～7 m;二十世纪七十年代中期，下游灌区潜水位的埋藏深度一般上升到小于3 m。潜水位的上升，随之带来的是潜水蒸发量增加，从而使下游灌区产生了大范围的次生盐渍化、盐沼化土壤。当规划水平年伊犁河调水工程实施后，由于流域内地表水量的增加，下游灌区次生盐渍化将有加重的趋势。因此，下游灌区农业生产应注意降低灌溉定额，加强排水工程的建设。

2.2 河道淤塞问题

河道水在出山口被渠系大量引入灌区、在河道上修建平原水库(例如奎屯河河道上的黄沟、奎屯及车排子等水库)将流水(特别是洪水)拦蓄，使中下游河道内无足够的水能(水量小、流速慢)对其冲刷，造成岸边坍塌物堆积在河道内;另外，灌区在排放灌溉余水入河道的过程中也向河道内排入了泥沙。目前，乌苏市平原区中下游地区的河道内基本上已无地表水下泄，河道变浅变窄甚至不连续。如四棵树河道在柳沟水库引水渠到一二四团十四连段已消失，古尔图河下游河道几乎被遗弃变为干河床。河道淤塞现象一方面影响灌区排水，造成中下游灌区排水不畅，使土壤次生盐渍化加重;另一方面又影响排泄洪水。

2.3 水质问题

潜水:乌苏市平原区潜水水质变化比较复杂，主要为SO4·Cl－Na型及 SO4－Na或 Cl－Na型水。其中，312国道沿线两侧冲洪积平原上部地带，潜水矿化度 ＜1 g/L，水质较好;冲洪积平原中部奎屯河沿岸两侧潜水矿化度多在1～3 g/L，水质较差，不宜饮用，作为农田灌溉用水要注意排水，防止土壤次生盐渍化;平原区中部独克公路西侧部分地区、佐顿艾力生沙漠周缘以及北部山前砾质平原等区潜水矿化度多在3～10 g/L，水质差，不能作为生活饮用水，灌溉后容易引起土壤盐渍化，对农作物影响大，不宜作为灌溉用水。

承压水:冲洪积平原中深层承压水多为 HCO3·SO4－Ca型水，矿化度＜1 g/L，水质较好，可作为生活饮用水，只是在奎屯河中游地区127～128团地段地下水中 F－、I、As含量偏高，奎屯河下游沙漠腹地地下水中 F－含量偏高，不宜饮用。但依据《农田灌溉水水质标准》(GB5084－85)，适宜灌溉。

2.4 地下水超采问题

乌苏市平原区地下水现状总开采量为2.110 5×108m3/a，乌苏市平原区地下水现状可开采资源量为4.359 5×108m3/a。

本次把地下水位下降速率 ＞0.3 m/a的区域(有地下水位动态长观资料)或地下水开采量＞可开采资源量的地区划为超采区。从地下水现状开采量与可开采资源量比较(见表2)，乌苏市平原区现状地下水并未超采，且还有 1.494 4×108m3/a的开采潜力，但局部区域存在超采现象。处于超采状态的地区有:奎屯市区、农七师一三一团、乌苏市区和乌苏市的八十四户镇、西湖镇、夹河子镇、甘家湖牧、吉尔格勒特乡、四棵树镇、甘河子镇等行政区。

3 地下水开发利用建议

乌苏市平原区地下水资源开发利用已初具规模，针对自然环境较封闭及现状存在的问题，结合地下水资源的分布特点及其变化规律，从全局性保护生态系统并结合社会发展规划等方面考虑，对地下水开发利用提出以下建议:

(1)地下水的开发利用与地表水统一考虑，水资源的可持续利用与社会经济发展、荒漠生态与绿洲环境保护相协调。针对乌苏市平原区水资源开发现状存在的问题，逐步调整上游地区地下水的开采量，重点解决超采问题。局部区域的地下水开发利用与全区水资源相平衡，重点解决下游灌区的土壤盐渍化问题。

(2)乌苏市平原区地下水开发利用规划以解决保护生态系统、改善农业生产环境问题为重点，规划水平年的地下水开采量应以现状开采量和可开采资源量为基本依据。

(3)乌苏市平原区大部分地区的地下水水质基本符合生活用水、常规工业用水标准。从目前开采地下水的实际状况及用途和未来的发展规划等方面考虑，地下水资源应首先作为居民生活用水水源，其次为城市(镇)工业用水水源。在解决了居民生活用水和城市(镇)工业供水后，剩余的地下水可开采资源用于农业灌溉，农业用水的大部分由调水工程分配地表水解决，灌溉水的少量不足部分由开采地下水调节补充，除非灌区为改良土壤或改善生态环境必须开采地下水时，方规划建设竖井排灌水源地。

(4)随着人口的增加，居民生活用水量将增大。由地下水开采资源量和居民生活用水需求量(各规划水平年的居民生活用水需求量见表2)对比看，地下水可开采资源量可以满足居民生活用水量。因此，居民生活用水按需求量可凿新井开采地下水。

(5)在满足居民生活用水量后，地下水可开采量不能满足工业用水需求量时。工业用水开采井数保持现状，新增工业项目所需的用水增加量，由调水工程分配地表水解决。

(6)超采区的农用水井应削减开采量，首先关闭使用年限到期或带病抽水的井，并且不再凿新井。因关闭农业用水井而产生的灌溉水源不足的差额，由调水工程按需求量分配地表水引入灌区解决。

(7)控制开采区的地下水资源主要用于克拉玛依市独山子区城市生活用水和部分工业用水，其工业用水的差额由调水工程分配地表水供给。西大沟镇西部灌区的农业用水全部由调水工程分配地表水解决。

(8)调蓄开采区是开采地下水最佳的地带，开采地下水基本上不引发严重的环境、生态问题。调蓄开采区的奎屯市、乌苏市区的生活用水、工业用水应建设集中开采地下水的水源地，农村居民生活用水也宜建设小型集中开采地下水的水源地。该区现状处于超采状态的区域应削减地下水的开采量，用于农业灌溉的地下水开采量应逐步调整(减少)，关闭使用年限到期或带病的农用抽水井，并且不再凿新井。上游区农业灌溉用水不足部分的水量由调水工程分配地表水解决，下游区不足部分的水量可由开采地下水补充。

(9)调控开采区是人工建设的灌区，其外围为自然生态区。灌区的大部分地区土壤盐渍化较发育，并且随着调水工程的实施，下游灌区地下水位有上升趋势，水土平衡矛盾势必加剧。因此，宜在灌区内建设竖井排灌水源地及加强其它排水措施，来实现以灌带排、以排促灌改良盐渍化土壤、改善农业生产种植环境之目的。地下水开采量的确定应以解决灌区已产生的盐渍化问题为主，不允许灌区地下水位有较大的降低，以免影响外围自然生态区野生植物的正常耗水。调控开采区的农业灌溉在枯水期用井水，在丰水期用渠水，并推广应用节水灌溉，使灌区地下水位保持在3 m左右。

(10)禁止开采区应严禁开采地下水。

4 地下水资源保护

水是人类生存生活、生产必不可少的最重要的资源之一。水资源是可恢复并可以重复利用的资源，但并非永不枯竭的资源。合理开发利用水资源对保障人民生活质量、保持社会可持续发展的意义十分重大。开发利用地下水资源必须遵循客观规律，若盲目开采势必造成地下水资源匮乏(地下水源枯竭)、水源污染(水质变差)和环境恶化(土地盐渍化、沙漠化)等诸多问题，给社会发展带来不可挽回的经济损失。因此，在开发利用地下水资源过程中必须对其进行保护。

地下水资源保护首先应贯彻落实《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》和“新疆维吾尔自治区地下水资源管理条例”，建立健全水资源管理的行政机构，对乌苏市平原区内的地表水与地下水资源进行统一规划、合理配置，依靠法律、行政管理措施和技术经济手段进行统一的科学管理。

目前，乌苏市平原区地下水资源开发利用已初具规模，随着区内人口的增加和经济的发展，对水量的需求将日益增加，而科学、合理地开发利用地下水资源仍将是增加水量、改善下游灌区农业生产环境的一种重要途经。区内地下水资源开发利用程度提高的过程中，环境水文地质问题将不断出现并日益严重，如区域性地下水位下降、水源地相互干扰、地下水降落漏斗形成及地下水污染等。因此，在今后开发利用地下水的过程中，应注意局部用水和全局用水的关系，新建水源地必须进行勘察设计论证，以保证水源地建设在整个乌苏市平原区布局的合理性及水源地内部建设的经济性。

克拉玛依市独山子区、奎屯市区和乌苏市区等城镇处在乌苏市平原区地下水的补给带，地下多为单一结构的砂卵砾石层，砂卵砾石直接出露或浅表层覆盖厚度较薄的土层。在这一地带排放未经处理或处理不净的生产生活污水很容易污染地下水。独山子区和奎屯市区已建设了污水排放处理设施，地下水受污染的情况将会得到改善，但随着用水量和排污量的日益增大，今后在污水排放处理方面仍需增大投入，提高污水处理的能力，坚决杜绝随意排放现象。工业的发展给本地区经济增加了活力，但一些企业特别是乡镇企业的公共环境保护意识较差，排放的生产污水直接流入自然沟或散流于地面或灌溉林木及农田渗入地下，造成地下水污染。对排放污水的企业，应按国家有关法规强制性责令其对污水进行处理，并达到国家规定的污水排放标准。另外，工业废渣和生活垃圾堆放在戈壁滩上或河道冲沟中经雨水淋漓、地表水冲刷也可以造成地下水污染，所以不许把工业废渣和生活垃圾随意堆放在卵砾石层直接露裸的戈壁滩上或河道冲沟中，对其应妥善处理。

对乌苏市平原区已经出现的上游地区地下水位下降、下游灌区地下水位上升所带来的水文地质环境、土壤环境及生态环境变化的问题，必须引起重视，并采用工程措施和经济手段进行控制。

上游地区绿洲带的克拉玛依市独山子区、奎屯市区和乌苏市区等城镇相对比较集中，地下水位下降速率较快，如果按目前状况发展下去，城市(镇)供水井有可能掉泵甚至报废，将会影响该区的居民生活质量和生产发展。解决区域性地下水位下降问题，首先应对上游地区所有的水源地进行统一勘察规划，设计出合理的水源地布局和开采量，另外应适当增加自然河道的泄水量和在洪水期增加独山子区、奎屯市区和乌苏市区等城(镇)绿地(特别是林带)的漫灌水量，达到增加上游地区地下水的补给量、减缓地下水位下降速率的目的。

下游灌区地下水位上升，产生次生盐渍化土壤，要从根本上治理土壤次生盐渍化问题，需改变现在的灌溉模式，在下游灌区推广应用节水灌溉和加强排水(以管井排水为主，地形坡度大于5‰的地带也可采用明渠排水)等措施来控制潜水位埋深、改善潜水在土壤中(包气带)的循环形式，达到抑制和改良土壤的目的。

从乌苏市平原整个区域看，解决区域性的上游地区地下水位下降和下游灌区地下水位上升、中下游河道淤塞等问题和保护甘家湖、艾比湖地区的自然环境等方面都需要给河道放水，逐步增加河流(特别是天山北麓诸河流)的径流量。

为加强乌苏市平原区地下水资源保护与管理，对地下水水位及水质动态长期监测工作应提到重要的议事日程上来，建立长期专门的地下水监测机构(整个乌苏市平原区的地下水动态长期监测网站)，负责地下水动态长期监测工作，及时预报地下水的变化状况，为水资源管理的行政机构决策提供服务。地下水动态长期监测网点应根据地下水动态影响因素布设，做到能够控制整个乌苏市平原区的地下含水层组。

5 结语

乌苏市在发展经济的同时，由于对生态环境缺乏认识，不适当的挤占了生态用水，加之流域缺水和水资源配置使用不尽合理，作为艾比湖的主要源流区，现已基本无水入湖，流域下游甘家湖自然保护区的天然植被也严重衰败，生态环境问题严重。在目前情况下，乌苏市要实现经济社会又好又快发展，需在维护生态环境的前提下，保障流域下游灌区灌溉用水及人畜饮水安全，加快节水型社会建设，科学合理地进行水资源配置，对流域中下游地区地表水的引水量应因地制宜，合理配置，并科学合理地开发利用地下水资源，为地下水资源管理和保护提供科学依据。

[1]朱党生，王超，程晓冰.水资源保护规划理论及技术.中国水利水电出版社.2001.1(第一版).

[2]新疆石河子水文水资源勘测局.新疆乌苏平原区地下水资源评价报告[R].2011.

[3]新疆塔城水文水资源勘测局.塔城水资源公报.2005－2010.

[4]新疆塔城水文水资源勘测局.新疆水资源保护规划(塔城部分)2013.

[5]SL286－2003.地下水超采区评价导则.