民乐盆地地下水成因浅析

宋铮

（甘肃省张掖水文水资源勘测局，甘肃　张掖 734000）

民乐盆地地下水成因浅析

宋铮

（甘肃省张掖水文水资源勘测局，甘肃张掖 734000）

通过对民乐盆地地下水的成因分析、认识，了解地下水的形成规律及存储量，并探讨如何开采利用、以弥补地表水的严重不足。

地下水；成因；分析；民乐

1　地理概况

民乐县地处河西走廊中段，祁连山北麓，甘州区东南部；东及东北与山丹县相接，南靠青海省的门源、祁连县，西南与肃南裕固族自治县为邻，西和西北同甘州区毗邻。位于东经100°22′59″到101°13′9″，北纬 37°56′19″到 38°48′17″之间，东西宽73.8km，南北长95.4km。

县内气候属大陆性荒漠气候，日照时间长，热量资源丰富，气温变化大，蒸发强烈，气候干旱，多风沙。地势南高北低，由东南向西北倾斜；海拔1589～5027m。地貌类型可分为山区、平原区和荒漠区。年平均气温1.8～5.2℃，无霜期95～164d，年平均日照时数2897h，多年平均降水量200～600mm，多年平均E601型蒸发量1038mm。

民乐地形南部为祁连山地，北部为倾斜平原，境内河流均发源于祁连山北坡，属内陆河流域黑河水系，集水面积1773.3km2，冰川面积22.10km2。有大小支流85条，河道总长度236.6km，其中有7条主要河流，即苏油口河、大渚麻河、小渚麻河、海潮坝河、洪水河、玉带河和童子坝河，集水面积1521 km2，多年平均径流量为36230万m3，占总径流量的88.0%。有12条较大的小沟小河，即河牛口、马蹄河、柳家坝、黄草沟、乃堵坝、山城河、红岭河、砂咀口、石灰窑、天井沟、小香沟、大香沟，均发源于浅山沟谷丘陵之间，分布于全县七大河系，多年平均径流量为5019万m3，占总径流量的12.0%，其中黄草沟、红岭河水量尚未拦蓄利用，大香沟、小香沟、天井沟水资源被山丹军马场所利用。

流域地处祁连山洪冲积扇倾斜平原上，具有春寒、夏旱、秋涝、冬枯之特点。径流年际变化大，年内分配不均。根据45年的水文系列资料分析计算，年径流量变差系数在0.16～0.35之间。

2　水文地质及地下水分布

民乐地处祁连山山前盆地地带，南面以祁连山山前深大断裂为界，北面以龙首山山前大断裂为界，东面由于永固的隆起和平坡马头山隔离，形成了民乐三角小盆地基本构造。

民乐盆地由于平原与山区的深大断裂接触地带第三纪和下更新世地层抬升，山前平原大幅度下降，地下水形成跌坎，河流地表水出山后，除引入水库、渠道灌溉农田外，其下泄部分通过巨厚砾石层便急剧垂直渗漏，导致埋深达150m左右。随地势递减至平原前缘的北滩、六坝乡地带，地下水虽然有所变浅，但据已有机井资料证实，埋深仍在110m左右。因此，开采利用仍具有较大困难。平原区东部扁都口河山前地带，情况则不同，扁都口河的地表径流出山后，渗漏到地下的潜流水，经过短暂流程至永固地带，由于第三系红层岩隆起阻隔，地下水位抬升形成潜流溢出带，以泉的形式出露地表。

3　地下水资源量

3.1天然补给量计算

境内地下水补给来源及补给量主要有沟谷潜流量、河道入渗量、渠系渗漏量、田间回归入渗量和大气降水入渗量。根据有关试验研究资料，当地下水埋深小于5m的地区，一次性降水量大于10mm时，大气降水有补给作用，但地下水埋深大于5m的地区，多年平均降水量在105～120mm时，田间回归水补给地下水甚微，据资料表明，实际田间回归水和大气降水量有可能补给地下水，但其量很小。在现状灌溉制度下的田间水入渗有利地段为地下水埋深在1～3m地段。境内地下水埋深均在80～250m以上，此两项补给量均不做考虑。

3.1.1河道入渗量

根据民乐各灌区引水量资料，河道入渗以暂时性洪水为主，考虑到各地段包气带厚度，含水层岩性结构的差异和水资源利用在灌区内的特点，渠首以下河道渗漏率选用90%，扣除包气带损失10%，即渗漏补给率为80%。经计算地表径流渗漏量为4588.2万m3。

3.1.2渠系水渗漏量

境内灌溉渠道较多，各级渠道纵横交错，形成了庞大的渠系网，但其衬砌形式和衬砌标准不高，且完好率随着工程运行逐年降低，使各级渠道引水和实际用水相差很大。根据灌区常用的渠系利用率和修正系数，按照灌区引水量推算出渠系渗漏量。经计算渠系渗漏量为10597.1万m3。

3.1.3河（沟）谷潜流量

各河（沟）谷的潜流量出山后，全部注入民乐盆地，按照灌区引水量推算出年径流量为2363.62万m3。

3.1.4侧向流入量

侧向流入是山区基岩裂隙水和盆地沟谷的补给量。据有关资料计算其量为11375.4万m3。综上4项补给量得民乐县地下水补给量约为28924万m3。

3.2天然排泄量计算

3.2.1潜水蒸发、蒸腾量

潜水蒸发、蒸腾与地下水埋深关系密切，随着埋深的增大而蒸发减小，强烈蒸发多产生在地下水埋深小于2m的地段。民乐地域的地下水埋深由南向北逐渐变浅，南部150～180m，北部80～120m，中部平原多在120m以上，大都已超出潜蒸计算范围。因此，不予考虑，少部分潜水埋深小于5m的地区，主要是永固等泉水溢出地段，面积约为14km2，参照有关资料计算，年蒸发量为53万m3。

3.2.2泉水溢出量

泉水主要分布在海潮坝河两岸的浅山丘陵区和扁都口河永固隆起带地段。泉水溢出是大马营盆地地下水主要的排泄方式之一，在永固—军马三场的河（沟）谷地带，大量溢出地表。童子坝灌区多年平均泉水溢出量为216.28万m3，其中永固泉水为46万m3，乃渚坝泉水为170.28万m3（民乐引用65.99万m3，其余被山丹县引用）。海潮坝灌区丰乐泉沟多年平均溢出量为151万m3。

3.2.3侧向流出量

侧向流出是指从灌区流出的地下水量，根据补给量和排泄量，推算出侧向流出量为29819.51万m3。

3.2.4地下水开采量

指现状条件下开采的地下水量。全县共有机井41眼，其中农林灌溉23眼，生活供水18眼，年开采量为877.87万m3。综上述4项，全县地下水排泄量为31117.66万m3。

4　地下水均衡计算

民乐境内地下水总补给量为28924.32万m3，总排泄量31117.66万m3，地下水均衡差为-2193.34万m3。境内由于水利化程度的不断提高，河水大量引灌或拦蓄，人为地减少了河、渠系渗漏补给量，加之下游张掖石岗墩高新节水农业示范区大量开采，导致了地下水持续下降，地下水资源量处于负均衡状态。见表1。

表1　地下水均衡计算表　单位：万m3

通过地下水资源均衡计算表明，境内地下水补给条件较好，而开采利用甚少，全县共有地下水资源补给量为28924.32万m3，重复计算量为26193万m3。

5　水资源总量

全县水资源总量由地表水资源量和地下水资源量组成，地表水资源量为多年平均径流量，地下水资源量为多年平均补给量。计算表达式为：

式中：W——水资源总量；

R——地表水资源；

Q——地下水资源。

经计算，全县多年平均地表水资源量为41248.77万m3，地下水补给量为28924万m3，多年平均水资源总量为70172.77万m3，其中重复量为26193万m3。

6　地下水可利用水资源量

6.1现状开采量

民乐地下水开发利用程度较低，现状地下水开采，主要分布在水位埋深小于150m的地带，即六坝、北滩、永固等地，现有机井41眼，除供人畜生活饮用和工业用水外，主要配合河水，调剂农林灌溉和发展纯井灌区。现状开采量为877.87万m3。见表2。

表2　现状地下水开采量表

6.2地下水允许开采量

地下水允许开采量是指在一定的技术经济条件下，采用合理的开采方案和合理的开采动态，在整个开采期内，出水量不会减少，动水位不超过设计要求，不发生危害性环境地质问题为前提的允许开采水量。

根据境内的水文地质条件，在水位埋深小于220m的地段，采用平均布井法来评价地下水的允许开采量。在计算中各灌区单井设计降深为10m，单井出水量按最大降深时的涌水量确定。经计算民乐地下水允许开采量为16377.00万m3/a。

经计算分析，全县地表水可利用水资源量为37823.63万m3，占天然来水量的91.7%，全县总需水量为39927.62万m3，地表水无法满足需水要求，为了解决地表水不足的矛盾，只有开采地下水加以补充。然而，由于民乐境内地下水埋深较大，受经济和技术条件的限制，开采不易，现状开采量877.87 万m3仅占允许开采量16377.00万m3的5%。同时县境内邻近的张掖市甘州区石岗墩高新技术开发区近年来发展迅速，地下水开采量逐年增加，使得区域地下水水位下降幅度较大，也增加了开采的难度。根据张掖水文水资源勘测局在石岗墩一带布设的地下水监测井资料反映，1981～1995年水位变化比较平缓，平均下降幅度为0.04m/年，1996～2000年平均下降幅度为0.15m/年，2001～2002年下降幅度为0.2m/年，下降趋势较明显。民乐地下水均衡计算中，现状年出现负均衡，也说明了这一点。

7　存在的问题和建议

1）地表水、地下水水资源开发利用不均衡，地表径流调节能力差。

2）民乐现状水资源开发利用计算表明，地表水资源总体利用程度已很高，约为91.7%，地下水开发利用程度较低，仅为3.0%，地表水、地下水水资源开发利用不均衡，特别是地下水尚有较大开发空间。

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