甘肃敦煌疏勒河流域伊塘湖盆地水文地质条件研究

逯 娟，王惠榆，刘天柱，于 浩，陈香泽

（1.兰州资源环境职业技术大学 地质与珠宝学院，甘肃 兰州 730030；2.中国建筑材料工业地质勘查中心甘肃总队，甘肃 天水 741000）

地下水是非常宝贵的自然资源，在我国西北内陆干旱半干旱地区，是重要的城乡供水水源及地表水水源地的补给来源，在维护经济社会健康发展等方面发挥着不可替代的作用[1]。随着我国社会经济的发展，用水需求量日益增加，加之盆地平原地下水开采程度的加强，其水位逐年下降，同时水资源浪费和水污染问题日益凸显，致使生态环境不断恶化。为了实现有效、科学、持续地开发地下水，应先对地下水环境进行水文地质调查和评价[2]。

敦煌市位于甘肃河西走廊最西端，地处党河和疏勒河下游最大的绿洲上，平均海拔1 139 m，区内年降水量38.4~105.5 mm，蒸发量1 878~2 912 mm，属暖温带干旱气候，气候干旱，降水稀少，蒸发强烈，日照时间长，风多风强，自然条件严酷，生态环境脆弱，是西北地区的重要农业基地之一[3-5]。疏勒河是河西区域三大内陆河流域仅次于黑河的内陆河，发源于祁连山境内的疏勒南山和托勒南山之间的沙果林娜穆吉木岭，其上游的祁连山区是现代冰川集中发育地区之一。

1 敦煌市水资源存在的主要问题

敦煌市作为疏勒河下游的绿洲城市，近年来随着社会经济的飞速发展及整个疏勒河、党河流域水资源不合理的开发，水资源供给无法满足逐渐增长需求及现有水资源过度开采引发的一系列环境问题，已经成为制约当地经济发展的主要因素之一。存在的主要水资源问题有以下几方面：

1.1 流域水资源利用趋于极限

敦煌市目前的主要可利用水资源为党河流域地表、地下水资源，地表水利用率已近100%，地下水利用已处于过度开发，且有逐年扩大趋势。根据多年平均统计，流域地表水总资源4.54亿m3，不重复地下水资源0.09亿m3，合计为4.63亿m3。水资源利用现状为（2017年）地表水3.54亿m3，地下水0.99亿m3，合计4.53亿m3，总体利用率已达97.8%，已属于开发过度。其中敦煌市范围内可利用水资源4.17亿m3，而实际利用地表水3.19亿m3，地下水0.99亿m3，合计为4.18亿m3，导致区内地下水资源长期处于负平衡。

1.2 生态环境急剧恶化

由于水资源总量有限，在社会经济发展过程中，过度不合理人工干预，导致党河、疏勒河下游湿地范围不断缩减，库木塔格沙漠向敦煌绿洲逐年逼近，形成巨大的威胁。长期超采导致地下水位下降明显，据七里镇南观测资料，近30年内地下水水位累计下降达7.0 m以上，“丝路明珠——月牙泉”在近40年内水面高程降低6.0 m以上，目前已临近干涸，多年水域面积在10亩以下，水深在0.8~1.5 m，部分年份甚至出现全面干涸。全面合理调配水资源，实施全流域生态修复已迫在眉睫。故疏勒河流域内地表、地下水资源在现有状况下已无扩大开发利用的空间，且在生态修复过程中，为保证生态修复效果，尚需缩减部分生产、生活用水用于保证生态修复用水。

1.3 生活供水矛盾突出

目前，敦煌市主要城市生活供水水源地有两处，分别为党河和七里河水源地，均位于党河冲积扇，以地下水为主要供水水源。因水源地地下水开采过量，造成水源地水位下降，各开采井出水量不同程度地衰减，其中，1981-2017年自来水公司供水井水位下降了10 m，目前单井出水量与水源地建成初期的单井出水量相比，衰减了10%~20%。但随着敦煌市社会经济，特别是旅游产业的快速发展，现有供水能力已出现阶段性不足，特别是在旅游高峰期。

总之，区域现有水资源利用趋于极限，生态修复迫在眉睫。同时，生产、生活用水逐年增加，城市现有供水能力不足，且在现有水资源利用体系内又无法得到有效解决形成突出矛盾，因此在敦煌北部疏勒河流域地下水资源开发不足的区域，寻找新供水水源地作为敦煌市后备水源地，对缓解敦煌市城市用水资源供给，保障社会经济可持续发展，具有重要的现实意义。

2 敦煌疏勒河流域伊塘湖盆地水文地质条件

2.1 含水岩组及富水性

疏勒河流域整体上属于安西-敦煌盆地水文地质盆地单元，其底边界由下更新统新近系地层构成，水文地质条件如下：

整个单元由安西三角洲河流流水堆积物、北截山山前洪积扇、党河洪积扇与冲积平原构成。基底为Q1-N2地层，埋藏深度50~280 m。南部的北截山、三危山、鸣沙山、卡拉塔什塔格山与北部的走廊北山在双塔水库相接，构成楔形边界，仅有极少量的雨洪水补给，西部边界位于库木塔格沙漠边缘。

疏勒河流域伊塘湖盆地南部为祁连山，构造裂隙发育，加之降水量大，所形成基岩裂隙水甚为丰富，且水质良好。基岩裂隙水在径流过程中部分汇入河谷，以地表径流流入盆地，部分以地下径流方式侧向补给盆地；盆地北部山区由于气候十分干旱，降水稀少，因而基岩裂隙水贫乏，且水质差，除洪水可直接流入盆地外，一般对盆地地下水无补给意义；盆地内部主要接受疏勒河、党河河水、渠系及田间入渗水的补给。

根据地下水赋存特征，盆地内部地下水可分为单-潜水分布区和潜水-承压水分布区。（1）小宛堡一带、党河洪积扇顶部为单-潜水分布区，含水层岩性以砂砾石为主，单井涌水量1 000~3 000 m3/d左右，矿化度<1.0 g/L，水位埋深在敦煌洪积扇顶部>50 m，其余地段10~50 m。（2）瓜州县西部、党河洪积扇前缘细土带平原区为潜水-承压水分布区，潜水含水层岩性以砂为主，承压水含水层以砂和砂砾石为主。潜水含水层富水性一般<1 000 m3/d，矿化度一般1.0~3.0 g/L，水位埋深一般<5 m。承压水含水层富水性1 000~3 000 m3/d，敦煌绿洲西部地区大部分<1 000 m3/d；地下水矿化度一般<1.0 g/L，西部局部地段>1.0 g/L，如图1所示。

图1 安西-敦煌盆地水文地质剖面图

盆地地下水由东向西径流，在敦煌伊塘湖一带汇入党河洪积扇由南向北的地下径流，经西湖、北湖和玉门关一带向西流出研究区，地下水的排泄以下游水位浅埋区的蒸发为主。垂直向上的径流特征，大致以安西县城为界，东段为区域补给区，水头向上游倾斜，以西逐步进入区域排泄带，水头向下游倾斜。白旗堡以西地下水大量消耗于蒸发，引起下层水头相对升高。

2.2 地下水分布规律

根据地下水赋存岩性的不同，研究区主要有两个含水岩系：

2.2.1 第四系及新近系松散岩类孔隙水

主要分布在盐湖盆地第四系松散岩系地层中，含水岩性为砂石、含砾细砂、粉细砂、含盐粘土质亚砂土。根据钻探资料显示，地表浅部含水层位于含钾镁盐硬壳层下，为一个含盐卤水层，埋深一般小于3 m，单层厚度0.6~2.3 m，富水性变化较大，单井涌水量100~300 m3/d，属中等富水区。

2.2.2 碎屑岩类孔隙裂隙水

主要赋存于第四系松散岩系之下新近系地层中，含水层岩性为含砾细砂、粉细砂、中粒-粗粒砂岩，隔水层为胶泥状泥岩。分碎屑岩类孔隙裂隙潜水和层间承压水两类。

碎屑岩类孔隙裂隙潜水：区内大面积分布，水层岩性含砾细砂、粉细砂，潜水赋存于表层裂隙之中。水位埋深一般在90~110 m，多层含水，含水层厚度在5~10 m，涌水量0.23~0.67 L/d.m，富水性弱，矿化度为1~18.0 g/L，水质差。其与下部承压水含水层间有厚约35 m以上的致密含高岭土粘土岩层隔水层。

碎屑岩类孔隙裂隙承压水：含水层岩性为疏松的中粒-粗粒砂岩，层间的含高岭土粘土岩、粘土岩、泥岩是其相应的隔水顶底板。埋深120 m向下至280 m，以多层富水砂岩与胶泥状粘土岩隔水层反复交替间隔出现特点，含水层总厚度约80~100 m，富水性中等，单井涌水量可达到1 000 m3/d左右（碎屑岩类承压含水层富水性等级划分标准见表1，水体水质类型以Mg·SO4型水为主，矿化度小于0.7 g/L，pH值7.2~7.8，水质整体上较好。

表1 碎屑岩类承压含水层富水性等级划分标准

根据疏勒河流域地表地下水转换模型，如图2所示，研究区总体位于北部盆地中下游近盆地中心部位，属于径流区及排泄区，地下水赋存层位及可利用资源量均处于较稳定水平，有利于开发利用。

图2 疏勒河流域地表地下水转换示意图

3 结论及建议

本研究结合敦煌市水资源开发利用现状，表明疏勒河流域具备封存储备碎屑岩类孔隙裂隙地下水的有利地质条件，且研究区内的承压水未有成规模的开采利用，附近区域无大型工矿企业，水体未受污染，因此初步判断该区域具备良好的开发潜力，是寻找地下水的有利富水地段。

今后，需从以下几方面进行地下水资源的管理与保护：（1）合理开采地下水资源，研究区内应以保护泉水、发展河水、泉水灌溉为主，避免发生以井灌代替泉灌所造成的损失；（2）建立区域合理的用水结构，以现状水资源量为基础，实现上、中、下游用水，使工农业生产用水与生态环境用水之间水资源合理分配；（3）充分挖掘节水潜力，推广应用高新节水技术，实行定额灌溉，推广循环利用节水工艺，不断提高水资源利用率，建立节水型社会经济结构；（4）加强流域管理机构建设，按流域进行水资源统一管理，建立流域管理机构。实现区域经济、社会、生态效益三者之间的和谐统一和工农业生产的可持续发展，为后期采用水文地球化学方法开发地下水资源奠定基础。