敦煌盆地地下水分区管理刍议

汪 婧，牛存稳

（1.甘肃省酒泉市党河流域水资源管理局，736200，敦煌；2.中国水利水电科学研究院，100038，北京）

敦煌盆地属于甘肃河西走廊最西端的党河流域，地处甘肃、新疆与青海三省（自治区）交界区,行政区划属甘肃省酒泉市的敦煌、瓜州、阿克塞、肃北以及玉门等县市，总面积约3.2万km2。敦煌盆地孕育的敦煌绿洲成为阻挡库姆塔格沙漠东进的生态屏障。近几十年来，随着区域经济社会的快速发展，水资源开发利用强度不断增加，敦煌盆地出现地下水水位快速下降、河道水量锐减、湿地逐渐萎缩等生态环境问题，目前库姆塔格沙漠以每年2~4 m的速度东侵，敦煌绿洲受到严重威胁。

地下水是敦煌绿洲的“生命线”，摸清敦煌盆地分区地下水水位动态变化特征，采取针对性措施提高敦煌绿洲治理的效果和有效性，对于区域生态保护和高质量发展具有重要意义。2011年国务院批准了《敦煌水资源合理利用与生态保护综合规划（2011—2020年）》（以下简称敦煌生态规划），明确采取水量分配、高效节水、适度调水等措施实施综合治理，其中恢复敦煌盆地地下水水位是整个规划的核心，也是最大的难点。

一、敦煌盆地地下水特征与管控需求

根据《酒泉市地下水超采区限采范围划分报告》，酒泉市地下水区域性超采量超过2亿m3/a，其中敦煌市地下水超采区年超采量为2 754万m3，瓜州县地下水超采区年超采量为6 726.48万m3，玉门市地下水超采区年超采量为5 108.32万m3。

敦煌盆地地形起伏变化较大，地势南北高中间低，中部平原区东高西低，山区、平原、丘陵交互出现。第四纪以来，敦煌盆地北部山区中段以及南部走廊山脉长期处于较强烈的上升运动中，形成了以构造为主的剥蚀构造地形。第四纪断陷盆地大幅度下降，带来大量松散物堆积，造就了本区地貌的基本轮廓。在地表水流、风力共同作用下，形成了区内以堆积作用和剥蚀作用为主的地貌形态特征。

敦煌盆地地下水主要由党河地表水的线状垂直入渗及降水、渠系渗漏与田间灌溉水的面状垂直入渗，以及疏勒河上游地下水侧向径流补给，以蒸散发、机井开采、泉水溢出的形式排泄，最终通过地下径流经西湖保护区西端向西北部流出研究区，进入库姆塔格沙漠。在山前洪积平原区地下水主要补给源有党河河流入渗、主干渠水渗漏、暂时性雨洪入渗、降水入渗，灌区有渠系水渗漏补给、灌溉回归水渗漏补给等形式。

由于甘肃河西走廊社会经济发展用水量增加，敦煌盆地地下水水位持续下降，敦煌西部阻挡库姆塔格沙漠东扩的敦煌西湖国家级自然保护区地下水溢出量也逐年减少。另外，由于保护区水源疏勒河、党河流域上游截流开发，西湖国家级自然保护区地表水的补给急剧减少乃至消失，保护区湿地面积萎缩，面临严重的生态危机。由于不同区域的地下水问题不同，演变特征和影响因素有差异，因此需要针对不同分区的敦煌地下水水位开展动态分析，确定不同类型和影响因素下的地下水保护对策措施。

二、敦煌盆地地下水分区

敦煌盆地地下潜水受多种因素影响呈现出不同的变化势态。地下水年内变化呈明显的分带规律，主要与地下水的补给条件和含水层埋藏特征（深度、包气带岩性）有关。敦煌盆地地下水水位变化的直接原因有地表水入渗，农业绿洲区渠系水、灌溉水入渗以及人工开采。灌区外细土荒区，河流入渗、人为灌溉和开采影响甚微，潜水蒸发则成为地下水水位变化主要原因。

根据研究区内47眼地下水水位自动监测井2020年1—12月的监测数据，应用Grapher等制图软件绘制成水位动态变化曲线，发现区域浅层地下水可分为径流型、灌溉-径流-开采型、开采型和蒸发型4种动态类型。

1.径流型

敦煌盆地地下水是一个具有相对独立补径排关系的水文地质单元，具有我国典型西北内陆盆地的地下水循环特征。径流型区域分布于灌区上游戈壁平原区，地下水径流受水库泄水和渠系输水影响而不受开采影响，在一个水文年内出现一个高水位期和一个低水位期，高水位期出现于4—10月，低水位期出现于1—3月，年变幅不大（图1）。

2.灌溉-径流-开采型

灌溉-径流-开采型区域分布于灌区南部，每年3月份灌溉开始后，由于渠系水入渗补给地下水，水位逐渐升高，至5月份开始开采地下水后，地下水水位逐渐下降，至9月份开采结束时，地下水水位降至最低，10月份水位开始回升，年变幅0.83～2.81 m（图2）。

图1径流型地下水水位动态变化曲线图

图2灌溉-径流-开采型地下水水位动态变化曲线图

3.开采型

开采型区域主要分布于灌区内河水、井水混灌带或以井水灌溉为主的地带，如河灌区敦煌城区以北。地下水开采引起的水位波动掩盖了天然动态的水位变化，表现出与开采期（即5—7月）对应的低水位期和与非开采期对应的高水位期（灌溉期即9—11月），呈现单谷单峰特征，6—8月份降幅最大（图3），年变幅5.44~9.47 m。

4.蒸发型

蒸发型地下水区域分布于中、下游盆地地下水水位埋深小于3~5 m的荒区，伊塘湖、玉门关、西湖等地。由于该地带地下水径流流速缓慢，强烈蒸发是影响地下水水位动态变化最主要的因素。地下水水位历时变化与气温和蒸发密切相关，曲线上呈现单峰单谷型（图4）。一般6—9月地下水水位随着区域气温升高和蒸发不断增大而持续下降，10月至次年3月水位则随着气温降低和蒸发减小而上升。水位年变幅一般为0.5~1.7 m，水位年变幅与埋深呈反比，说明其动态过程与来自上游的地下径流关系不大。

三、敦煌盆地地下水管控思考

随着敦煌生态规划逐步推进达效，加强地下水管控的需求日趋加强。根据《地下水管理条例》要求有针对性地开展地下水分区管控，有利于实现敦煌生态保护和经济社会的全面协调可持续发展。

1.分区管控，提高效率

考虑地下潜水动态的多种影响因素，按照敦煌盆地4种类型的地下水演变特点提出针对性措施。径流型地下水受水库泄水和渠系输水影响而不受开采影响，应加强对水库泄水和渠系输水的管控。灌溉-径流-开采型地下水水位因渠系水入渗补给而升高、开采而下降，应重点关注开采的管控。开采型地下水水位受灌溉开采井水而下降，需全面推进灌区节水，进一步控制灌溉面积，优化灌溉制度，压减地下水开采规模。蒸发型地下水水位因强烈蒸发而下降，应进一步加强区域植被优化调控，减少区域无效蒸发量。

2.结合规划，综合施策

敦煌地下水治理是一项系统工程，必须和整体规划结合。为了缓解水资源供需矛盾、遏制生态恶化趋势，敦煌生态规划中规划了月牙泉恢复补水、敦煌市地下水水源地置换等八大重点工程，其中多项工程与地下水保护与修复有关。敦煌市地下水水源地置换工程从党河水库取水，分别送往七里镇(青海油田公司敦煌基地)自来水厂和市自来水厂，每年从党河水库引水1 868万m3，用以满足敦煌市城区及周边用水需求，每年可以减少地下水开采量1 266万m3。工程投入运行后，敦煌市将形成以党河水为主、地下水为辅的供水体系，对遏制因地下水过量开采而引发的区域生态环境恶化势头具有不可替代的作用。敦煌地下水综合治理需要加快完成敦煌生态规划重点工程建设任务，确保生态保护目标实现。

3.把住根源，“四水四定”

人类活动加剧是导致敦煌生态环境退化的根本因素，管控经济社会发展不超过水资源承载能力是解决敦煌水生态问题的关键。“四水四定”为强化水资源刚性约束带来了政策抓手。认真落实“四水四定”，在用水总量管控的基础上，进一步以地下水可开采量为红线，严格地下水取水许可和用水计划管理，将地下水与产业布局、规模控制、效率提升和水量优化配置调度严格挂钩。要严格地下水取用监管，对违法违规取水、凿井、供电的单位和个人依法严肃查处。按照地下水管理要求，在敦煌盆地地下水超采区，对有地表水源替代、城乡公共供水管网能覆盖范围的取水井要限期关停，无证取水且不符合补办条件的取水井必须关停，对已关停的取水井，要加强监管，定期组织“回头看”，严肃查处明关暗用、停而复用等行为，确保关停到位，严格落实取水监管制度。

图3开采型地下水水位动态变化曲线图

图4蒸发型地下水水位动态变化曲线图

4.针对性实施地下水人工调蓄

敦煌绿洲多年地下水水位呈逐年下降趋势，党河冲洪扇前缘人工绿洲由于城市集中供水的影响，区域南部地下水水位下降幅度最大。地下水负均衡与降水、上游来水、地表水开采、地下水开采、用水和节水水平等多项因素相关，根据相关的研究结果，敦煌盆地的地下水负均衡均在8 000万m3以上。在人类活动影响下，地下水系统自我调节能力已日益退化，地下水人工调蓄已成为防止地下水资源持续减少、维护地下水系统活力的重要举措。针对敦煌盆地地下水分区特征，针对性提出调蓄区地下水开采布设优化方案，根据数值模拟模型等识别高效补给区域，提出有效补给措施和水源，尽早恢复地下水生态。

5.全面加强监测计量，开展灌区现代化建设

为及时掌握地下水水位信息，在线监控要覆盖地下水年取水量5万m3以上的非农取水户，全面建立农业用水计量监控系统，布设农业灌溉取水井监测点，以精准核定“以电折水”系数及不同作物亩均用水量，有效监控各地农业灌溉地下水取水量。通过监测计量，加大对灌区节水量、地下水开采量、下泄生态水量、月牙泉水深等指标的总结分析工作，梳理查找存在问题，研究提出对策建议和针对性的工作措施。着力加强水利信息化，切实提升取用水管理能力，为地区水安全提供技术支撑。 ■