我国西北五省区及内蒙古西部地区,面积约330多万平方公里,占国土面积的35%左右,土地资源和矿产资源十分丰富,开发潜力很大,煤、石油、天然气、铝土、有色金属等在我国都具有举足轻重的地位。但是西北深居内陆,属干旱、半干旱气候区,水资源匮乏,成为制约西北地区国民经济发展的重要因素。地下水在国民经济建设中,起着十分重要的作用,特别是在我国西北干旱地区,无论在工业、农业和城市生活用水中,都占有很大的比重,有的地方甚至成为唯一的水源。
一、西北地区地下水资源概况
(一)地下水资源分布概况
我国西北地区地域辽阔,从西到东跨越经度37度,山川纵横,地形十分复杂,地势西高东低,向东逐渐降低,西部为高大的山脉,大体上以东西走向和西北走向为主,主要山脉有阿尔泰山、天山、昆仑山、喀喇昆仑山、祁连山和贺兰山等,山区面积占70%以上,其地貌特点是山区与盆地相间,这种地貌格局有利于水资源的形成。一般来说,山区降水量大,平原区降水稀少,所以水资源形成于山区而汇入平原,其间经多次转化最终消失于盆地中心的沙漠地带。
我国西北地区分布有较多的大型盆地和平原,如银川平原、关中盆地、河西走廊、柴达木盆地、准噶尔盆地和塔里木盆地等,在贺兰山以西基本上为内陆盆地,其山前平原大部分为干旱气候条件下形成的典型戈壁沙漠带,它们共同的特点是有明显的分带性,即从山区山前带(戈壁带)—>细土平原(绿洲带)—>沙漠带。山前带为由洪积扇群构成的巨厚砂砾含水层,具有良好的储水条件,地下水在洪积扇前缘溢出地表形成泉群,流入绿洲成为主要的灌溉水源,这种从山区到平原多次转化是内陆盆地水循环运动的基本方式,具有普遍性,这是西北地下水资源形成和分布的一个重要特点。
经过西北各省地矿部门的勘查研究,已基本查明地下水资源的数量和分布。地下水天然资源由地表水入渗、大气降水入渗和凝结水等补给量组成,据统计全区地下水天然资源量为1198.96亿立方米/年,其中平原区为600.82亿立方米/年;地下水开采资源为438.76亿立方米/年,其中平原区为386.69亿立方米/年(表1)。
表1 西北各省(自治区)地下水资源统计表
单位:亿立方米/年
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省
(自治区)
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地下水天然资源
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地下水开采资源
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山区
|
平原
|
合计
|
山区
|
平原
|
合计
|
|
|
新 疆
|
396.60
|
395.01
|
571.62
|
|
252.25
|
252.25
|
|
青 海
|
235.02
|
63.34
|
252.16
|
|
24.75
|
24.75
|
|
甘 肃
|
99.15
|
53.47
|
152.62
|
2.14
|
47.36
|
49.50
|
|
宁 夏
|
2.82
|
11.87
|
14.70
|
1.01
|
11.07
|
12.08
|
|
陕 西
|
74.62
|
72.72
|
147.34
|
3.32
|
48.81
|
52.13
|
|
内蒙古西部
|
56.11
|
4.41
|
60.52
|
45.60
|
2.45
|
48.05
|
|
总 计
|
864.32
|
600.82
|
1198.96
|
52.07
|
386.69
|
438.76
|
地下水的区域分布,由于受西北地区复杂的自然条件控制,导致地下水资源的地区分布也有显著的差异,从统计数字表明,约占全国面积35%的西北地区,地下水天然资源只占全国的13%,开采资源只占全国的14.8%,由此反映出,水土资源的分布不相协调,给开发利用带来了困难。
(二)地下水资源开发利用概况
西北地区地下水的开发利用有着悠久的历史。随着工农业的发展,人民生活水平的提高,需水量越来越大,过去许多地方依靠地表水作为供水水源,近年来由于一些地区出现连续干旱,地表水严重不足,因此对地下水的开发利用越来越被人们所重视。
西北地区各大盆地、平原中蕴藏着比较丰富的地下水资源,具有水量稳定又可因地制宜、方兴未艾开采的特点,因此在地表水足的情况下,地下水得以广泛的开采利用,它在西北地区国民经济建设中起着十分重要的作用。
据西北各省(自治区)1993年至1994年的统计资料,地下水每年开采总量为102.38亿立方米,其中新疆开采量为38.95亿立方米/年,青海为2.45亿立方米/年,甘肃为25.98亿立方米/年,宁夏为5.88亿立方米/年,陕西26.71亿立方米/年,内蒙古西部为2.41亿立方米/年(表2)。
表2 西北地区各省(自治区)地下水开采量及开采程度统计表(亿立方米/年)
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省
(自治区)
|
地下水
开采资源
|
开采量
|
开采程度
(%)
|
超采量
|
剩余量
|
平衡量
|
|
新 疆
|
252.25
|
38.95
|
15.43
|
|
213.30
|
213.30
|
|
青 海
|
24.75
|
2.45
|
9.90
|
|
22.30
|
22.30
|
|
甘 肃
|
49.50
|
25.98
|
52.50
|
3.28
|
26.79
|
23.51
|
|
宁 夏
|
12.08
|
5.88
|
48.70
|
0.46
|
6.66
|
6.20
|
|
陕 西
|
52.13
|
26.71
|
51.24
|
|
25.42
|
25.42
|
|
内蒙古西部
|
48.05
|
2.41
|
4.97
|
|
45.64
|
45.64
|
|
总 计
|
438.76
|
102.38
|
23.30
|
3.74
|
340.11
|
334.37
|
从开采程度来看,总的开采程度只有23.3%,其中甘肃和陕西超过50%,宁夏接近50%,其余三省、自治区开采程度都较低。在各省、自治区内各区的开采程度也不平衡,可分为三种状态,即开采程度>120%的严重超采地区,有河西走廊的武威地区和金昌市,关中盆地的西安市、宝鸡市、咸阳市、耀县和铜川市等。开采程度在100%--120%的超采地区有甘肃的庆阳地区和宁夏的银川市区、宁南固原地区以及陕西的陇县等。开采程度在80%--100%的基本平均地区有甘肃的平凉地区、陇南地区、定西地区、天水市和甘南州等,其余大部分地区开采程度较低,尚有一定的开采潜力。
(三)地下水开采利用前景
我国西北地区特有的两种自然景观是黄土高原和戈壁沙漠。黄土高原位于秦岭以北、内蒙古西部高原以南,是我国从半干旱区过渡到干旱区的过渡带,年降水量250—500毫米,但由于黄土区地形破碎,富水条件差,造成黄土丘陵区水资源贫乏。
近年来,经过详细的水文地质调查,查明了黄土高原的一些地区有较丰富的地下水,如河谷平原冲积层和黄土塬区一般均有较好的地下水分布,陕西渭北与甘肃陇东地区黄土塬分布广泛,如洛川、泾川、吉县和董志塬等在黄土层下的白垩系自流盆地广泛分布自流水,总的来说黄土高原的上述地区地睛水有较好的开采前景,但在定西、会宁、环县、宁南、西海固等地区降水少,地形切割剧烈且典土层下主要为夹有含石膏层的第三系地层,成为全国有名的苦水地区,可饮用的淡水奇缺。
戈壁沙漠主要分布在贺兰以西的内陆盆地中,这些盆地和平原的地下水资源分布和开发利用情况如下(表3)。
表3 西北地区各大盆地、平原地下水资源及开采量统计表
单位:亿立方米/年
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地 区
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地下水
天然资源
|
地下水
开采资源
|
开采量
|
开采程度%
|
剩余量
|
|
关中盆地
|
36.57
|
34.06
|
22.12
|
64.94
|
11.94
|
|
宁夏平原
|
11.87
|
11.07
|
4.90
|
44.26
|
6.17
|
|
河西走廊
|
73.01
|
35.63
|
17.84
|
50.00
|
17.79
|
|
天山北麓
|
212.54
|
119.66
|
34.27
|
27.90
|
85.39
|
|
天山南麓
|
184.01
|
132.71
|
4.68
|
3.50
|
128.03
|
1、关中盆地
关中盆地位于陕西省中部,面积约1.9万平方公里,号称八百里秦川,南倚秦岭,北界北山,西起宝鸡,东止潼关,东西长360公里,南北宽约30—80公里,地势西高东低,渭河横贯其中,盆地由山前洪积平原过渡到黄土台塬至河谷阶地,呈阶梯状地形,冲积平原分布于盆地中部。关中盆地属半干旱、半湿润气候,年降水530—700毫米,是我国重要的粮棉产区。盆地内堆积了数百米的第四系松散沉积,浅部沉积物以冲积、洪积及风积为主,赋存孔隙潜水,深部以冲、湖积为主,赋存承压水。由于盆地地热低平,降雨量适中,含水层连续分布,补给条件较好,地下水资源比较丰富,尤以渭河漫滩队地及秦岭山前兴积扇富水性强,而北山的山前洪积扇和黄土台塬富水性较差。
关中盆地地下水开采资源34.06亿立方米/年,目前已开采22.12亿立方米/年,总的开采程度为64.94%,其中西安、宝鸡、咸阳、铜川、耀县等市区均已超采。随着工农业的发展,用水量增加,地下水开采量不断扩大,供需矛盾日益尖锐,如西安市目前日需水量100—120万立方米/日,而可供水量不足100万立方米/日,地下水超采严重,地下水位普遍下降,尤其自备井区,主要是开采150—300米深的承压水,自70年代以来,水位下降了60—90米,漏斗中心水位埋深达120—150米,目前仍以1—4.3米/年的速度下降,超采面积达76.7平方公里,导致地面沉降和地裂缝加剧。宝鸡市主要开采30—150米深的承压水,开采量达20.1万立方米/日,开采程度达95%以上。咸阳市、渭南市也因集中开采,开采强度大,已形成局部超采。
2、宁夏平原
宁夏平均位于黄河上游、宁夏自治区的中部,包括青铜峡灌区、卫宁灌区和陶乐灌区,农灌面积362.5万亩。
银川平原第四纪以来,一直持续沉降,连续沉积了巨厚的第四系松散物质,在平罗西大滩—银川罗家庄沉降中心,厚度超过1600米,贺兰山前厚600—700米,该区年降水仅有200毫米左右,对地下水补给较少,由于引黄灌渠大量渗漏成为潜水的主要补给来源,并因大量引水,使潜水位日益上升,酿成大面积的土壤次生盐渍化。至1990年引黄平原内不同程度的盐渍化面积达10.3 万公顷,占耕地面积的42.5%,其中青铜峡灌区8.5万公顷,卫宁灌区1.5万公顷,陶乐灌区2915公顷。
宁夏平原当地地表水资源比较贫乏,地下水天然资源为11.87亿立方米/年。由于宁夏平原有着得天独厚的自流灌溉条件,主要依靠黄河水进行灌溉,有效灌溉面积达16.9万公顷,而用地下水灌溉的纯井灌区有效灌溉面积为1万公顷,地下水灌溉量只有4.90亿立方米/年。由于引黄灌区渠系和田间渗漏量都很大,使得地下水位上升,造成大面积次生盐渍化。
宁夏平原地下水资源丰富,开采量只有4.90亿立方米/年,开采程度为44.26%,因此尚有一定的开采潜力。
3、河西走廊
河西地区是青藏高原和内蒙古高原的过渡带,处于内陆荒漠区域,它东起乌鞘岭,西至甘新分界,南部有祁连山耸峙,北部从西向东有马鬃山、合黎山、龙首山横亘,中部为东西绵延千余公里的狭长地带—河西走廊,总面积26.8万平方公里。隶属武威、张掖、酒泉三个地区的七市九县管辖,共有人口434.25万人,是甘肃的主要商品粮基地。走廊地区大部海拔在1100—2200米之间,为一狭长地带,并被若干NWW或近EW向的基底隆起分割成为许多构造盆地。
整个河西走廊和北山地区都属于旱区,但东部和西部仍有差异,山丹以东年降水量达150—300毫米,酒泉以西降水不足100毫米,安西以西则在50毫米以下,北山大部分地区降水量在50—100毫米。
河西走廊的河流均属内陆河,可分三大水系,即石羊河水系、黑河水系和疏勒河水系,均源于祁连山,年径流量变化大,除黑河、疏勒河等较大河流外,多为季节性河流,出山后,河水大都在山前洪积扇戈壁砾石带中大量渗失,成为走廊诸盆地地下水的主要补给来源。
据甘肃地矿局近年核算,地下水补给量为73.0亿立方米/年,其中平原区为47.73亿立方米/年,地下水可开采资源为35.63亿立方米/年。
河西走廊地下水可开采资源为35.63亿立方米/年,开采量为17.84亿立方米/年,总的开采程度为50%,但各地区开采程度不一。武威地区和金昌市的开采程度分别为133%和192%,属严重超采,超采量分别为2.02亿立方米/年和1.26亿立方米/年。其余地区开采程度不足30%,剩余量为17.79亿立方米/年,开采潜力较大。
从目前开采情况来看,石羊河流域地下水已过量开采,不宜开发新的井灌,在目前应对灌溉效益不高、淤积严重、不能发挥效益的老井进行更新改造。在更新井的同志,注意调整井距和井深,按照浅、中、深统一搭配的原则调整井的深度,开采不同层位的地下水,以防水位下降幅度过大。
黑河和疏勒河流域目前只是零星开采,每年都是抗旱才打井,地下水潜力还很大,可发展井灌。在这两个流域目前尚未形成井灌规模之前,应注意统一规划,浅、中、深井相结合,提高井的质量,使其发挥最大的效益。
4、新疆天山南北麓
新疆地处欧亚大陆腹地,远离海岸,是封闭的内陆盆地,平原区降水稀少,呈现出一派干旱荒漠的自然景观。但是横贯在北部的阿尔泰山、中部的天山和南部的昆仑山三大山系,降水丰沛。山区年降水量达600—800毫米,高山上有大量冰川和永久积雪,固体水库的多年调节作用,使河流径流量年际变化平稳。
高山与盆地相间的地貌格局,有利于地下水的形成,由阿尔泰山、天山、昆仑山三大山系围绕形成了北为准噶尔、南为塔里木两大盆地,除额尔齐斯河、伊犁流域和羌塘地区外,构成了两大完整的地下水系统。
三大山系由元古宇、古生界古老基岩构成,基岩裂隙水发育;山前带由中生界地层构成,赋存着碎屑央类孔隙裂隙水;盆地内堆积着第四系松散岩类,从山前至盆地中心,呈环状依次分布着戈壁砾石带、细土平原带、湿地盐沼带和沙漠区,赋存着第四系孔隙水。
从山区到盆地腹地,水质具有明显的水平分带性,山区至戈壁砾石带水质好,一般为淡水,矿化度小于1克/升,以潜水为主;细土平原带具多层结构,为潜水、潜水—承压水,水质一般也较好,矿化度一般小于1克/升,局部大于1克/升;而再向下游,水质越来越差,一般为微咸水、咸水甚至为卤水。
根据新疆地矿局、水利厅、八一农学院共同计算的地下水资源为:
山区地下水天然资源量为396.6亿立方米/年,平原区天然资源为395.0亿立方米/年,扣除山区与平原区之间的重复量,全疆总天然资源量为571.62亿立方米/年,可开采资源为252.25亿立方米/年。
新疆地表水资源为793.11亿立方米/年,扣除地表水与地下水的重复计算量,全疆水资源总量为878.76亿立方米/年。
目前地下水开采量在38-42亿立方米/年之间,平原区开采程度为15%-17%,尚有213。4亿立方米/年的剩余量,开发潜力较大。但各地区开采程度不一,以石河子和乌鲁木齐、昌吉的开采程度最高,均达70%以上,其余地区均小于40%,甚至小于100%。
