地表水與地下水綜合利用初探

何麗娜 王 偉

（1.彬縣水利局 陜西 彬縣 713500；2.西安理工大學 陜西 西安 710048）

1 區域概況

周蘇洼地面積33.5km2，包括兩個縣的四個鄉。周城鄉位于乾縣西南，洼地則在周城鄉南部，周城西部緊鄰蘇坊鄉，周城洼地與蘇坊洼地形成一個閉合的四周高中間低的地形，故稱周蘇洼地。該區屬溫帶季風型、半干旱大陸性氣候，冬寒少雨，夏熱伏旱，春暖干燥，秋涼濕潤，氣候溫和。該區多年平均降雨量為574.4mm，雨量多集中在7月～10月，幾乎占全年降雨量的50%左右，多年平均水面蒸發量為1419.0mm。

1.1 地形地貌及水文地質條件

該區域屬新老洪積扇組成的山前洼地，洼地除西南部地形較低，而且微向漆水河方向傾斜外，周圍地形較高，洼地中心等高線（535m～545m）稀，間距大，地形平坦而開闊，有利于暴雨期間雨水匯集于洼地補給潛水。因此，洼地在有豐富的地下水補給來源和封閉的地形條件下，使地表水難以徑流方式排泄，而入滲后成為地下水，這就是洼地具有的特殊“蓄水構造”。

1.2 水資源概況

該區域的水資源相對來講還是比較豐富的。地表水水量充足（渠水可提供1800萬m3），可以滿足大部分作物的灌水要求。地下水位也較淺（在10m以內），井群的設計開采量也遠大于其工業生活需水量，并且可以滿足部分灌溉要求。

該區域的地表水源主要從寶雞峽灌區的四支渠和五支渠引水。區內共有耕地面積約40000畝，設施灌溉面積35751畝。本區地下水主要以大氣降水、灌溉水入滲和渠邊側滲為補給來源，通過緩慢的地下徑流、人工開采和潛水蒸發排泄到區外。潛水水位埋深在0m～40m之間。全區共有57眼井可以使用，其中包括8眼輻射井，20眼配套機井和29眼不完全配套的鍋錐井。區內共有抽水站10處。

2 存在問題及原因分析

（1）自1971年寶雞峽灌區開始灌溉以來，渠道灌溉逐漸替代了井灌，加速了地下水位的上升。據統計，1974年～1983年水位普遍上升了13.54m～14.05m，年上升速率為1.2m，一度出現了明水壕17處，明水面積達4488畝，（周城2808畝，蘇坊1680畝），使17眼機井報廢，3000多間民房倒塌，全區3000多畝種植地浸泡在一片汪洋之中，使當地群眾的生產生活受到嚴重威脅。這些都說明，研究時段內灌溉水及雨水入滲是地下水上升的主導因素。

豐富的地下水補給來源、封閉的地形條件使地表水很難以地表徑流的方式排泄，而是入滲后成為地下水，使地下水的補給量明顯增大。由于黃土中地下水的水平徑流微弱，主要以蒸發排泄消耗地下水量（尤以上部含水層最為明顯），加之洼地地形所具有的特殊“蓄水構造”，使排泄量沒有明顯變化，從而造成了洼地地下水的補給量大于排泄量，顯示出正均衡。

（2）1984年以后地下水位年變幅較小，相對比較穩定，蒸發排泄已經成為一個主要的排泄途徑，潛水和土壤已不同程度的發生了鹽堿化。在地方政府和寶雞峽灌區管理局的共同重視和努力下，采取了修建了排水溝，積極發展井灌等措施來排泄地下水，同時適當減少引渠水量，地下水位在其后的幾年里得到了有效的控制，明水也逐漸消失。在這期間，還經歷了由于大的降水所造成的地下水位的小幅度回升。1988年來水較豐（p=25%），降水量為675.6mm，1989年的地下水位則維持在1.72m～2.67m，比1988年略有所上升，但是比與之降水量相當的1984年（p=20.8%，681.1mm）水位還是要低，這說明地下水位在穩定的基礎上逐步有所下降。到1990年時，該區已經基本消除了堿災與漬災的隱患。

（3）由于沒有進行合理的地表水與地下水綜合利用，對地下水的開采量并沒有隨著地下水位的降低而有所減少，相應的渠灌引水量也沒有增加，故而地下水位逐年降低。到了上世紀90年代末，地下水位的下降速度越來越快，并且呈現多年性下降趨勢，從1995年的3.80 m～5.13m下降到2002年的8.93 m～10.05m，下降了5 m左右，平均每年下降0.8 m。這已經大大超出了地下水位的臨界水深范圍3m～6m，且黃土臺塬區潛水蒸發極限深度為4.0 m，所以近幾年洼地的蒸發量可以忽略。出入境水流也隨著地下水位的降低及較深部黃土水平方向的弱透水性而大為減少，那么對地下水的開采就成為地下水排泄的一個主要方式，所以人工開采量就成為影響地下水動態平衡的主導因素。

地下水位變化幅度是平衡該區水量的重要標志。而周蘇洼地地下水位從上世紀80年代初開始的一直上升，甚至出現明水，到上世紀90年代后期一直下降，埋深達到9m多，這樣的變化說明該地區地下水自寶雞峽灌區開始灌溉以來一直沒有達到一個多年的均衡。由于灌溉水的入滲是地下水的重要補給來源，水位的升降也體現了這些年來渠道灌溉引水量的變化，那么如何控制從地表水所引取的水量對地下水進行調節，進而維持地下水的動態均衡就成為一個最主要的問題。

3 地表水與地下水綜合利用

（1）在一些地下水埋藏較深，潛水蒸發可以忽略、地下徑流排泄暢通，無特殊“蓄水構造”的區域，采用渠灌不會引起地下水位上升，又不會使土壤發生次生鹽堿化，而且渠水成本也低，經濟效益高，在這些地區實行渠灌，是一種行之有效的好方法。但對于周蘇洼地來說，盡管塬邊地下水排泄比較暢通，但洼地所具有的“蓄水構造”使補給水無法順利排出，由此可見，洼地外圍水力坡降大，徑流條件好，洼地中心水力坡降小，徑流條件差。所以，不能從單一方面來說明是否可用渠灌，要全面考慮各個因素，綜合分析，聯合利用。

（2）在一些地表水資源短缺，地下水埋藏較淺，地下水主要以潛水蒸發的形式排泄，補給條件好，長期開采又不至于使地下水枯竭的區域，實行井灌是一種行之有效的好方法。但對于周蘇洼地來說，渠水灌溉入滲是它的一個重要補給來源。自上世紀80年代末的大力排水和降低渠灌引水量、重視井灌后，渠灌引水量明顯減少，地下水的補給量有所減少，并且又經過了上世紀90年代的長期大量開采地下水，地下水埋深已經到達了9m左右（2002年～2003年），遠大于臨界埋深的下限6m，人為的開采量也已經取代了蒸發成為潛水排泄的主要方式。這說明該地區地下水的補給條件并不是十分豐富，需要在渠灌水量提供一定補給的情況下適量開采，才能長期為我所用，所以單純的井灌也是行不通的。

（3）在干旱與半干旱地區，由于地面水源在時間上的分配變化很大，為了最優利用地區水資源，綜合利用地表水與地下水已經成為重要策略。在此，從兩個方面來探討：第一，從水量平衡角度來看，單一水資源開發已產生許多嚴重后果。周蘇洼地就是從上世紀70年代開始到80年代末長期引渠水灌溉，輕視井灌，造成了大量損失。然而在我國某些地區，由于過量開采地下水，已經形成了地下水下降漏斗，進一步提取地下水，不僅價格昂貴，而且往往產生不可想象的惡果。因此，無論在任何地區，地表水與地下水綜合利用，往往都存在一個最適宜的比例。第二，從規劃設計或者管理運行的角度來看，地表水與地下水聯合利用較之單一水源利用可以產生更大的經濟效益。

4 結語

通過對周蘇洼地的水問題分析，并結合當地的具體水資源分布情況，認為地表水與地下水綜合利用能提高灌區水資源利用率、提高灌溉用水保證率、防治灌區漬澇和鹽堿化、提高作物產量，是保證區域地下水均衡，解決水問題的最佳途徑。陜西水利