甘肅省石羊河流域地下水超采區補水研究
——景電工程提質增效

陳登農

（甘肅省水文水資源局，甘肅 蘭州 730000）

地下水是重要供水水源和生態環境要素，在保障城鄉生活生產供水、支撐經濟社會發展、維系良好生態環境等方面具有極其重要的作用。地下水監督管理是踐行水利改革發展重要抓手，地下水超采區治理成為地下水監督管理的主要措施之一。甘肅省地下水超采區主要集中在河西走廊區域，水利部將河西走廊地區納入全國9 個地下水超采區重點治理區域范圍。

石羊河流域是河西走廊三大流域中地下水超采最為嚴重的流域，超采區治理的方法有兩種類型，即開源和節流，有效的開源辦法就是外流域調水。景電工程從2001 年開始向石羊河流域調水，調水量從0.43 億m3陸續增加到0.97 億m3，經過調查和計算研究景電工程還有提質增效的空間，有較大的供水能力為石羊河流域干流、古浪河流域、大靖河流域的下游平原區的地下水超采區內有效補水。

1 資料與方法

1.1 區域概況

石羊河流域地下水主要由上游的八條河流出山的基流和徑流補給，在沒有人類開發利用以前，河流出山后地表水和地下水互相轉換流向下游，最終在民勤縣境內形成面積約四千平方千米的休屠澤，就是現在的青土湖，在民勤縣境內形成幾百萬畝的湖積平原區，土壤肥沃，非常適宜農業種植。

干燥的氣候和夏季的高溫造成石羊河流域的蒸發量極大，蒸發也是石羊河流域中水的主要排泄方式，人類未開發利用以前，通過形成大面積的湖面來加蒸發量。人類開始引水灌溉后，河道里的水被引到田間地頭，用于農業灌溉，通過地表蒸發和植物蒸騰作用蒸發耗散，流到下游的水量逐漸減少，青土湖逐漸萎縮，于20 世紀50 年代完全干涸，形成長達13km 的風沙線，成為民勤綠洲北部最大的風沙口，巴丹吉林沙漠和騰格里沙漠有聯合的可能。進入21 世紀，生態環境逐漸受到重視，石羊河流域重點治理規劃被提出并實施，2010 年，干涸半個世紀的青土湖重新形成了3km2的水面，最主要的水來自于景電工程向民勤干渠調水，景電工程調水分布圖如圖1 所示。

圖1 景電工程調水分布圖

1.2 資料收集

本次研究主要收集到黃河流域蘭州水文站和安寧渡水文站近幾年的月年徑流量，蘭州水文站監測斷面是黃河甘肅境內的控制性斷面，安寧渡水文站是距離景電工程取水口最近的黃河干流水文監測斷面，這兩個站的水文資料能夠很好的代表黃河的甘肅段的過水量。

收集匯總了景電工程從2006 年開始向石羊河流域調水以來的年度調水量，以及2018 年和2019年的月度調水量，用以分析景電工程向民勤縣蔡旗斷面的調水能力。

1.3 提出背景

景電工程的引水量指標由“八七分水方案”分配，“八七分水方案”中明確指出只適用于南水北調工程受益前，現在南水北調東線及中線已經基本完成，沿線省份從2014 年已開始受益，調水量穩定增加，供水量屢創歷史新高，說明南水北調工程已能夠為黃河下游地區穩定供水，“八七分水方案”已不再適用于黃河干流分水。

近年來黃河中上游能源建設由于水資源短缺無法正常發展，因此非常需要將黃河水留在上中游助力當地經濟發展。

2017 年，水利部、原國土資源部聯合印發《全國地下水利用與保護規劃》，明確了全國地下水超采區治理的目標、任務與措施，開展地下水超采區治理是保護生態環境、實現可持續發展的迫切需要。

2 供水能力分析

2.1 安寧渡斷面徑流量時段分析

黃河的汛期是4～10 月，每年4 月春汛和上游水庫調蓄，安寧渡水文站的過水量逐漸增加，至10月主汛期是6～9 月，期間有洪水過境，水量充沛，可供景電工程開啟最大提水能力取水。

安寧渡水文站2018 年和2019 年均為豐水年，最小月平均徑流量460m3/s，最大月平均徑流量3280 m3/s，安寧渡水文站2018 年和2019 年月平均徑流量分布圖如圖2 所示。

圖2 安寧渡水文站2018 年和2019 年月均徑流量

根據圖2 可以看出2018 年安寧渡水文站月徑流量大于1200m3/s 的時間段是4 月中旬至10 月下旬，約200d，大于1500m3/s 的時間段為6 月初至10月中旬，約135d；2019 年安寧渡水文站月徑流量大于1200m3/s 的時間段為3 月下旬至11 月上旬，約225d，大于1500m3/s 時間段為4 月中旬到10 月下旬，約190d。

2.2 景電工程提水能力分析

景電工程從2006 年開始向民勤縣蔡旗斷面調水，起初，年調水量四千多萬立方米，到2016 年達到歷年最大的9988 萬m3，景電工程二期歷年向民勤斷面調水量見表1，分布情況如圖3 所示。

圖3 景電工程二期向民勤斷面調水分布圖

表1 景電工程二期向蔡旗斷面歷年調水量 單位：萬m3

景電工程各旬調水量并不統一，并沒有充分發揮出景電工程的調水能力。景電工程向蔡旗斷面典型時段調水量見表2，可見，在黃河水量充沛的時段也會出現調水量為0 的旬，調水時段分配不盡合理。

表2 景電工程向蔡旗斷面典型時段調水量 單位：萬m3

景電工程最大調水能力達到旬調水量660.1 萬m3，即：調水最大流量可以達到7.64m3/s，若沒有取水指標限制，景電工程向蔡旗斷面的供水能力為66 萬m3/d。

2.3 年供水能力

2.3.1 1200m3/s 為來水量充裕控制線分析

當安寧渡斷面來水量小于1200 m3/s 時，景電工程按照現狀供水量供水，當安寧渡水文站斷面過水量大于1200m3/s 時，景電工程用最大提水能力7.64m3/s 供水，則2018 年可多供水萬7201m3，2019年可多供水9010 萬m3，具體情況見表3。供水量小于黃河實際過水量的0.64%，不會對下游造成實質性損害。

表3 按1200m3/s 每秒控制調水情況表 單位：萬m3

2.3.2 1500m3/s 為來水量充裕控制線分析

當安寧渡斷面來水量大于1500m3/s 時，景電工程按照現狀供水量供水，當安寧渡水文站斷面過水量大于1500m3/s 時，景電工程用最大提水能力7.64m3/s 供水，則2018 年可多供水5080 萬m3，2019年可多供水8371 萬m3，具體情況見表4。供水量小于黃河實際過水量的0.51%，不會對下游造成實質性損害。

表4 按1500m3/s 每秒控制調水情況表 單位：萬m3

3 結論

通過上述的分析計算，得出甘肅景電二期工程向石羊河流域調水有較大的提質增效空間，在滿足現有調水量的基礎上，可以按照黃河的實際來水量調水，當黃河安寧渡水文站斷面流量大于1200m3/s時，景電工程滿負荷運行，不占用取水指標，向石羊河流域調水，每年可多調7000 萬m3至9000 萬m3水；當黃河安寧渡水文站斷面流量大于1500m3/s時，景電工程滿負荷運行，不占用取水指標，向石羊河流域調水，每年可多調5000 萬m3至8000 萬m3水，在大靖河流域、古浪河流域和紅水河流域開口流入天然河道，通過河道補給地下水，或者在地下水超采區內設置超采區補水井，將水補到地下，有效增加這三個區域的地下水水庫蓄水。

石羊河流域地下水水庫蓄水量增加，地下水埋深變小是超采區治理有了初步效果的體現，直到大部分綠洲區的地下水埋深小于7m，綠洲區的天然植被不需要灌溉，能夠正常生長，超采區的治理才算圓滿完成任務。