鎮原縣水資源開發利用與開采技術條件探析

李 敏

（甘肅省慶陽生態環境監測中心，甘肅 慶陽 745000）

鎮原縣位于甘肅省東部，地處慶陽市的西南端，東臨慶城縣、西峰區，西接寧夏回族自治區彭陽縣，南連平涼市涇川縣、崆峒區，北靠環縣，全縣總面積為3 500 km。鎮原縣是一個以種植業為主的農業縣，洪河、茹河河谷川區是該縣確定的農業開發重點區域。

1 自然地理概況

1.1 地形地貌條件

地貌屬黃土溝壑殘塬地貌，地形總體趨勢西北高、東南低，以5‰的坡降由西北向東南傾斜，海拔為1 110 ～1 270 m，相對高差為160 m，地貌類型屬剝蝕堆積黃土梁峁丘陵及黃土塬，如圖1 所示。由于區內地表植被稀疏，溝谷溯源侵蝕強烈，水土流失嚴重，地形支離破碎，形成殘塬、梁峁和河谷川區等不同的地貌形態。

圖1 鎮原縣地貌圖

1.2 氣象水文條件

鎮原縣屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候區，干旱少雨，冬季酷寒，夏季炎熱，四季分明。年均無霜期為160 d。多年平均降水量為499.5 mm，多年平均蒸發量為1 565.4 mm，是降水量的3.1 倍。

鎮原縣降水量分布與時間的關系十分密切。首先表現在降水量年際變化大，旱澇時有發生，每7 ～8年為一個氣象小周期，28 ～30年為一個氣象大周期，枯水年與豐水年一般不連續出現，豐水年最大降水量為699.2 mm，枯水年最小降水量為323.5 mm，相差達375.7 mm；其次表現為年內降水主要集中在7月、8月、9月，其約占全年降水量的56%，而且多以暴雨形式出現。

鎮原縣水系比較發育，河谷錯綜復雜，屬黃河流域涇河水系，主要有涇河一級支流黑河、蒲河、洪河、茹河、交口河等及其二級支流組成，由西北向東南流，縱貫全區，呈扇形匯入涇河，共有大小溝谷382 條，其中常年性流水的溝谷有135 條。

2 區域水文地質條件

區內地下水的分布、埋藏及含水層的富水性受地形地貌、地層巖性、地質構造的嚴格控制。按賦存條件，地下水可分為松散巖類孔隙水和碎屑巖類孔隙裂隙水兩大類。其中，松散巖類孔隙水又分為黃土潛水和河谷潛水兩個亞類，碎屑巖類孔隙裂隙水分為表層孔隙裂隙潛水和層間承壓水兩個亞類。

2.1 松散巖類孔隙水

2.1.1 黃土潛水

黃土高原地區的地下水資源并不豐富，但分布廣，含水層巖性為第四系中更新統中上部黃土夾多層古土壤及姜石層，土質松散，孔隙裂隙較發育，是塬區潛水的主要含水層，中更新統下部的褐黃色粉土與下更新統橘紅色粉質黏土構成潛水的相對隔水層。尤其在黃土塬梁地區，有良好的儲存空間和隔水土層，容易形成面積不等、厚度不一的零星黃土含水層，因此，黃土地下水露頭在梁、峁地帶到處可見，并沿黃土斜坡中、下部和黃土沖溝溝腦溢出成泉，而在黃土丘陵區，地下水則多分布于黃土斜坡的中、 下部。

2.1.2 河谷潛水

河谷潛水主要為第四系卵石層孔隙潛水，賦存于茹河、洪河、蒲河及其主要支溝的卵石層中。含水層厚度向河谷邊緣逐漸變薄，水位埋深隨微地貌變化，由河谷級階地至山根區，水位埋深逐漸加大。含水層的富水性各地差異較大，河谷Ⅰ級階地及河漫灘富水性較強，Ⅱ級階地富水性相對較弱，往階地后緣，含水層富水性逐漸減弱?？傮w而言，河谷潛水含水層因泥質含量較高，富水性不均勻且較弱。

2.2 碎屑巖類孔隙裂隙水

2.2.1 表層孔隙裂隙潛水

表層孔隙裂隙潛水分布于茹河、洪河、蒲河河谷及兩側支溝中。含水層巖性為羅漢洞組砂巖、泥巖，地下水賦存于表層風化裂隙之中，屬孔隙裂隙潛水。水位埋深一般大于20 m，含水層厚度較薄，僅為5～10 m， 富水性較弱，單井涌水量小于100 m/d。此類水動態變化大，供水意義不大。

2.2.2 承壓水

鎮原縣白堊系志丹群中埋藏有多層承壓水，其特征是水量豐富，水質好，水頭高，是鎮原縣內具有開采價值的主要含水層。除此之外，楊澗河河谷中還埋藏有第四系下更新統承壓含水層。

3 水資源開發利用

3.1 水資源開發利用現狀

新中國成立以來，鎮原縣人民經過七十多年的艱苦奮斗，狠抓農田水利工程基本建設，在水資源開發利用上按照全面規劃、統籌兼顧、標本兼治、綜合治理的原則，堅持興利與除害結合，開源與節流并重，防洪與抗旱并舉，大、中、小結合，突出節水的治水思路，興建了一大批小型農田水利工程，使全縣引、蓄、提調節等水利工程逐年持續、快速、健康發展，并初具規模，在國民經濟建設中發揮了重要的作用，給干旱缺水的鎮原縣工農業生產注入了新的生機。

但是，受特殊自然條件的制約，水利在國民經濟中的基礎地位還顯得十分脆弱，由于水資源分布不均，工程布局不合理，北部丘陵區人畜飲水仍然十分困難。部分水利工程建于20 世紀60年代至70年代，年久失修，水毀嚴重，灌溉渠道不配套，灌溉方式落后，缺乏維修改造資金，使糧食產量低而不穩。鎮原縣還有16.2萬人口飲水不安全，部分群眾飲用污染水，部分水源保證率低，遠距離取水在全縣普遍存在。農業基礎設施薄弱，雨養農業占主導地位，產業結構亟待調整，水利設施配套滯后，制約著鎮原縣經濟社會的發展。

3.2 現狀水資源開發利用綜合評價

鎮原縣境內河流主要有蒲河、交口河、茹河、洪河、黑河及楊澗河等，流域面積為3 502 km，天然徑流總量為1.39×10m。新中國成立后，經過70多年艱苦卓絕的努力，鎮原縣水利工程設施建設不斷發展，水資源利用技術不斷革新，但和省內外同等條件地區相比，本縣的水利工程技術和設施還遠遠不能適應時代發展的要求，這也給水資源開發利用提出了新的目標和任務。

3.3 水資源開發利用原則

一是以保護生態環境為前提，優先滿足城市生活用水，基本保證工農業生產用水，努力改善生態環境綠化用水，按水資源的承載能力，統籌考慮配水方案。二是遵循現已形成的用水格局，協調流域上下游地表水和地下水用水，進一步改善供水條件。三是地表水、地下水資源要統一規劃，綜合利用。四是實行計劃用水，厲行節約用水。

為了合理開發利用有限的水資源，使其最大限度地發揮出綜合效益，必須嚴格實施取水許可制度，對各類水資源進行取水登記，核定各用戶的用水量，按計劃分配水量，定額供水，實行節獎超罰，促使工業改造生產工藝，提高水資源的重復利用率。新建企業應采用省水少污染工藝，使其污水的處理、水的循環利用和節水措施符合同時設計、同時施工和同時建成的三步要求。積極推廣節水灌溉技術，提高灌溉水的利用率，達到節水高產的目的，為城鎮供水節約更多的水源。

4 地下水開采技術條件

區內地形起伏很大，地下水類型不同或類型相同但分布的區段不同時，其賦存的特征差異很大，因此其開發利用的技術條件也明顯不同。

4.1 河谷潛水的開采技術條件

區內的河谷潛水主要分布于茹河、洪河河谷谷地，具有埋藏較淺，含水層厚度較薄，但富水性及水質普遍較好的特點。河谷潛水的開發利用宜用管井的方法。管井的深度設計為20 ～30 m 較為適宜，井徑為300 ～550 mm，管徑為200 ～400 mm。茹河及洪河河谷潛水適宜采用散井開采方式，單井涌水量為100 ～500 m/d。

4.2 黃土潛水的開采技術條件

黃土潛水在整個黃土塬區都是一種供水意義十分重要的地下水，農村人畜用水主要采用的是黃土潛水，塬區的城鎮用水也多采用黃土潛水。其中具有開發價值的主要有平泉塬、屯子塬、孟壩塬及臨涇塬，由于各塬水位埋深及富水性不同，宜用管井分散的方式開采。管井的設計深度平泉塬為90 ～100 m，屯子塬、臨涇塬及孟壩塬為110 ～120 m，井徑為300 ～350 mm，管徑為200 ～250 mm，單井涌水量為100 ～500 m/d。對分布于梁峁丘陵區的黃土潛水，除直接引用泉水外，還可在適宜地段（如梁間洼地）人工打井開采。黃土潛水的主要補給是大氣降水，不但量少，而且有季節性變化的特征，因而黃土潛水不宜集中持續開采。

4.3 白堊系地下水開采技術條件

白堊系地下水在區內的分布比較廣泛。結合目前社會經濟發展水平、地質地貌條件、白堊系地下水的賦存條件，可將白堊系地下水分布區劃分為適宜開采區段與不適宜開采區段。

適宜開采區段指茹河、洪河、蒲河、交口河等河谷區及較大的溝谷區。在這些區段，白堊系地下水的埋藏相對較淺，易于開采，同時這些區段的經濟相對發達，水資源的需求量較大。

不適宜開采區段主要指黃土殘塬區與黃土梁峁區。由于厚層黃土的覆蓋，白堊系地下水在這些區段的埋藏深度較大（大于200 m）。就目前的地下水開采技術水平及地方經濟發展條件，這些區段還不宜對白堊系地下水進行開采。

對于適宜開采區，白堊系地下水宜采用管井開發，開采方式以散井為好。開采井深度及結構的設計可根據擬開采目的層的埋藏條件而定，但在具體開采時，要結合水文地質條件，明確開采后開采目的層及相鄰層位水質的變化。同時，要做好非開采層的止水 工作。

5 結語

鎮原縣地處內陸深處，水資源貧乏。地下水作為水資源的重要組成部分，為鎮原縣經濟建設提供了有力的水資源保障。本文結合水資源開發利用，根據不同的地下水類型特征分析了地下水開發利用原則與開采技術條件，以期為鎮原縣水資源合理開發利用提供參考，為鎮原縣經濟建設助力。