摘要：本文通過分析西北地區(qū)的水資源時空分布特點和水循環(huán)特點、地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀以及開發(fā)利用中出現(xiàn)的生態(tài)環(huán)境問題，總結(jié)了西北地區(qū)多年來水資源開發(fā)利用的成功經(jīng)驗和失敗教訓(xùn)，提出今后地下水資源合理開發(fā)利用的幾點建議：即提高社會對西北地區(qū)地下水的認(rèn)識，適度增大地下水開采；充分發(fā)揮地下水的一態(tài)環(huán)境調(diào)節(jié)作用，水資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護并舉；遵循地表水與地下水的多次相互轉(zhuǎn)化規(guī)律，提高水資源總體利用率；水資源開發(fā)利用與水資源涵養(yǎng)相結(jié)合；加強西北地區(qū)地下水的調(diào)查與研究。
 

關(guān)鍵詞：地下水情 利用 保護 建議 西北地區(qū)

　　西北地區(qū)目前經(jīng)濟發(fā)展相對落后于全國水平，人均國民經(jīng)濟產(chǎn)值2043元，為全國平均的3/4，糧食平均產(chǎn)量5415kg/hm2，占全國34%的土地面積所生產(chǎn)的糧食只占全國7.4%［1］。西北地區(qū)可供開發(fā)的耕地資源豐富，后備耕地面積3.25億hm2，占全國后備耕地面積的64%，其中宜耕地819萬hm2[1]，發(fā)展農(nóng)業(yè)在提高單產(chǎn)和擴大耕地面積兩方面都很有潛力。

　　西北地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，種類多，儲量大，已發(fā)現(xiàn)礦種130多種，其中已探明儲量居全國第一的有30種，儲量占全國1/2的有12種。ú炭資源20000億t，占全國的34%.僅新疆維吾爾自治區(qū)石油儲量就達200～400億t，天然氣儲量達30000億m3，水力資源達8517.7萬kW[2]。

　　西北地區(qū)氣候干旱，降水稀少，蒸發(fā)量大，產(chǎn)水量少，水資源平均只有5.3萬m3/km2，不足全國平均數(shù)的1/5。降水和地表水時空分布極度不均，降水量分布總體上自南東的1200mm向西北逐漸減少為200mm左右，同時受高程和地形制約，具有明顯的垂直分帶性，降水主要分布于山區(qū)，山區(qū)降水量可達300～700mm，甚至更高。一部分降水在高山堆積成冰川積雪，西北冰川面積達2.8萬km2，儲水量28.5億m3，積雪儲水約361億m3[3]。這些固體水庫是平原區(qū)水資源的重要補給來源，同時對水資源的時空調(diào)節(jié)起到一定作用。而平原區(qū)降水量大都只有100～200mm，盆地中心降水一般小于50mm，而蒸發(fā)量達1000～3500mm，干旱指數(shù)可大于50以上，成為極度干旱區(qū)，因此形成山區(qū)的“濕島”與平原的“干盆”相間分布的格局。降水分布明顯制約著水資源的區(qū)域分布，地下水資源各地貧富狀況相差極大，這與降水、地形及地面水文網(wǎng)密切相關(guān)。東部外流區(qū)地下水資源模數(shù)平均為5.9萬m3／km2·a，西部內(nèi)½區(qū)地下水資源平均模數(shù)為3.03萬m3／km2·a[4]�，F(xiàn)就今后西北地區(qū)地下水的研究、調(diào)查、利用和保護問題談幾點認(rèn)識，供商榷。

1 提高社會對西北地區(qū)地下水的認(rèn)識，適度增大地下水開采

　　地下水以其分布廣、蒸發(fā)消耗少、儲存量大、調(diào)節(jié)能力強、不易被污染、供水保證程度高等優(yōu)點倍受世人重視。世界干旱區(qū)國家均以地下水作為主要供水水源，像非洲、哈薩克斯坦、中東、美國亞利桑那州、澳大利亞等地區(qū)和國家地下水開發(fā)利用程度一般在60%以上。以色列修建地下水庫，實施地表水和地下水聯(lián)合調(diào)度的有效管理成為干旱區(qū)水資源科學(xué)利用的典范。

　　西北地區(qū)水資源的利用，還處于高耗低效階段，目前還主要以利用地表水為主，地表水的利用率已達到60%以上，而地下水的利用程度卻很低，這與西北地區(qū)經(jīng)濟實力不足、開發(fā)技術(shù)相對落后有關(guān)。西北地區(qū)地下水平均利用程度僅有26.45%，其中內(nèi)½區(qū)為20.29%，外流區(qū)為42.49%[4]，遠遠低于其他干旱區(qū)國家地下水的開采程度，總體來說地下水開采潛力尚較大。西北地區(qū)不少極度干旱地區(qū)，地表無徑流，降水小于50mm，有的甚至小于10mm,這些地區(qū)地下水是人們賴以生存的Ψ一水源。新興的λ于沙漠地帶的石油工業(yè)，供水也只能靠地下水。西北地區(qū)經(jīng)濟正在崛起，城市迅速發(fā)展，對水的需求不但數(shù)量上不斷增加，而且保證程度的要求也越來越高，客觀上要求地下水在δ來的供水中扮演重要的角色。特別需要指出的是，關(guān)于西北地區(qū)中新生代盆地內(nèi)的白堊系、第三系、第四系深層承壓含水層中的地下水的可利用價值，目前在國內(nèi)還δ引起足夠的重視，甚至還存在爭議。埋藏較深的承壓水，補給條件差，地下水在含水層中的滯留時間達1～2萬年左右，因此開采深　層承壓水主要消耗的是儲存量。國際經(jīng)驗證明深層承壓水不但可以利用，而且可以持續(xù)利用，世界上許多干旱區(qū)國家開發(fā)利用的主要是深層承壓水，有的已經(jīng)有幾十年，甚至近百年的歷史。美國亞利桑那州，60年中在該區(qū)各含水層中共* 沙*2250億m3的地下水，其中90%為深層承壓水；澳大利亞大自流盆地中20世紀(jì)內(nèi)已* 沙*350億m3以上的深層承壓水[5]。我國西北地區(qū)地下水總儲存量約17.5億m3，有計劃地利用這部分儲存量對于滿足城市、工業(yè)對水的需求增長，以及解決一些極度干旱區(qū)的飲水問題有重大的現(xiàn)實意義。

　　1996年原地質(zhì)礦產(chǎn)部實施的“西北特別找水計劃”在西北許多干旱缺水地區(qū)打出了深層承壓淡水，如新疆維吾爾自治區(qū)羅布泊東緣阿奇克谷地鉀鹽礦區(qū)；塔里木盆地沙漠中的塔中KT1井；陜西省乾縣旱塬；甘肅省平?jīng)錾絽^(qū)的甘溝、鴨兒溝、景泰、騰格里沙漠邊緣；寧夏回族自治區(qū)的鹽池、固原、中寧等地先后打出了36眼深井。在深層承壓水開發(fā)利用方面，應(yīng)該吸取國際上的成功經(jīng)驗，采取即積極又謹(jǐn)慎的態(tài)度，在開采實踐中研究和總結(jié)開采布局和采控制量，并結(jié)合經(jīng)濟發(fā)展需求，采取適當(dāng)?shù)拈_采決策方案，隨著西北地區(qū)經(jīng)濟實力的增強和開采技術(shù)水平的提高，末來深層地下水的開發(fā)必然會有較大的發(fā)展。

2 充分發(fā)揮地下水的生態(tài)環(huán)境調(diào)節(jié)作用，水資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護并舉

　　潛水和土壤水是地球表面聯(lián)系巖石圈、生物圈、大氣圈的紐帶，潛水埋藏深度、潛水礦化度、包氣帶巖性、包氣帶含水量、包氣帶含鹽量是直接關(guān)系植被生長的生態(tài)環(huán)境指標(biāo)。潛水的合理利用可以改善生態(tài)環(huán)境，不合理利用也可以破壞生態(tài)環(huán)境。目前西北地區(qū)存在的植被退化、土地沙化、土壤鹽漬化均與地下水的利用密切相關(guān)。

　　西北地區(qū)的銀川平原、關(guān)中盆地、河西走廊、柴達木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地和塔里木盆地都有鹽漬化土地分布，鹽漬化面積占全國的1／3.原因是渠灌區(qū)灌溉定額高，高者達15000～24000m3/hm2，而地下水開采利用卻很少。實踐經(jīng)驗表明，將純渠灌區(qū)逐漸改造成井渠結(jié)合灌區(qū)，區(qū)，增加地下水的開采，將地下水λ降到2～2.5m以下，就可以減少地下水蒸發(fā)，抑制鹽分在土壤表層積累，這是根治土壤鹽堿化的最主要措施。同時采融約用水措施，降低灌溉定額，調(diào)節(jié)部分地表水量增加對下游的供水，這既改善了灌區(qū)的生態(tài)環(huán)境，又改善了下游的生態(tài)環(huán)境。

　　植被退化、土地沙化等生態(tài)環(huán)境退化的直接原因之一是表層土壤干燥化。植被生長狀況與地下水埋深有關(guān)，這是因為植物生長與其根系層的土壤含水量有關(guān)，地下水埋深和ë細最大上升高度決定了包氣帶垂直剖面的含水量分布。西北地區(qū)開發(fā)利用地下水必須考慮控制一定的地下水λ埋深，不能象東部地區(qū)那樣過于強調(diào)奪取地下水蒸發(fā)量，應(yīng)該保證適當(dāng)?shù)纳鷳B(tài)用水，尤其在綠洲邊緣、沙漠邊緣地帶更要注意這點。根據(jù)以往對西北地區(qū)野生生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)查研究，要維持野生生態(tài)系統(tǒng)平衡，喬木、灌木分布區(qū)，潛水埋深不能大于7～8m，而草甸分布區(qū)潛水埋深不能大于2～3m.否則，必然會導(dǎo)致植被退化，生態(tài)環(huán)境惡化。

3 遵循地表水與地下水的多次相互轉(zhuǎn)化規(guī)律，提高水資源總體利用率

　　西北地區(qū)地下水可以劃分為兩類完全獨立的系統(tǒng)，即外流河地下水系統(tǒng)和內(nèi)½河地下水系統(tǒng)。外流河地下水系統(tǒng)水循環(huán)方向是最終匯集入海。以黃河為例，該地下水系統(tǒng)在花園口以上，屬于侵蝕地形范Χ，總的轉(zhuǎn)化規(guī)律是地下水向各河排泄，補給地表水。黃河下游斷流問題，除了與中、上游地表水過度消耗直接有關(guān)外，地下水的開采在一定程度上也加劇了枯季流量的減少。

　　內(nèi)½盆地水循環(huán)從以水平方向為主逐漸轉(zhuǎn)化為以垂直方向為主，地表水和地下水均匯集于盆地中心被蒸發(fā)消耗，地表水和地下水同源、同歸宿，但在長距離運移過程中又遵循各自的水力規(guī)律，多次相互轉(zhuǎn)化，這種規(guī)律反映了地表水與地下水是既相互獨立又相互依賴、相互制約的兩個子系統(tǒng)。西北地區(qū)水資源的開發(fā)利用要充分利用地表水和地下水的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，促進地表水與地下水相互涵養(yǎng)，提高水資源的總體利用率，而不應(yīng)該片面強調(diào)提高地表水利用率，或者片面強調(diào)提高地下水利用率，將地表水和地下水截然分開的做法是絕對錯誤的�！　�

　　西北內(nèi)½地區(qū)以往開發(fā)利用水資源的普遍做法是，在河流出山口修渠直接引河水到綠洲利用，或在細土帶修建平原水庫。為了提高地表水利用率，渠道襯砌水平不斷提高，渠系水有效利用系數(shù)從50年代、60年代的0.3～0.4提高到目前的0.6～0.7.地表水與地下水轉(zhuǎn)化量的減少使水資源重復(fù)利用率降低，也使河渠滲©補給地下水量減少，加上，導(dǎo)致地下水λ下降、泉水流量減少，進入下游的地表水量隨之也減少。由此可見，采取大量經(jīng)費投入、單方面考慮提高地表水利用率的做法將破壞地下水資源，減少水資源總體利用率，并且造成下游平原供水困難和生態(tài)環(huán)境退化，是不可取的。

4 水資源開發(fā)利用與水資源涵養(yǎng)相結(jié)合

　　西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境十分脆弱，盡管地下水開采程度不高，但部分地區(qū)反映出來的水環(huán)境問題比較突出，為實現(xiàn)水資源持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境保護的協(xié)調(diào)，必須實施水資源開發(fā)與涵養(yǎng)并舉，尤其對山前綠洲帶和黃土臺塬、梁峁地區(qū)的水資源涵養(yǎng)應(yīng)引起足夠的重視。

　　西北山前綠洲帶是人口聚集的主要經(jīng)濟帶，城市大都集中在這些地方，是用水量、需水量最多的地區(qū)，也是地下水的主要開采區(qū)，這里水資源的涵養(yǎng)應(yīng)該重點考慮兩個方面：一方面是山前平原渠道的襯砌要適度，讓足夠的地表水在山前能繼續(xù)補給地下水，這種轉(zhuǎn)化關(guān)系減少了河、渠、平原水庫的無效蒸發(fā)損耗，涵養(yǎng)了地下水。同時使地下水在綠洲溢出帶轉(zhuǎn)化為泉，并匯集成河，補給下游平原，有利于下游平原供水和防止荒漠化向上游擴展而破壞現(xiàn)有的綠洲。另一方面是從現(xiàn)在就開始考慮和研究山前修建地下水庫的必要性和可能性。西北山區(qū)由于構(gòu)造運動強烈，高山峽谷，巖石破碎，山區(qū)修建水庫庫容小，滲©嚴(yán)重，造價高，不宜修建水庫；而平原水庫蒸發(fā)和滲©損失卻極大，按水面蒸發(fā)2000mm計算，則平原水庫中ÿ年有2m深的水被白白蒸發(fā)損耗，修建平原水庫更不可取。

　　西北地區(qū)新構(gòu)造運動強烈，山區(qū)和盆地相對升降幅度很大，于是在山前堆積了大厚度、粗顆粒沉積物，有巨大的、良好的儲水空間。與東部地區(qū)不同，西北山區(qū)一般人煙稀少，用水量少，絕大部分地表水流入盆地，所以修建地下水庫既有空間，又有水源。山前地下水庫修建后，對現(xiàn)有綠洲的地表水、地下水都有較好的涵養(yǎng)作用，既能提高綠洲的供水保證程度，又能保護綠洲生態(tài)環(huán)境。

　　黃河中上游黃土臺塬、梁峁地區(qū)，水土流失面積有43萬km2，地形支離破碎，是造成黃河下游多泥沙、多災(zāi)害的重要原因之一。這些地區(qū)地表水產(chǎn)流和地下水補給都不多，水資源少，而流失耗散十分迅速，因此要加大投入，加速小流域治理，迅速增加植樹造林、種草的面積，實施坡耕地退耕還林、還草，用以涵養(yǎng)水源。這個地區(qū)水土涵養(yǎng)和生態(tài)環(huán)境的改善，是該地區(qū)水資源持續(xù)利用的基礎(chǔ)，對治理黃河也是至關(guān)重要的。

5 加強西北地區(qū)地下水的調(diào)查與研究

近十幾年來，各個部門先后組織開展了許多調(diào)查研究工作，但畢竟經(jīng)費投入明顯不足，對許多問題的研究難以深入，調(diào)查研究尚有空白區(qū)。就新疆維吾爾自治區(qū)來說，1∶20萬水文地質(zhì)普查只完成了全省面積的28%，還有72%的面積尚δ進行。由于近20年來人為因素的干擾，地下水水循環(huán)條件和地下水補給、徑流、排泄條件不斷發(fā)展變化，就現(xiàn)有的工作基礎(chǔ)，掌握這些變化，尤其對各要素的定量化確定顯得明顯不足。為順應(yīng)國家開發(fā)大西北的需求，為滿足δ來決策、規(guī)劃和管理的需要，重視和加大對地下水的調(diào)查和研究，已成為西北地區(qū)水資源問題的重要內(nèi)容。為了切實取得進展，要改變近年來科研與生產(chǎn)脫節(jié)的做法，改變急于求成的短期行為，改變科研隊伍的組織形式，應(yīng)該向調(diào)查、勘探、科研一體化的方向發(fā)展，同時加大經(jīng)費投入。西北地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展正處于起步階段，應(yīng)該吸取東部地區(qū)在水資源開發(fā)利用方面的經(jīng)驗教訓(xùn)，堅持“以供定需”的方針，根據(jù)水源情況規(guī)劃經(jīng)濟布局，將高耗水工業(yè)要放在水源充足的地方，將優(yōu)質(zhì)地下水首先供居民飲用，這對于促進西北地區(qū)水資源的持續(xù)利用是至關(guān)重要的。