浅析四坝灌区水资源量的影响因素

浅析四坝灌区水资源量的影响因素
摘要：通过对永昌县四坝灌区水资源量演变情况分析，得出影响四坝灌区水资源量的主要因素有二。

为合理开发利用四坝灌区泉水资源，认真探索影响四坝灌区水资源量的因素，对四坝灌区水资源的可持续利用具有重要意义。

关键词：水资源量；影响因素；四坝灌区
水是基础性的自然资源和战略性的经济资源，是人类赖依生存的基本物质。

合理开发、利用水资源是保证工农业生产可持续发展的前提。

面对四坝灌区日益紧缺的水资源现状，采取科学合理的措施保护好现有的泉水资源使其可持续利用，已成为目前四坝水利工作者面临的一个重要课题。

四坝灌区是一个以泉水为主，井水为辅，西河调水为补的混合型灌区，多年平均降水量为180 mm，蒸发量为1 900～2 130 mm，干旱指数5.0～5.6，相对湿度52 %，田间持水量22 %～28 %（重量比），保灌面积5 000 hm2，适宜种植小麦、大麦；泉水露出地带非常适合种植胡萝卜、陆地蔬菜等，是永昌县主要的粮经、蔬菜生产基地。

早在20世纪50～60年代，四坝灌区是一个纯泉水灌区，拥有泉域面积392.67 hm2，泉域来水量丰沛，年平均径流量4.43 m3/s，年内泉域来水量1.39亿m3，当时在保灌3 600 hm2耕地及牧业需水的情况下，仍可向下游输水0.48亿m3。

事过境迁，随着灌区农村经济的长足发展，气候条件的变化以及上游水利工程建设对灌区生态环境的影响，半个世纪后的今天，四坝灌区现有泉域面积327.33 hm2，出水泉眼1 095个，泉眼平均涌出量不足1.50 m3/s，年均泉水来水量仅为0.47亿m3，水资源的匮乏已成为灌区社会经济发展的瓶颈，泉域湿地的逐年萎缩影响到灌区的农业生产发展及区域内的生态环境，分析其原因主要有二个：一是自然因素，二是人为因素。

1 自然因素对四坝灌区水资源量的影响
1.1 区域内及周边地区降水偏少对灌区水资源的影响
四坝灌区的水资源主要是自产的泉水资源，属地下水资源。

灌区地处内陆河石羊河流域西大河水系，属亚热带大陆性气候，具有严寒、多风、光照丰富、昼夜温差大等特点，因气候的变迁，多年来县境内及周边地区降水偏少，使灌区境内浅山区的小沟小河基本断流，地表水资源趋于零，灌区泉水资源得不到有效补给，区域内多年平均水资源总量计算公式：
W=R+Q-D
式中：W——区域内多年平均水资源总量；
R——地表水资源总量；
Q——地下水资源总量；
D——流过地表水和地下水互相转化的重复水量。

因灌区没有长年不懈的地表径流形成的小沟小河，只是雨季偶尔强降雨形成的山洪，且历时较短，另外县境内年内降水偏少，不能形成有效的地表径流或汇流后形成小河长时间补给流域内的地下水资源，加之机井抽取地下水，致使灌区地下水资源量日趋减少，地下水位下降，泉眼逐年干涸。

1.2 温度对灌区水资源量的影响
据永昌县气象部门观测记载，多年来县境内温度升高 1 ℃左右，周边地区温度持续偏高，使得区域内土壤水和潜水及露出地面的泉水蒸发量增大，加之长期得不到地表径流的有效补给，破坏了灌区地下水的动态平衡，地下水储存量成下降趋势。

根据区域内多年平均总补给量等于总排泄量的原理，以山丘区地下水的排泄量近似作为补给量。

按下式计算：
Qm=Rgm+Rv+Vr1+Qs+Eg+Q
式中：Qm——山丘区多年平均地下水补给量；
Rgm——多年平均河川基流量；
Rv——多年平均河川潜流量；
Vr1——多年平均山前侧向流出量；
Qs——未计入河流径流的多年平均山前泉水出露量；
Eg——多年平均潜水蒸发量；
Q——多年平均实际开采的净消耗量。

当温度升高时，土壤水及潜水蒸发增大，河川潜流量增大，实际开采的净消耗逐年增加，致使排泄量增加，而且没有地表径流的有效补给，区域内地下水为达到新的动态平衡，从高处向地处汇流，地下水总体水位下降，从而使上游泉眼枯竭，造成灌区地下水资源总量的减少，导致泉水涌出量锐减。

另外对于多年平均情况，径流为降水量与陆面蒸发量之差。

降水量一定时，陆面蒸发量越大，径流量越小；陆面蒸发量越小，径流量越大。

陆面流域蒸发量为能过陆地表面和植物的蒸发量以及水体蒸发量之和，其值决定于蒸发能力和供水条件。

在四坝灌区境内，遇枯水年，夏季气温持续偏高时，泉域内及涌出地表
的径流蒸发损失增大，泉水涌出量明显减少。

依实测资料统计对照，仅南北泉域泉水涌出量减少最大达0.05 m3/s。

2 人为因素对灌区水资源量的影响
2.1 水利工程建设对灌区水资源量的影响
灌区的泉水资源是出露地表的地下水，地下水的补给是有大气降水，地表水的入渗得到补给，此外还有大气中水汽和包气带岩石空隙中水汽的凝结补给及人工补给。

其中地表水的入渗补给是最直接、最有效的方式。

水利工程的建成为地表水补给地下水设置了屏障。

西大河水库大坝的建成，就如同一道截水墙，拦蓄了上游祁连山区冰雪融水形成的河川径流，直接切断了西大河水系对灌区地下水补给的有效途径，切断了上游地表径流对灌区地下水的补给来源，直接影响了灌区泉水的涌出量。

通过实地调查和测算充分说明这一点。

2003、2004年秋季因降雨量较大，西大河水库蓄满水后开始泄洪，洪水在重力作用下经过土壤空隙和岩层裂隙，形成深层渗漏，有效补给了区域内的地下水，地下水在重力和压力差作用下，从高水位到低水位，从上游西河补给区穿过岩石空隙向下游排泄区渗透，流向四坝灌区境内，从而补给了四坝灌区的地下水，地下水位回升后，使已经干涸的泉眼，重新涌水，经灌区组织测水人员在灌区下游泉水汇聚处测流，泄洪期间灌区泉水涌比正常增大0.15 m3/s，洪后能维持30 d左右。

这充分说明上游地表径流对灌区地下水补给的直接性和有效性。

另外西河灌区及四坝灌区境内高标准干、支、斗渠的配套，使灌溉期渠道输水渗漏量减小，难以形成深层渗漏，不能补给地下水，也影响下游四坝灌区地下水的补给。

2.2 地下水超采对灌区水资源量的影响
随着县境内供需水矛盾的日益突出，在地表水无法满足工农业生产需求时，流域内滥开地下水，影响了灌区水资源的平衡。

上游西河灌区及四坝灌区境内打井取水，加之地表水得不到有效补给，疏干部分含水层，使四坝灌区地下水资源量减少。

超采地下水，再次破坏了地下水的动态平衡，为达到新的平衡，地下水经过地下径流与渗透达到新的平衡，平衡后的地下水位下降，灌区泉域出水量明显退减。

2.3 县境内灌溉制度对四坝灌区水资源量的影响
永昌县是一个农业大县，农业作为全县的用水大户，在水资源紧缺的情况，农业节水成为必然。

在苗灌期间，为了群众均衡受益，上游西河灌区和本灌区，水管单位和用水单位转变以往对用水的粗放管理，严格灌溉制度，在灌溉过程中采用“二八”、“三七”封口制，压缩灌水时间，采用非充分灌溉，致使田间入渗水量达不到计划湿润层，不能形成深层渗漏，这样西河灌区及四坝灌区境内的田间入渗水量无法经过土壤包气带渗漏补给地下水，不能形成地表水补给地下水，地下水涵养地表水的良性循环，影响了四坝灌区地下水资源量的补给。

3 对策及建议
应采取工程措施加强泉域湿地保护。

主要是采取围栏对泉域湿地的保护，防止人为破坏，侵占湿地，给泉域湿地一个自行修复的空间。

加强对灌区地下水的补给。

在水情形式相对好的情况下，行政主管部门合理规划、科学调度，充分利用西大河泄水，补给流域内地下水，以此来补给四坝灌区地下水，涵养泉域湿地。

统筹兼顾，综合治理，合理开采地下水。

水行政部门应统筹规划，严格控制超采地下水，禁止上游西河及四坝灌区打井取水，确保灌区地下水资源以泉水的形式大流量排泄。

加大宣传力度，呵护泉域湿地，特别注意防止人对水的侵害。

通过正确引导使灌区群众自觉维护好赖依生存的泉域湿地，保护好每一个泉眼，珍爱每一片湿地，使人与自然和谐相处。

4 结语
水是人类社会生存和发展必不可少的资源，在水资源严重匮乏的四坝灌区，水资源已经成为灌区经济社会可持续发展的关键因素。

因此，我们应根据四坝灌区水资源实际条件，充分发挥人的能动作用，在加强对灌区泉域湿地保护的同时，凭借丰水年好的降雨量，通过上游泄洪对灌区泉域进行涵养，保证四坝灌区水资源可持续开发和社会可持续发展。

探索和研究这方面的工作，对于今后灌区经济和发展规划具有重要意义。

参考文献
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[2]吴曾生.地下水水文学[M].北京：水利电力出版社，1993.
[3]全达人.地下水利用[M].北京：中国水利水电出版社，1996.。