庆阳市董志塬地下水资源现状分析研究
董志塬地下水资源及其可持续利用
甘肃水利水电技术 #$%&’ ()’*+* ()’*,*$% -*&)’
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经计算， 董志塬地下潜水容积贮存量为 #’%( ) ’$* !& 。 ! 地下水资源开发利用现状与存在问题 自上世纪 +$ 年代以来， 为了满足不断增加的需水要求， 曾 经多次掀起过开发利用地下水的高潮。在这个过程中， 存在一 些部门或个人为了局部利益、 眼前利益而无序地竞相开采地下 水和掠夺性开采地下水问题。特别是近年来， 随着投资主体多 元化， 一些水法意识和水忧患意识淡薄者， 利用政府主管部门存 在的管理力量薄弱等漏洞， 不申请， 不办证， 乱开滥采， 导致局部 局域机井工程分布密度过大， 开采量急剧增长。据调查， 截至 董志塬 #’ 个乡镇共有机井 ,#& 眼， 其中正常运行的 ((& #$$$ 年， 眼， 其余因设备老化失修或水源枯竭而无法运行。这些机井大 部分分布在塬心地带， 密度高， 开采量大。另外， 地处董志塬中 部的西峰区系庆阳市政府所在地， 人口较多， 需水量大。多年 来， 一直以地下水作为城市供水的主要水源， 在塬心附近 ’$%( 经过多年 -! 范围内建成城区和董志乡十里湾村两个水源地，
甘肃庆阳西峰区地下水水源分析及保护
第17卷第2期2017年6月兰州石化职业技术学院学报Journal of Lanzhou Petrochemical College of TechnologyVol. 17 No.2Jun. , 2017文章编号：1671 -4067(2017)02 -0073 -03甘肃庆阳西峰区地下水水源分析及保护本莲芳1马淑静2王红玉1贾少超1(1.兰州石化职业技术学院石油化学工程学院，甘肃兰州730060;.北京洁绿环境科技股份有限公司，北京102200)摘要：分析了庆阳西峰区地下水水源地的概况及潜在污染，并根据水源水质的监测数据，分析了庆阳西峰区地下水水源现状，最后针对存在的问题提出具体可行的保护措施。
关键词：甘肃庆阳；地下水；水源；保护中图分类号：X832 文献标识码：A随着工农业的发展，污染物排放导致地下水污 染的问题日益突出，解决饮水安全问题迫在眉睫[1]。
甘肃庆阳西峰区饮用水水源面临的问题与 中国大部分农村地区类似，生活污水随意泼洒，无统 一管道收集，也无处理设施;农村乡镇企业存在偷排 不达标废水的现象;生活垃圾和畜禽粪便无固定填 埋处理点，有些甚至就堆放在取水口附近;取水井位 于耕地区，农田化肥和农药残留随雨水下渗[2]。
这 些都直接或间接地影响着地下水水质，为地下水长 期开发利用带来严重的威胁。
因此，研究西峰区地 下水水源状况及潜在污染源、污染物，确保饮水安 全，并协调好工农业发展与水源保护之间的关系具 有十分重要的意义[]。
1地下水水源地概况西峰区主要有董志镇、肖金镇、显胜乡、后官寨 乡、温泉、什社乡、彭原乡七个乡镇，位于甘肃东部，地 形呈一扇状，南北长约48km，东西宽约35km，总面积 996km2。
西峰区黄土塬面地势高于河谷约300m，塬 区内无河流径流，塬面东侧有马莲河流过，西测为蒲 河，北面两条沟切割，泾河从塬南面穿过。
研究区域 属半干旱大陆性气候，兼具季风气候及黄土高原气候 特色。
庆阳市固沟保塬一线的调查报告
庆阳市固沟保塬一线的调查报告大树塬冯渠子沟位于环县罗山川乡，洪水导致沟头塌陷，蚕蚀坡面，威胁到5户农户安全。
八珠塬沟脑子沟位于环县八珠塬乡，沟头距农户15米，已严重危及5户农户安全。
口段晓霞庆阳市黄土塬面资源丰富，能源富集，但土壤贫瘠，干旱少雨，生态脆弱。
长期以来，因为土质疏松、降雨时空分布不均，致使水土流失十分严重。
水土流失把庆阳这片黄土大塬撕裂成深深的沟，破碎的塬。
当前，庆阳市面积在l万亩以上的塬有早胜塬、宫河塬、孟坝塬等37个，总面积9566.35平方公里，水土流失面积高达92l8.48平方公里，年输入黄河泥沙6599万吨。
在这片黄土大塬上，大量洪水和污水严重污染了水源，导致沟头前进、沟岸扩张，沟床下切、严重危及当地群众的生产生活、生命和财产安全，严重制约着庆阳市经济社会的可持续发展。
为拯救这片黄土大塬，保障群众的生产生活、生命和财产安全，庆阳市把固沟保塬作为全市生态文明建设的重点工作，编制了综合治理实施规划。
确定通过固沟保塬项目的实施，使塬水基本不下沟，沟道泥沙不出沟、沟头不前进、沟岸不扩张、塬面不缩小，达到“固沟保塬”的目的，在项目区实现土地利用集约化、产业结构合理化、农村经济繁荣化、农民生活小康化的目标。
触目惊心的水土流失距离住宅小区不到l0米的地方就有深沟，因为沟头挺进，群众不得不搬离。
这是庆城县驿马镇北胡同村的真实写照。
庆城县驿马镇北胡同村韩子清老人指着住宅小区边上的深沟告诉记者，庄子这里一层、那里两层、三层全都塌下去了，能塌20—30米宽，深能下去l0米。
以前这里是驿马的马路，因为水土流失，这条街道已经不复存有，路也改道了。
在庆城县驿马镇这个呈“V”字形的北胡同沟，沟头已经深入到庆阳市驿马工业园区和镇政府腹地，20l3年8月一场暴雨，街道、村庄排出的雨水将沟道原修建的排水明渠冲坏，造成沟道塌方，形成宽l0.6m、长38.6m、深28.0m的大冲坑。
使驿马中学、医院等73个机关单位、805位个体工商户、私营企业，9.5亿元固定资产和l500亩耕地，2.2万居民的生活生产及生命安全受到严重威胁。
黄土高原雨水资源化与水土保持研究——以董志塬为例
㊀第２９卷㊀第５期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀陇东学院学报Ｖｏｌ.２９㊀Ｎｏ.５２０１８年９月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｊｏｕｒｎａｌ㊀ｏｆ㊀Ｌｏｎｇｄｏｎｇ㊀ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＳｅｐ.２０１８文章编号:１６７４￣１７３０(２０１８)０５￣００６３￣０５黄土高原雨水资源化与水土保持研究以董志塬为例苏㊀星１ꎬ２ꎬ王㊀博１ꎬ２ꎬ晏㊀敬１(１.陇东学院土木工程学院ꎬ甘肃庆阳７４５０００ꎻ２.黄土的工程性质与工程应用省级重点实验室ꎬ甘肃庆阳７４５０００)收稿日期:２０１８￣０４￣０４作者简介:苏㊀星(１９８３ )ꎬ女ꎬ汉族ꎬ甘肃环县人ꎬ讲师ꎬ硕士ꎬ主要从事工程力学研究ꎮ摘㊀要:水是宝贵的自然资源和战略性的经济资源ꎬ是经济和社会可持续发展的基础ꎮ通过对国内外雨水资源化利用现状的分析及对雨水利用前景的展望ꎬ结合董志塬实际ꎬ构建了城市和农村雨水收集㊁处理和利用系统ꎬ分析了董志塬地区雨水资源化利用的生态环境效应㊁经济效应和社会效应ꎬ并针对目前雨水资源化利用面临的实际问题ꎬ从管理㊁宣传㊁政策法规等角度提出对策ꎬ对黄土高原地区实现雨水资源化和水土保持具有重要的现实意义ꎮ关键词:黄土高原ꎻ雨水资源化ꎻ水土保持中图分类号:ＴＶ２１３.９文献标识码:ＡＲａｉｎｗａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄＳｏｉｌａｎｄＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｉｎｔｈｅＬｏｅｓｓＰｌａｔｅａｕＡＣａｓｅＳｔｕｄｙｏｆＤｏｎｇＺｈｉＰｌａｔｅａｕＳＵＸｉｎｇ１ꎬ２ꎬＷＡＮＧＢｏ１ꎬ２ꎬＹＡＮＪｉｎｇ１(１.ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＬｏｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＱｉｎｇｙａｎｇ７４５０００ꎬＧａｎｓｕꎻ２.ＴｈｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＬｏｅｓｓＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙꎬＱｉｎｇｙａｎｇ７４５０００ꎬＧａｎｓｕ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｗａｔｅｒｉｓａｋｉｎｄｏｆｐｒｅｃｉｏｕｓｎａｔｕｒａｌｒｅｓｏｕｒｃｅａｎｄｓｔｒａｔｅｇｉｃｅｃｏｎｏｍｉｃｒｅｓｏｕｒｃｅ.Ｉｔｉｓｔｈｅｆｏｕｎｄａ￣ｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｃｏｎｏｍｙａｎｄｓｏｃｉｅｔｙ.ＴｈｉｓａｒｔｉｃｌｅꎬｔｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｒａｉｎｗａｔｅｒｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄꎬａｎｄＬｏｏｋｉｎｇｆｏｒｗａｒｄｔｏｔｈｅｆｕｔｕｒｅｕｓｉｎｇｏｆｒａｉｎｗａ￣ｔｅｒꎬｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆＤｏｎｇＺｈｉＰｌａｔｅａｕꎬｂｕｉｌｄｓｔｈｅｓｙｓｔｅｍｏｆｒｕｒａｌａｎｄｕｒｂａｎｒａｉｎｗａ￣ｔｅｒｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎꎬａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔꎬｅｃｏｎｏｍｉｃｅｆｆｅｃｔａｎｄｓｏｃｉａｌｂｅｎｅｆｉｔｓｏｆｒａｉｎｗａｔｅｒｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｉｎＤｏｎｇＺｈｉＰｌａｔｅａｕꎬｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｃｏｕｎｔｅｒｐｌａｎｓｆｒｏｍｔｈｅｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆｍａｎａｇｅｍｅｎｔꎬｐｕｂ￣ｌｉｃｉｔｙꎬｐｏｌｉｃｉｅｓａｎｄｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓｗｉｔｈｔｈｅａｉｍｏｆｄｅａｌｉｎｇｗｉｔｈｐｒａｃｔｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｈｅｒａｉｎｗａｔｅｒｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎꎬＩｔｈａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｒａｃｔｉｃａｌｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒｒｅａｌｉｚｉｎｇｔｈｅｒａｉｎｗａｔｅｒｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒａｎｄｓｏｉｌｉｎｔｈｅｌｏｅｓｓｐｌａｔｅａｕ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｔｈｅＬｏｅｓｓＰｌａｔｅａｕꎻｒａｉｎｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓꎻｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒａｎｄｓｏｉｌ㊀㊀雨水是一种宝贵的资源ꎬ而这种资源只有实现了它的价值以后ꎬ才能够称之为资源化[１]ꎮ在黄土高原地区(董志塬)进行雨水资源化ꎬ就是要借助于现代先进的科学技术ꎬ将天然雨水进行收集㊁开发㊁利用ꎬ转化为有效资源并使其最大限度地发挥作用ꎬ在此过程中逐步提高雨水资源的利用率和利用效率ꎬ调节地区水循环ꎬ补充水资源存储量ꎬ从而达到水土保持ꎬ改善生态环境ꎬ最终实现人与自然和谐发展的目的[２]ꎮ１㊀国内外雨水资源化利用发展现状现代化的雨水资源化理念与技术ꎬ发达国家起步早于我国ꎬ经过长期的发展ꎬ相关的理念和技术已日益成熟ꎮ在欧洲ꎬ雨水资源化起步较早利用较好是德国ꎬ它将收集的雨水资源用于植被的浇灌和厕所的冲洗ꎬ少数地区将雨水资源有效利用以后ꎬ可节约用水高达５０％左右[３]ꎮ到目前为止ꎬ德国的雨水回收利用技术已步入了标准化产业化阶段[３]ꎮ在亚洲ꎬ处于雨水资源丰富地区的日本ꎬ也较早地走上了雨水资源化的道路ꎬ日本人在城市房屋建筑的顶部修建了 空中花园 ꎬ设置了雨水收集利用系统ꎬ将收集的雨水资源用于植物的浇洒ꎬ而且还将雨水系统与中水道工程结合起来共同发挥更大的作用ꎻ日本的东京㊁大阪等地修建的大型棒球场等大型建筑物中都设有雨水收集利用系统ꎬ年集水量可达１.６－３.５万平方米ꎬ经过过滤消毒后的雨水不仅可以用于生活除污和植物灌溉[４]ꎬ还可以解决淡水资源匮乏问题ꎬ每个雨水收集利用系统每年收集利用总雨水量在３万立方米以上ꎬ相当于一个人近５０年的用水量ꎮ在我国ꎬ雨水资源的回收利用历史悠久ꎬ比如古代的雨水回收利用和城市暴雨防洪的经典范例:宋代江西赣州的雨水系统ꎬ曲阜的雨水渗井ꎬ新疆的 坎儿井 ㊁北京的 倒梯形方砖㊁集水涵洞 雨水利用工程等ꎮ到了１９５０－１９６０年之间ꎬ我国还突破性地发明了隔坡梯田㊁鱼鳞坑等一些就地拦蓄利用技术ꎮ近几年来ꎬ全国各地又陆续开展了一系列雨水集流利用工程项目ꎬ如山西的 １２３ 工程ꎬ宁夏的 窖窑工程 ꎬ陕西的 甘露工程 ꎬ甘肃的 １２１ 工程及内蒙古的 １１３３８ 工程等[５]ꎮ在现代化的城市建设中也相继增添了有关雨水资源化的回收利用系统ꎬ如２００３年天津建成的节水型水利科技大厦ꎻ２００８年国家体育馆(鸟巢)和国家游泳中心(水立方)的雨水回收利用系统等ꎮ综上所述ꎬ尽管我国雨水资源化利用技术在某些领域已达到了国际先进水平ꎬ但雨水资源化的整体技术水平还比较低ꎬ与一些发达国家相比还有一定的差距ꎬ集中体现在:整体技术开发水平低㊁标准化规范化不够㊁产业化水平不高㊁相关的法律法规制度建设不健全等ꎮ２㊀雨水利用前景展望雨水是大自然水循环的产物ꎬ大自然水源变为水蒸气上升ꎬ在空中遇冷凝结下降ꎬ在下降过程中雨水会结合空气中的矿物质固体颗粒下降到地面ꎬ这种矿物质雨水是否可以直接饮用ꎬ还有待进一步研究ꎬ但是雨水降落到地面ꎬ通过渗入地面可以过滤掉雨水中含有的矿物质ꎬ不会使地下水遭到污染ꎮ未过滤的雨水可以用来灌溉以及生活除污ꎬ经过过滤净化的雨水可以被饮用ꎬ也可以喂养家畜ꎬ而且含矿物质的雨水甚至可以通过科学合理的过滤㊁净化等严格处理之后ꎬ使之成为含矿物质的饮用水ꎬ继而成为商品ꎬ以达到赢利的目的ꎮ雨水是一种潜在的优质的再生资源ꎬ它在全球范围内分布广泛㊁数量庞大㊁易于采集ꎬ而且处理也较为方便ꎮ但是由于受季风的影响ꎬ在不同的季节㊁不同的地点降雨量也大不相同ꎮ就甘肃省内而言降雨时间相对集中ꎬ降雨量也相对集中ꎬ同时还受地理位置(经纬位置)的影响ꎬ多雨季节和农作物生长的需水时节也不在同一时节ꎬ从而导致天然降雨不能被有效利用ꎬ利用率极低ꎬ更无从谈及对雨水资源化的开发与利用ꎮ因此ꎬ要使这种有效优质的潜在资源被充分利用ꎬ必须进行雨水的收集与储存ꎬ在水资源极度匮乏的山区更是如此ꎮ虽然山区中采集和利用雨水资源具有悠久的历史ꎬ但是数百年以来ꎬ民众对于雨水的采集和运用也始终处于较低的水平ꎬ雨水资源并没有实现标准化的开发ꎬ没有形成规模化的应用ꎬ也没有产生大规模的经济㊁民生及社会效益ꎮ而近年来ꎬ随着世界范围内自然淡水资源的日益减少和生物用水矛盾的持续加剧ꎬ雨水这一再生水资源引起了越来越多科研学者们的广泛关注ꎬ重视程度越来越高ꎬ其开发和利用的价值和范围也越来越广ꎮ因此ꎬ在不久的将来ꎬ大范围规模化地进行雨水资源化将会得以全面实现ꎮ３㊀董志塬水资源现状及影响因素董志塬位于甘肃省庆阳市ꎬ是黄土高原最大的一块原面ꎬ有 天下黄土第一原 之称ꎬ其总面积达到２７１１９平方千米ꎮ董志塬上分布着７县１市的１４６个乡镇ꎬ总人口约为２５５万人(２００４年统计)ꎮ由于董志塬受土质组成单一ꎬ地下水位较低的影响ꎬ在降雨初期雨量下渗损失严重ꎬ降雨中后期又易出现超渗产流现象ꎮ降雨在形成径流流失的同时对土壤表面造成冲刷侵蚀ꎬ带走大量表层土壤和养料ꎮ雨后的无效蒸腾也很剧烈ꎬ造成该地区有限的雨水资源难以得到适时有效的利用[６]ꎮ所以ꎬ董志塬地区水土流失非常严重ꎮ据相关调查资料显示ꎬ整个董志塬地区水土流失面积高达３７５０万亩ꎬ大约为庆阳市总面积的９１.８％ꎬ而且每年流入黄河的泥沙总量约占全省的１/３ꎬ是黄河上游水土流失最为严重的地区之一[７]ꎮ近年来董志塬的东西向宽度已由原来的３２公里骤减为１８公里ꎬ而且最窄处只有５０米左右ꎮ因此ꎬ治理水土流失迫在眉睫ꎮ董志塬地表水㊁地下水资源严重匮乏ꎬ地表水仅为全省平均水平的２８.１％㊁全国水平的１６.９％ꎻ地下水其人均占有量远远低于同类地区的水平ꎬ属于全国㊁全省水资源最贫乏的地区ꎮ但是ꎬ由于受季风㊁纬度㊁地形地貌㊁植被等自然条件的影响ꎬ董志塬历年平均降水量在４８０~６６０ｍｍꎬ多年平均降水量为５０５ｍｍꎬ降水量年内分布不均衡㊁变化大ꎬ其中７㊁８㊁９三个月天然降水资源较充沛ꎬ约占全年的６０％ꎬ高于省内中㊁西部地区ꎬ且以暴雨出现ꎬ降水强度大ꎬ洪暴灾害频繁发生[８]ꎮ所以ꎬ如何开发利用有限的雨水资源ꎬ拦蓄天然降水ꎬ提高水资源的可利用率尤为重要ꎮ同时ꎬ随着现代化城市建设的飞速发展ꎬ董志塬上ꎬ越来越多的现代化建筑物如雨后春笋般拔地而起ꎬ由此引发了一系列问题如水资源利用的增加ꎬ开采与利用地下能源导致地下水污染ꎬ过度开采地下水使人们饮水问题加剧ꎬ城市开发用水㊁农业用水及工业用水之间的矛盾日益突出等ꎮ更为严重的是ꎬ地面由于地下水得不到补充而开始出现不同程度的下陷ꎬ地下水流失问题与水土流失问题之间形成了恶性循环ꎮ虽然国家建设有引水工程ꎬ在一定程度上解决了董志塬上的用水困难问题ꎬ但是要从根本４６陇东学院学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第２９卷㊀上解决饮水用水困难问题ꎬ仅靠这一种方法还是远远不够的ꎮ所以ꎬ为了董志塬的生态平衡与长期发展ꎬ只有从董志塬当地具体的自然环境入手ꎬ运用科学合理的方法实现雨水资源化ꎬ从根本上解决问题ꎬ才能够长治久安ꎬ才能使董志塬的经济发展与生态环境和谐并进ꎮ４㊀雨水资源化４.１㊀庆阳市西峰区城区雨水资源化可行性分析４.１.１㊀庆阳市西峰区城区降雨特点及城市化的必要性现代城市化进程中ꎬ绝大部分工程建设主要以石块ꎬ砂石和大体积混凝土作为主体材料ꎬ地基的处理也都比较夯实ꎬ材料硬化程度极高ꎬ几乎没有透水性ꎬ整个城区就如同是在一大块坚硬的混凝土基础上ꎮ据庆阳市有关部门的考察结果显示ꎬ董志塬多年的平均径流系数约为０.０６８ꎬ而城区综合径流系数却要高达０.６８ꎬ城区与农村相比ꎬ平均径流量高出１０倍ꎮ可见城市中由于路面硬化可收集的雨水资源比较多ꎬ为农村可收集雨水资源的１０倍ꎬ随着城区化步伐的加快ꎬ城区面积的逐步扩大ꎬ硬化道路面积也在日益增多ꎬ城区暴雨洪峰流量也在进一步增大ꎬ则城区可以供收集和利用的雨水资源也在进一步增多ꎮ以庆阳市西峰区城区为模板ꎬ按照新城区全年的河流㊁水流交汇特性ꎬ选择适用的推理计算公式ꎬ得出该区域城市化前后不同重现期出现的洪峰流量以及洪水总流量ꎬ结果见表１ꎮ表１㊀庆阳市西峰区城区洪峰流量及洪水总流量在城市化前后的对比情况统计表项目名称城市化状况重现期Ｔ(年)１５１０２０５０１００洪峰流量(ｍ３/ｓ)城市化前２.２１９.１８１１.１３１６.９３２３.７３３０.４９城市化后２３.０３３５.５９４１.９８４６.４１５３.５７５８.９７洪水总量(１０４ｍ３)城市化前７.９６３３.０８４７.８２６５.７３８２.８８ 城市化后２１.７３４７.０５５９.３６７２.４１８３.２７㊀㊀通过对表１进行对比分析发现ꎬ该城区不同重现期出现的洪峰流量城市化以后比城市化以前均显著增加ꎮ洪峰流量增加量最为明显的是重现期１年时ꎬ其增加量高达原来的１０.５倍ꎮ与此同时ꎬ洪水总量城市化以后比城市化以前也相应地比原来增加了３倍ꎮ由此可见ꎬ城市化之后ꎬ由于路面硬化导致雨水下渗困难ꎬ洪峰流量增加ꎬ城市下垫面变薄变弱ꎬ造成城市内涝ꎬ导致水土流失ꎬ但是由于雨水资源的增多ꎬ可供收集利用的雨水也增多ꎬ所以在该城区实现雨水资源化是可行且有丰厚的先天条件ꎬ而且在城区中进行雨水资源化一方面可以增加城市水资源储备ꎬ用雨水资源代替生活用水ꎻ另一方面可以降低雨水对于城市下垫面的冲蚀影响ꎬ降低洪峰流量ꎬ防止洪灾发生ꎮ４.１.２㊀城市雨水资源化理念:低影响开发理念(ＬＩＤ)对于庆阳市城区而言ꎬ可以用低影响开发理念和技术(ＬＩＤ)来实现雨水资源化ꎮＬＩＤ是ＬｏｗＩｍｐａｃｔＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ的英文缩写ꎬ该项技术出现于２０世纪９０年代末ꎬ主要是用于治理城市暴雨和处理面源污染的ꎬ它的核心是从分散的ꎬ小规模的源头上对暴雨所产生的径流和污染进行控制ꎬ使其影响程度最大限度地降到最低ꎬ从而尽可能地接近于自然环境的水循环[９]ꎮ对于实现庆阳市城区雨水资源收集和利用ꎬＬＩＤ是一种简单易行且行之有效的生态技术体系ꎬ其关键之处就在于雨水的原位收集㊁自然净化(过滤净化)㊁就近利用或回补地下水[１０]ꎮ通过这种技术可以有效防止庆阳市城区不透水地面面积增加而导致的洪峰流量的增加㊁面源污染负荷的加重及径流系数的增大等一系列连锁问题[１１]ꎮ同时ꎬ这种技术还可以采用植被浅沟法㊁生物滞留设施及建筑屋顶绿化方法等多项措施来维持和开发先前原有的水文条件[１０]ꎬ管控庆阳市城区的径流污染ꎬ减少污染物的排放ꎬ实现董志塬地区的区域水循环可持续发展ꎮ４.１.３㊀城市雨水资源化模式:城市雨水回收系统城市雨水回收系统可大致分为四个环节ꎬ即首先将来自于屋面㊁路面㊁地面的雨水通过管道进行收集ꎻ然后进行弃流截污ꎻ其次对收集到的雨水进行科学合理地过滤㊁净化㊁消毒等处理并储存于雨水收集池中ꎻ最后ꎬ将处理后的雨水用于灌溉农作物㊁补充地下水㊁还可用于绿化㊁洗车场用水㊁道路冲洗㊁冲厕等生活用水和非生活用水ꎮ城市雨水回收系统示意图如图１所示ꎮ４.２㊀农业(农村)雨水资源化４.２.１㊀董志塬地区农村雨水资源化的影响在传统农业和现代农业的共同发展中ꎬ梯田作为一种优良的农业工程ꎬ在水土保持和水资源利用方面给了我们启迪ꎬ梯田是既可以蓄水保湿又能固土减洪的农业工程ꎬ是干旱山区发展农业生产ꎬ提高粮食产量的有效途径ꎮ据统计ꎬ在甘肃省中东部的２０个干旱县已经建成了高标准水平梯田１８２０万余亩ꎬ梯田每年可以蓄集雨水量５９亿立方米ꎬ减少水土流失约为６０００万立方米ꎮ并且在梯田建设中配套完成的小流域治理共为６１５万亩ꎬ年拦蓄洪量达到了１.６５亿立方米ꎬ极大地缓解了干旱地区的洪灾威胁ꎬ这些地区的水土流失总面积已经由原来的９８２１万亩变为如今的６８７５万亩ꎬ而且每年可增加粮食产量高达１３亿千克ꎬ获取近２０亿元的经济收入ꎮ所以ꎬ在黄土高原农村地区实施梯田工程是一项重５６㊀第５期苏㊀星ꎬ等:黄土高原雨水资源化与水土保持研究图１㊀城市雨水回收系统要的㊁具有划时代意义的㊁可以改善民生㊁带来经济效益的利国利民的优质农业工程ꎮ同时ꎬ在黄土高原农村地区ꎬ将ＬＩＤ低影响开发技术与梯田的建设理念相结合ꎬ利用雨水收集㊁净化㊁利用系统ꎬ解决干旱地区(山区)人畜饮水困难问题ꎬ在乡村应用庭院雨水收集㊁净化㊁利用系统是行之有效的ꎮ据有关权威部门调查数据显示ꎬ经过广泛的宣传推广ꎬ截至１９９５年底ꎬ甘肃省中东部已累计完成混凝土雨水收集系统１４５０万平方米ꎬ解决了甘肃省内２７个干旱县ꎬ７５万人和４４万头大型牲畜的饮水困难问题ꎬ利用雨水收集㊁净化㊁利用系统收集的雨水资源灌溉了１５万亩山田ꎬ取得了良好的效果ꎮ要解决上述这些问题ꎬ假设通过常规的水利规划建设来解决ꎬ则最少需要近三年的时间来投资建设ꎬ耗资将达到１.６亿元人民币ꎬ人力㊁物力㊁财力的耗费将是 １２１ 雨水集流工程的２倍ꎮ据相关的数据统计结果显示ꎬ在缺水地区(特别是山区)ꎬ一个带有过滤㊁净化设备的６０立方米左右大小的水窖ꎬ仅需要投入资金大概３５００元人民币ꎬ却可以基本解决一个农户五口之家一年当中最干旱季节(１~３月)时的饮水问题ꎮ在全年降水量不足为４００ｍｍ的状况下ꎬ每户一口水窖ꎬ经过过滤之后的雨水资源便可以满足跨年度大旱时期的人畜生活饮水需求ꎮ综上所述ꎬ雨水收集和利用(雨水资源化)工程不仅能够处理黄土高原地区(尤其是山区)的人畜饮水问题ꎬ而且还能发展庭院农作物经济ꎬ使其产生更高的经济效益ꎬ从而改善山区人民的生活居住条件ꎮ与此同时ꎬ通过收集雨水ꎬ拦蓄洪流ꎬ还可以减缓黄土高原水土流失的现状ꎬ保护生态环境ꎮ由此可见ꎬ在董志塬地区全面实施雨水资源的开发和利用以后ꎬ其经济㊁社会和生态效益都是尤为可观的ꎮ４.２.２㊀农村雨水回收系统示意图农村雨水回收系统ꎬ首先是通过径流收集表面将雨水引入有滤网的排水沟ꎬ然后经过初步的过滤沉淀处理后将沉淀物拦截ꎬ接着再将过滤后的雨水储存于蓄水池中ꎬ最后ꎬ一部分雨水通过蓄水池与农业灌溉系统和渗水沟相接ꎬ用于农作物灌溉和补充地下水ꎻ另外一部分雨水经过再次过滤净化处理后ꎬ可作为农村人畜饮用水和生活用水ꎮ农村雨水回收系统示意图如图２所示ꎮ４.３㊀雨水资源化开发利用过程中需注意的问题４.３.１㊀在雨水资源化的同时保护水循环不被破坏在雨水资源化的同时ꎬ应当注意对大自然水环境的保护ꎬ防止造成大自然水循环的二次破坏ꎬ其重点在于雨水的采集需适量ꎬ因为雨水是大自然水循环的产物ꎬ地面水经过蒸发升空ꎬ再遇冷凝结降落ꎬ一部分雨水用于保持地面土壤湿度ꎬ一部分雨水下渗成为地下水ꎬ剩余的雨水则汇入江河湖泊经过再次蒸发升空ꎬ进入到下一次的水循环之中ꎮ所以在雨水资源化的同时ꎬ注意保护大自然水循环ꎬ要用一部分收集来的雨水反哺地下水和水循环的水流量ꎮ４.３.２㊀加强对雨水资源化的布局和管理雨水资源化的运用是一个繁杂的系统工程ꎬ但是如果在城市建设布局初期ꎬ就能合理地对雨水资源收集㊁净化㊁利用系统加以应用或推广ꎬ再结合当地的土地利用计划㊁水利规划建设等系统ꎬ那么ꎬ城市雨水收集利用系统的开发与利用会给城市总体水资源储备等方面带来良好的影响ꎮ４.３.３㊀加强对雨水资源化的宣传和应用政府和管理层应该通过使用各种媒体渠道ꎬ对普通民众进行广泛宣传㊁全面科学普及雨水资源化知识ꎬ让他们深刻意识到雨水资源是一种便利的㊁尤６６陇东学院学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第２９卷㊀图２㊀农村雨水回收系统为重要的㊁珍贵的㊁不可肆意浪费的水资源ꎬ让他们充分了解到进行科学合理的收集和利用雨水资源是解决目前黄土高原地区水资源匮乏问题的主要途径之一ꎬ让他们全面认识到雨水经过过滤㊁净化等科学合理的方法处理之后是可以替代日常生活用水的ꎮ在一些公益性的公共设施或者民用设施中加入雨水收集㊁净化㊁利用系统ꎬ让雨水资源化成为普遍现象ꎮ只要普通民众认识到雨水资源化的重要性和必要性ꎬ认同雨水资源化开发利用的方式方法ꎬ对水资源保护持有高度的参与意识ꎬ那么ꎬ雨水资源的开发和利用才能取得显著成效[１２]ꎮ４.３.４㊀创建雨水资源化综合管理平台㊁建立健全法律法规制度首先ꎬ想要实现雨水资源化综合管理体系就要借助现代的网络化管理ꎮ在网络平台进行管理也是一项庞大而且繁杂的工程ꎬ其中包括网络数据采集㊁数据的筛选㊁定义标准㊁分析研究ꎬ应对策略㊁具体措施等一系列需求ꎬ需要经过设计㊁评审㊁测试㊁改正㊁应用等步骤进行数据的采集㊁分析和汇总ꎬ最终形成有综合管理能力ꎬ可以垂直检查的水资源网络管理平台ꎬ而且该平台必须接受政府直接管理和监督ꎮ其次ꎬ国家必须要建立健全相应的法律法规制度ꎮ立法是国家的根本ꎬ建立与水资源保护相关的法律是地区实现水资源持续发展利用的根本保障ꎬ要设立专门的水资源和水环境综合管理的政府职能机构ꎬ将法制观念深入人心[１２]ꎮ５ 结束语董志塬地区的经济发展是甘肃省西部大开发战略重要的一环ꎬ而严重制约董志塬地区经济发展的主要因素之一就是水资源匮乏ꎮ所以ꎬ雨水资源化不仅能从根本上改善董志塬地区的用水问题ꎬ而且也能节省更多的资金ꎬ改善人们的生活质量ꎮ与此同时ꎬ雨水资源化也间接地保护了地下水不会被过度开采ꎬ保护了地下水循环ꎬ从而达到水土保持的目的ꎬ使董志塬地区的经济与环境和谐发展ꎮ雨水资源化的开发应用ꎬ就是让水资源得到充分利用的同时ꎬ既保护了大自然的水循环不被破坏ꎬ又解决了黄土高原地区(特别是农村地区)的人畜饮水困难问题ꎬ而且在发展农作物灌溉方面也取得了巨大的成效ꎮ因此ꎬ在董志塬地区实行雨水资源化是非行不可且行之有效的方法ꎬ更是董志塬地区实现水土保持的关键与核心ꎮ参考文献:[１]吴普特ꎬ高建恩.黄土高原水土保持与雨水资源化[Ｊ].中国水土保持科学２００８(０１):１０７－１１１. [２]吴普特.雨水资源化与现代节水农业[Ｊ].中国农业科技导报ꎬ２００７(０１):１５－２０.[３]严国敏.科技之窗项目雨水收集利用的效益分析[Ｄ].苏州:苏州科技学院ꎬ２０１７:４－５. [４]孙楠ꎬ长纤维高速过滤器在雨水资源化中的应用[Ｄ].南京:东南大学ꎬ２００７:３－４.[５]秦灏ꎬ江苏省淮北丘陵山区生态环境需水量及雨水集蓄利用优化研究[Ｄ].扬州:扬州大学ꎬ２００７:１－２.[６]黄乾ꎬ赵蛟ꎬ谭媛媛ꎬ张立国.北方农业雨水利用实践与发展前景展望[Ｊ].节水灌溉ꎬ２００６(４):２２－２５.[７]张正秀ꎬ张洞若ꎬ杨恒.危机西部荒漠化全景全录[Ｍ].甘肃人民出版社ꎬ２００６.[８]翟有吉.雨水利用对干旱地区的作用与发展前景 庆阳地区集雨节灌工作回顾与展望[Ｊ].甘肃农业ꎬ２００１(７):３５－３６.[９]周飞祥.城市降雨径流污染及其控制的研究进展[Ｊ].建设科技ꎬ２０１４(１２):６８－７１.[１０]伍升高.ＬＩＤ理念在工程实践中的应用[Ｊ].建筑工程技术与设计ꎬ２０１７(１６):５０５－５０６.[１１]罗贤达.城市下垫面地表径流过程模拟研究与分析[Ｄ].苏州:苏州科技学院ꎬ２０１４:５０－５３. [１２]沈瑞.城市雨水资源化利用研究[Ｄ].合肥:合肥工业大学ꎬ２０１０:３８－３９.ʌ责任编辑㊀朱世广ɔ７６㊀第５期苏㊀星ꎬ等:黄土高原雨水资源化与水土保持研究。
区董志塬地下水开发利用现状及管理对策
庆阳地区董志塬地下水开发利用现状及管理对策
翟有吉，何鸿政，刘若琼
（庆阳地区行署水利处，甘肃 西峰 )$’"""）
摘要：根据甘肃省庆阳地区董志塬塬心水位埋深小、富水性强，塬边水位埋深大、富水性弱的地下水分布特
点，以及塬区中心地下水开采量大、地下水水位下降快、水位降落漏斗逐年加大的现状，指出只有查明地下水
董志塬系周边被沟谷切割、顶面平坦的桌状地 形。塬区黄土沉积巨厚，达 !"" 0 左右。根据塬区 水文地质示意图，地层的分布自下而上依次是：下白 垩系砂岩及砂质页岩，上第三系三趾马红土，第四系 下更新统午城黄土，中更新统离石黄土和上更新统 马兰黄土。由于黄土是一种特殊类型土，属粉土质 亚粘土，富含易溶盐类，因此在地质历史时期易被溶 蚀成大孔隙、孔洞且具有垂直节理发育的特点，且黄 土在堆积过程经过多次间断和成壤作用，在黄土层 中下部还 夹 有 多 层 古 土 壤 层 及 钙 质 结 核 层 或 钙 板 层，古土壤层及钙质结核层中存在有大孔隙、孔洞及 裂隙。在条件适宜时，黄土就容易成为一种非均质 各向异性的孔隙（孔洞）!裂隙含水层。地下水不仅
点应放在农业上。 在农业上，应调整农作物结构和布局，实行灌溉
农业与旱作农业相结合，同时不断完善工程配套，充 分发掘现有水利工程的潜力，对灌排渠系进行合理 的布置调整，改明渠输水为管道输水，大力发展滴、 喷灌等节水技术，增建必要的量水设施。董志塬最 大的灌溉工程———巴家嘴电力提灌工程已于 !""# 年建成，该工程基本解决了塬区农业灌溉的用水问 题。如果在工程的实施过程中能将节水措施真正落 到实处，则对提高水的利用率和减少地下水的开采 量都具有重要意义。
董志塬坡面造林地土壤水分及树种适应性研究
董志塬坡面造林地土壤水分及树种适应性研究王志雄，赵嘉莹，郜文旺，左涛鸣(黄河水利委员会西峰水土保持科学试验站，甘肃西峰745000)[关键词]树种适应性；土壤水分;董志塬[摘要]针对董志塬区造林成活率低、保存率低等问题，结合水保大项目区林草建设实践，选取南小河沟林草大断面及典型流域造林点对其土壤含水量、土壤理化性状、林木生长量、林分密度等进行了观测调查，结果表明：林草大断面0~ 80 cm土层土壤含水量阴坡>阳坡，土壤有机质和氮、磷、钾等养分含量总体上阴坡>阳坡，同坡面有机质含量坡上位>坡中 位> 坡下位，土壤容重阳坡明显高于阴坡；同一立地条件下，造林密度影响土壤含水量，密度过高的林分土壤含水量减少。
[中图分类号]S725.1 [文献标识码]A[文章编号]1000-0941(2017)09-0052-04林草植被是改善黄土高塬沟壑区生态环境的核心 和基础。
近20年来，董志塬区植被恢复虽取得初步成 效，但“三低”问题、小老树问题、林草优化配置等问题 仍然存在，没有有效实现治理目标和预期效益。
笔者 在已有研究成果的基础上，根据黄河水土保持生态工 程齐家川示范区、砚瓦川项目区等林草工程建设实际，对南小河沟林草大断面及典型流域造林点土壤水分、林种适应性和密度配置等进行了观测调查，分析了不 同立地条件对林草植被的影响，提出了适合董志塬区 不同立地条件的水土保持造林树种。
1研究区概况董志塬区地处甘肃东部泾河上游，属典型的黄土 高塬沟壑区，海拔969〜1 362 m。
该区属半湿润半干 旱地区，年均气温为8.3 °C，有效年积温为2 783.6 °C，无霜期157 d，年均降水量515 m m，有效降水量440 m m，其中7—9月降水量占全年降水量的60%以上，年 均蒸发量达1 542 m m。
林草植被主要靠天然降水生 长，属北温带森林草原植被带。
土壤以黑垆土、黄绵土 为主，pH值为8.0左右。
董志塬石油开发对地下水资源的影响与保护对策
好 ， 当地 居民理 想 的生 活 饮 用水 源 ， 开 发利 用 的 潜 力有 是 但
限 。 罗 汉 洞 组 承 压 水 水 质 较 好 ， 藏 深 度 在 ２ ０～３ ０ｍ， 埋 ５ ５ 可 作 为 饮 用 水 源 地 保 护 开 采 。 环 河 组 与 洛 河 组 承 压 水 埋 藏 深
杏 评 价 董 志塬 石 油 开 发 对 地 下 水 资 源 的 影 响 研 究 ， 出 了 加 提 强 董志塬 石油开发 区水资源保 护 的对策 。
３ １ 董 志 塬 潜 水 资 源 开 发 利 用 现 状 ．
根据 《 甘肃省 庆阳地 区地 下水 资源 图说 明书 》 １９ （ ９ ７年 ） 和 《 志塬地 下水 资 源调 查评 价 》（ ０ ８年 ） 果 表 明 ： 志 董 ２０ 结 董 塬 地 下 潜 水 天 然 资 源 罱 为 ８３ ９ ３ ３ ． ９万 ｍ ／ ， 年 平 均 降 水 ａ多
较 大 、 质 矿 化 度 高 （ 般 在 １～５ ｇＬ） 使 其 开 发 利 用 成 本 水 一 ／ 、 高 ， 易 开 发 利 用 ， 作 为 石 油 开 采 注 水 和 工 业 生 产 用 水 不 仅
水源 。
探 油 水 井 ４０ ６跟 ， 中 采 油 井 ３０ ３眼 ， 水 井 ９ ３眼 。 随 ２ 其 ２ 注 ９ 着 长 庆 油 田对 董 志 塬 石 油 的 大 规 模 开 发 和 油 田 企 业 产 能 建 设 的不断 发展 ， 产用 水量 和废 污 水 排 放量 必 将 快速 增 加 ， 生 这 对 堪 称 “ 下 黄 七第 一塬 ” 塬 面 本 来 就 无 地 表 水 利 用 ， 天 ， 仅 靠 开采地 下 潜 水 供 给 董 志塬 区 约 ７ ０万 居 民 和 ２ ０多 个 学 ８ 校 、 关 单 位 、 事 业 位 的 生 产 、 活 与 工 作 水 ， 资 源 机 企 生 水 紧 缺 ， 态 环 境 脆 弱 的 董 志 塬 经 济 社 会 发 展 、 资 源 可 持 续 生 水 利 用 、 环 境 有 效 保 护 等 ， 出 新 的 严 峻 挑 战 。 本 文 通 过 调 水 提
加强地下水管理 促进社会经济协调发展
加强地下水管理促进社会经济协调发展（水政办主任张万成）西峰区地处甘肃东部，位于陇东黄土高原－董志原的中心地带，因为“地高水底”的特点，塬区无地表径流，地下水是塬区的主要水源，也是制约我区经济发展的瓶颈。
近年来，随着社会经济的快速发展，地下水开采量也迅速增加，导致地下水位急剧下降，形成的降落漏斗逐渐扩展，同时西峰油田随的开大发，已造成局部地下水污染,给人民的生活带来困难，生态环境进一步恶化，因此，如何解决好社会经济发展与地下水管理和保护是当前水政水资源管理工作的重中之重，直接关系到人类的生存和发展。
一、地下水资源利用和管理现状天然降水是我区地下水的唯一补给源，我区地下水在塬心埋深浅，40多米可以出水，含水层厚度大于60米，单井出水量1200m3/d；塬边埋深大，70多米可以出水，含水层厚度小于15米，单井出水量小于100m3/d。
地下水质良好，矿化度小于1g/l，水化学类型为HCO3-Mg·Ca型。
地下水天然资源量2517.03万m3/年，其中潜水资源量为2006.8万m3/年。
地下水年允许开采量为1061.94万m3，其中潜水年允许开采量为451.8万m3。
西峰区现有地下水取水工程673处，其中正常运行617 处。
在正常运行的工程中，用于农业和人畜饮水的530 处，用于工业的77处。
取用潜水的596 处，取用承压水的21处（全部用于石油开采注水）。
机井的分布特点是：塬区中心分布密集，开采量大，水位下降快；外围地段大部分塬面分布较少，开采量小，地下水位下降缓慢；塬边局部地带机井稀少，地下水位略沉呈上升趋势。
西峰区地下水开采主要用于城市居民生活、工业、农业灌溉、人畜饮水、石油开发等用水。
年取用地下水1202.75万m3。
自来水公司年供水480 万m3，其中160万m3取之于一、三水源地的地下水，由于大量开采已造成水源地区域水位急速下降、降落漏扩展、地面沉降等地质灾害隐患。
石油开发用水年取水量约300万m3，其中，建设取用潜水100万m3。
西峰油田开发对董志塬水资源的影响研究
系 统 ， 工程 最 大供 水能 力 为 ４３ 该 ．２万 ｍ ／ ， 状 年供 水量 ３ 现 ｄ
４ ６２ ｍ 。 ５ ．万 ３
２２ 地下 水资源 ．
地下水资源分潜水 和承压水两 部分 。 阳市承 压水 主要 庆
干旱气 候 的过 渡地带 ， 年平均降水量 ５７４ ｍｌ 多年 平均 多 ２ ． ｉ， ｌ
水 面蒸 发量 １６ ３姗 ， １ 多年平均气温 ８３℃。 － 董志塬面积为
８２ ｋ ２塬面平 坦 ， １ ｍ ， 塬边 被沟谷切割深达 ２０ ｍ。该塬 自成 ０
一
２ 水资源开发利用现状 ． ４
Ｇａ ｓ ｈ ｉ ｈ ｉ ｉ ｎ Ｊｓ ｕ ｎ ｕ Ｓ ｕ ｌ Ｓ ｕ ｄ ａ ｉｈ ｉ
Ｖｏ ．４． Ａ １ ４ Ｎｏ
Ｓｐ ２ ０ ｅ ．， ０ ８
・
设计与研究 ・
西峰油 田开发对董志塬水资源的影响研究
徐 黢 宏
（ 阳水 文水 资源勘测局 ， 庆 甘肃 庆 阳 ７ ５ ０ ） ４０ ０
（ ）潜水利用现状 １
个 独立 的水文地质单元 ， 深厚 的黄土层是 一种 非均质 、 各
向异性 的孔 隙裂 隙含水层 ， 直节理发育 ， 水主要 由地 其垂 潜 面承接降雨垂直下渗补给 。
２ 水 资源现状
根 据调查资料 统计 ， 志塬 分布潜 水机 井共 １０８ ， 董 ４ 眼
其 中西 峰 区 ７ ８眼 ， 开采黄土 潜水 ５０９万 ， ２ 年 ０． 主要 用于
摘要 ： 通过对西峰油 田开发 区现状水 资源数 量、 质量和开发利 用情况的调查分析 ， 出了该 区域 水资源 紧缺 、 得 石油开 发需水量及 生产过程 对 区域水环境的影响 因素 ， 出了加强油田开发 区水资源保护的措 施。 提 关键词 ： 西峰 油田 ； 志塬 ； 董 水资 源； 护措施 保
地下水对董志塬黄土隧道工程性质的影响分析
地下水对董志塬黄土隧道工程性质的影响分析刘俊平【摘要】地下水对新建隧道工程具有诸多不良影响,通过现场调研和资料整理,对董志塬区黄土地层性质和地下水分布特征进行系统总结,分析董志塬地下水对银西高铁隧道工程的影响.结果表明:(1)董志塬区黄土物理力学性质随地层岩性、位置和地下水位变化存在一定的差异性,含水率和液性指数从塬边南部向塬边北部依次减小,孔隙比和压缩模量从塬边南部向塬边北部依次增大;(2)董志塬区地下水位埋深在塬心浅而塬边深,北塬地下水位埋深略比南塬深;含水层厚度则在塬心比较厚,而向塬边逐渐减小;(3)董志塬区地下水对银西高铁黄土隧道工程的主要不良影响有:引发黄土湿陷性;形成软塑状黄土;导致隧道管涌、涌水、塌方、冒顶事故等.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2019(063)002【总页数】6页(P89-94)【关键词】董志塬;地下水;黄土隧道;铁路隧道;软塑黄土;湿陷性黄土;地下水渗流【作者】刘俊平【作者单位】银西铁路有限公司,宁夏吴忠751100【正文语种】中文【中图分类】TU444;U452.2+7银西高速铁路(以下简称银西高铁)是我国“八纵八横”高速铁路网中南北方向的重要铁路通道之一，线路正线总长达618 km，途经宁夏、甘肃、陕西三省区(图1)，银西高铁的修建将对我国西北地区关中城市群的经济快速发展和社会进步发挥巨大的推动作用，是推动“一带一路”建设和实施“西部大开发”国家战略的重要举措。
受地形地貌和线路方案控制，银西高铁在甘肃从图1 银西高铁地理位置示意宁县至庆城县段自南向北跨越整个董志塬，通过里程长达90 km[1]。
董志塬在学术界被誉为“世界黄土第一塬”，是世界上面积最大的典型黄土高原地貌[2-3]，由于其位于我国西北陇东黄土高原地区，故又称董志塬为“陇东黄土塬”。
我国学者结合工程建设，对董志塬区的岩土体工程特性开展了诸多研究。
孟祥连等[2]、李萍等[4]对董志塬区黄土的工程特性及典型工程地质问题进行了初步研究。
庆阳市董志塬水土保持对策研究
二 、 志 塬 水 土 流 失 的 现 状 董
董 志 塬 水 土 流 失 面 积 ２７ ５ ９ ３ ． ５平 方 公 里 ，９ ５ １ ８
董 志塬 地 处 黄土 高 原 中心 ， 黄 土 高原 沟 壑 区 属
和 黄土丘 陵沟 壑 区第 二 副 区 ， 由 于地 板 裂 变挤 压 是
垄 起 和 黄 土 移 动 堆 积 形 成 的 ， 今 已 有 二 百 万 年 历 距
切， 沟头不 断延 伸 ， 底 多 呈 “Ｖ” 发 育 。因 受 水 谷 形 力 、 力 、 力 等多 种 力量 的侵蚀 、 重 风 冲刷 、 陷 ， 志 塌 董 塬水 土流 失十分 严重 。 ［ ２
塬 面 年 降 水 量 约 在 ５ ０毫 米 左 右 ， 均 温 度 ８ ０ 年 —
１ ℃ ， 霜 期 １ ０ １ Ｏ天 。 ０ 无 ５— ８
第ｌ ２卷 第 ２期
２ １ 年 ３ 月 Ｏ２
西 北 农 林 科 技 大 学 学 报 （ 会 科 学 版 ） 社
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＮｏ ｔ ｗｅｔＡ ＆ Ｆ Ｕｎｖ ｒｉ （ ｏ ｉｌＳ ｉｎ ｅＥ ｉ ｏ ） ｏ ｒ ａ ｒｈ ｓ ｏ ｉｅ ｓｔ Ｓ ｃａ ｃｅ ｃ ｄｔ ｎ ｙ ｉ
史， 因其 是黄 土高原 上保存 最完 整 的一块 大平塬 ， 加 之 黄土堆 积厚 ， 耕 历 史 悠久 ， 农 故此 号 称 “ 下黄 土 天 第一塬 ” ｌ 塬 区面积 占总 面积 的 ３ ． ６ 地 势开 阔 。１ ４ ７／， ９ 平坦 ， 与塬之 间为河 谷与 沟谷分 割 ， 塬 组成本 区地 貌
年到 ２ ０ ０ ５年 的平 均 侵 蚀 模 数 为 ６ １ ０吨／ 方 公 ５ 平
里， 年侵 蚀 量 １６ ３万 吨 。 ３ ８ ［ 目前 ， 志 塬 的 东西 宽 ２ 董 度 已减 少为 １ ８公 里 ， 窄处 仅剩 ５ 最 ０米 ， 每年 流失 的
董志塬治理保护项目庆城县项目区水土流失典型调查及防治对策
董志塬治理保护项目庆城县项目区水土流失典型调查及防治对策张雪宁【摘要】文章通过对董志塬治理保护项目庆城县项目区基本情况及水土流失情况的调查，分析了水土流失的原因及其危害，并提出了防治措施。
【期刊名称】《甘肃农业》【年(卷),期】2014(000)023【总页数】3页(P123-125)【关键词】董志塬项目;水土流失;典型调查;防治对策【作者】张雪宁【作者单位】甘肃省庆城县水土保持管理局，甘肃庆城 745100【正文语种】中文【中图分类】S157一、项目区基本情况董志塬治理保护项目庆城县项目区地处庆阳市中西部，共辖22条小流域，流域总面积1010平方公里，涉及10个乡镇（办事处），76个行政村，25183户，111155人，其中农业有口111155人，49387个劳动力。
境内具有典型的残塬沟壑区和丘陵沟壑区地貌特征，其地形主要由残塬、梁峁、山坡、沟谷、河谷、沟坡、川台组成。
塬残坡陡，梁峁起伏，沟壑纵横，山大沟深，地形支离破碎，是严重的水土流失区和典型的旱作农业区。
由于立地条件差，气候干旱及生态环境恶劣等因素的影响，农业生产仍处于高投入、低产出的极不稳定状态，群众的生产、生活水平低下，甚至还有部分群众生活不能自给，难以维系温饱。
二、水土流失状况项目区水土流失主要类型、面积、侵蚀强度及侵蚀量，流域总面积1010平方千米，其中水土流失面积1006.26平方千米，占流域总面积的99.6%。
水土流失类型为水力侵蚀、重力侵蚀、风力侵蚀甚微。
水力侵蚀是项目区主要的土壤侵蚀形式，在残原、梁峁、山坡及沟谷均有发生。
按其侵蚀形态和发展顺序可分为面蚀和沟蚀两种形式。
面蚀是流域内水土流失的普遍现象，主要发生在坡耕地，其次是植被较差的荒坡地，降雨时地表被雨滴击溅、淋溶侵蚀后，进而发展成层状，磷片状被地表径流冲刷形成细沟、浅沟侵蚀等，年侵蚀深32.5毫米,其侵蚀面积720.5平方千米，占总面积的71.6%，面蚀的结果是大量土地资源和土壤养分流失，使土壤肥力下降，直接影响农业生产。
庆阳市董志塬区水土流失防治模式与防治体系研究
其塬 面 面积 为 ９ ６ ０ ｋ ｍ ，黄 土层 厚 ２ ０ ０ ｍ 以 上 ， 是
世 界 上 现 存 面 积 最 大 、 黄 土 层 最 厚 、 最 为 完 整 的 一 块 黄土塬 面 。
弱 的 生 态 环 境 遭 到 严 重 破 坏 ，水 土 流 失 极 其 严 重 并 日趋 剧 烈 ，是 黄 河 下 游 泥 沙 的 主 要 物 源 区 之 一 ，仅
文献 标 识 码 ：Ｂ
文 章 编 号 ：１ ６ ７ １ — １ ４ ０ ８ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ３ — ０ ０ ４ １ — ０ ５
０ 引 言
我 国 的 黄 土 高 塬 位 于 黄 河 流 域 上 中 游 多 沙 地
区 ， 是 中 华 文 明 的 发 祥 地 之 一 ， 也 是 川 滇 一 黄 土 高
甘 肃省 董志塬 每年 输 入 黄河 的泥 沙 量就 高 达 ４ ８ ０ ９ 万 ｔ 。 严 重 的 水 土 流 失 正 在 蚕 蚀 人 们 世 代 依 存 的 土
研 究 区 属 黄 土 高 塬 沟 壑 区 ， 塬 面 占 总 面 积 的
２７ ． ５ ３％ ， 海 拔 ８ ８ ２～１ ５ ４ ０ ｍ。 塬 面 地 势 开 阔 平 坦 ，
要 的 。
沟 坡 倾 斜 于 塬 面 和 沟 谷 之 间 ，坡 度 一 般 在 ７ 。～２ ５ 。
之 间 ，阳坡 多被开 垦 为坡 式 梯 田 ，阴坡 多 为 草 地 。
收 稿 日期 ：２ ０ １ ７ － ０ ２ — １ ３
作 者 简 介 ：任
朋（ １ ９ ９ Ｏ 一） ，男 ，助 理 工程 师 ，硕 士 研 究 生 。
庆阳市董志塬区地下水动态特征分析
上升 （ 图 １ ） 。
作者简介 ： 孙秀娟 （ １ ９ ８ １ 一 ） ， 女， 满族 ， 河 北 承 德人 ， 大学本科 ， 主 要 从 事 水 Ｔ 环 专业 Ｔ作 。
１ ６
３ ． １ 开 采型 动态 类型
３ ． １ ． １ 稳 定连 续 开采型
度 是 中 间最 厚 ， 越 往塬 两 侧越 薄 ， 决 定 了 区 内黄 土潜 水
的埋藏 具有 其独 特 的风格 。首先 ， 黄土 潜水 的潜 水 面总
体上呈馒头状 ， 潜水埋深及水利坡度的变化 ， 与沟谷泉
水 排泄 点 的位置 和塬 面 的宽窄 有关 。一般情 况 下 ， 塬 面 越宽 ， 距 泉水 排泄 点越 远 ， 潜 水埋 藏 越头较低 的塬边径流。由
于 黄土 颗 粒 较 细 ， 底 层渗 透 系 数介 于 ０ ． ４ — ０ ． ８ ｍ ／ ｄ ， 径 流
相对 缓 慢 ， 以致 在垂 向补给 强 度较 大 的地 段 上 ， 地下 形 成“ 潜水丘 ” ， 均 反 映 了地 下 水 在 黄 土介 质 中水 平 径 流 缓慢 这一 特征 ［ ２ １ 。 塬 区黄 土潜 水 的排 泄 ， 除 人为 开 采外 ， 主要 通 过塬
环 境 科 学
２ ０ １ ５ 年（ 第４ ４ 卷） 第５ 期
庆 阳市 董 志 塬 区地 下 水 动态 特 征 分 析
孙秀娟 ， 李克红
（ 甘肃省地质环境监测 院 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ５ ０ ）
摘
要： 黄土潜水 的动态特征和规律， 是 自然及人为 因素综合作用的结果。 通过对庆阳市 ２ ０ １ ３年地下水水位 的动态监测 ， 根
天下黄土第一塬甘肃庆阳董志塬
天下黄土第一塬：甘肃庆阳董志塬董志塬、早胜塬、宫河塬、孟坝塬、盘克塬……甘肃省庆阳是世界上黄土塬面最集中分布的区域之一，境内有丰富的黄土塬面资源，面积在1万亩以上的塬有37个。
但长期以来，水土流失将塬面“撕裂”，塬面逐年萎缩，沟头前进、沟岸扩张、沟床下切，有的已经危及城郊边缘，严重制约着全市经济社会的可持续发展和人民群众生命财产安全。
破裂的董志塬如果说庆阳是黄土高原的核心区域，那么董志塬就是这核心区域的心脏地带。
董志塬是目前世界上黄土层最厚、保存最完整的黄土塬，素有“天下黄土第一塬”之称，上个世纪被誉为“陇东粮仓”。
董志塬曾经南北长110多公里，东西平均宽约50公里。
因为水土流失严重，时至今日，南北长剩余89公里，东西最宽处46公里，平均宽度不足18公里，最窄处两个沟头相距仅剩50米左右，随时都有“腰斩”的危险。
水利部关于《渭河流域2003暴雨洪水与水土保持调研报告》数据显示，董志塬是黄土高原地区最大的高平原，自唐代以来的1300多年间，塬地被蚕食面积达90余万亩，年平均蚕食约690亩。
这些触目惊心的数字背后威胁的正是人类自己，据有关统计，董志塬37条塬面上距沟头、沟边50米以内的学校有27所、学生10837人，涉及农户5384户、37470人，直接威胁农用及商用建筑物200多座、资产价值达到20多亿元。
由于塬区地质地理条件特殊，加之庆阳生态环境脆弱，在洪水作用下，完整的塬面不断被切割，逐年萎缩，如同一道道伤疤令人痛心。
“只要一下雨，雨水就会裹挟着泥沙倾泻而下，冲走的是沃土，留下的是贫瘠。
目前董志塬地区水土流失面积达到9218平方公里，占总面积的百分之九十五以上，年入黄河泥沙高达6599万吨。
“随着基础设施建设和资源开发利用等人为活动的影响，董志塬区溯源侵蚀活跃，水土流失严重，导致沟床下切、沟头前进、沟岸扩张，塬面萎缩逐年加剧。
特别是董志塬这块黄土高原中面积最大、保存最完整的大塬，面积缩减速度之快，令人震惊。
董志塬黄土潜水水质现状调查
本论文通过采取水样化验 ， 根据化验结果计算 了董志塬 不同 区域 的水质类别 ， 为使 短缺 的水资源 得到合理 利用 ， 保
Ｉ １凡 ＝
按 本标 准所 列分类 指标 ， 分为 五类 ， 划 代号 与类 别代号相同， 不同类别标准值相 同时， 从优不从劣。 例： 挥发性酚类 Ｉ Ⅱ类标准值均为 ０ ０ｍ ／ ， 、 ．１ ｇＬ 若水 质分 析 结 果 为 ０ ０ １ ／ ．０ ｍｇＬ时 ， 定 为 Ｉ类 ， 应 不 定为 Ⅱ类 。
表 １ 综 合评 价 打 分 标 准 类 别 Ｉ
０
Ⅱ
— —
Ⅲ
— —
Ⅳ
— —
Ｖ
＿— —
１ 水 质 评 价 方 法
地 下水 质量评 价 以地下 水水 质调查 分析资料 或 水质 监 测 资 料 为 基 础 ， 据 《 下 水 质 量 标 准 》 根 地 （ Ｂ Ｔ４４ Ｇ ／ １８ ８—１９ ） 提 供 的地 下 水 水 质 评 价 方 ９３ 中 法， 分为单项组分评价和综合评价两种。
式 中 ： ～— —水 样 中 的最 大值 ； Ｆ ｎ —评 价项数 。 —
１２ 地下水质量综合评价 ．
根据计算结果 ， 依据综合评分值 Ｆ 按表 ２ ， 对水 样质量进行分类 。
表 ２ 地下水水质等级 分类标准
２ 黄土潜水水质现状调查
２ １ 水质 现状 调查 ．
董志塬黄土潜水资源量现状调查
董志塬黄土潜水资源量现状调查
魏玉涛;李中和
【期刊名称】《地下水》
【年(卷),期】2010(32)3
【摘要】庆阳市水资源短缺,董志塬区黄土潜水在庆阳市城市供水及塬区居民生活饮用中起到举足轻重的作用.计算了董志塬资源量,包括补给资源量、储存资源量、允许开采量.通过对开采量调查,通过1986-2009年董志塬区水位监测点持续观测,确定水位下降范围、下降幅度,圈定了董志塬不同区域水位下降幅度,划定降落漏斗范围,通过采取水样化验,根据结果计算了塬区不同区域的水质类别,为使日益短缺的水资源得到合理利用,保护日益恶化的水质不失去供水功能提供保护依据.
【总页数】4页(P39-41,138)
【作者】魏玉涛;李中和
【作者单位】甘肃省地质环境监测院,甘肃,兰州,730050;甘肃省地质环境监测院,甘肃,兰州,730050
【正文语种】中文
【中图分类】P641.8
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水 文水 资 源 ・
庆 阳市董志塬地 下水 资源现 状分析 研究
田 瀛 莉
（ 阳水文水 资源勘测局 ， 庆 甘肃 庆 阳 ７５０ ） ４ ００
摘 要 ： 过 分 析 计 算 、 价 基 本 查 清 了董 志 塬 地 下 水 的 补 给 、 泄 规 律 ， 查 了 解 了地 下 水 开 发 利 用 现 状 ， 对 董 志 通 评 排 调 并 塬 未 来 降 水 变化 及 地 下 水 补 给 量 进 行 了预 测 分 析 。
１２ 气 候 ．
般东南部大于西北部 。年内分配也极不均匀 ， 降水 多集 中在
５９ ， － 月 占年降水量 的 ７％以上 ，－ 月 降水量 占年降水量的 ７ ７９ ６． ２ ％。多年平均 降水量为 ５６２ｍ Ｏ ３ ． ｍ。
２２ 水 面 蒸 发 －
根据对 西峰 气象站 １５ — ０５年水 面蒸 发量资 料 的统 ９６ ２ ０
口径蒸 发量 ） ， 折合 Ｅ ６ １ 一 ０ 型蒸发量 ９５ １ ４ ｍ（ ７ ～ ０ｍ 折算系数 ０
０ ５系经 验 值 ） ． ６ 。
１３ 植 被 、 壤 ． 土
董 志 塬 塬 面 植 被 以农 作 物 为 主 ， 被 分 布 与 降 水 量 在 地 植 域 上 的 分 布 一 致 ， 部 湿 润 区植 被 较 好 ， 部 干 旱 区植 被 稀 南 北
计 计 算 ，多 年 平 均 水 面 蒸 发 量 为 １０ ０ｍ （ 一 ０ 型 蒸 发 １ ｍ Ｅ ６ １ 器） — 。４ ８月 蒸 发 量 最 大 ， 占年 蒸 发 量 的 ６ ％。 ５
２ ３ 径 流 ．
董 志 塬 深 居 内陆 ， 离 海 洋 ， 于 干 旱 半 干 旱 区 。 均 气 远 处 年 温 ８ ℃。 均 降 雨 ４０ ６ ０ ｍ。 蒸 发量 １ ０ ０ （０ ｍ ． ６ 年 ８ － ６ 年 ｍ （ ６０ ２ ５ Ｏ１ ｃ
董志塬两侧河沟地表径 流量为 ６７ ８亿 ｍ，占庆 阳市河 ． ３ ， 川地表径流量 的 ４ ． 占全市 自产地表径 流量 的 ８ ． 董 ６５ ％， ９５ ％， 志塬周边河川地表径 流主要补 给来 源为降水 ， 属降水补给型
河 流 ， 此 ， 汛 期 河 川 地 表 径 流 量 大 ， 、 、 是 全 年 径 流 因 在 ７ ８９月
少 。 志塬 土壤以黑垆 土为主 ， 董 从南到北基本一致 ， 无大 的差
异。 １４ 河 流 水 系 ．
塬 区地下水和 山丘区地下水渗 出汇 流而成 。
地 表 径 流 含 沙 量 大 ， 莲 河 平 均 含 沙 量 ２ ８ｋ／ ， 马 ６ ｇｍ３年
董志塬塬 面无河流水 系发育 ， 、 、 、 东 南 西 北侧 面分别 被
况 。蒲 河 多 年 平 均 含 沙 量 ２６ｋ ／ ，－ ３ ｇｍ３７ ８月 含 沙 量 最 大 可
达 １ ７ ｇｍ 。 ０ｋ ／ ３ ０
侵蚀董志塬 ， 较大的有蔡家庙沟 、 教子川 、 砚瓦川 、 齐家川 、 盖 家川 、 南小 河沟、 门沟 、 水 烂泥沟等。 马莲河 位于 董志塬 东侧 ，是庆 阳市最 大的河 流 ，全长 ３４８ｋ 集水 面积 １ ８ ｍ ， ７ ． ｍ， ９ ６ｋ 多年平均流量 １． ｍ３ ， ０ ４２ ／ 多年 ｓ 平均径流量 ４４ ． ９亿 ｍ／， ３ 多年平均输沙量 １ ２亿 ｔ ａ ． 径流变化非 常迅 速 ， 经常呈大起大落 的洪 水 过 程 ，、 、 为 全 年 的丰 水 期 ，占 年 径 流 量 的 ６ ％ ７ ８ ９月 ０
以上 。径 流 的年 内分 配 为 ： 季 占 １ ％； 季 占 ５ ％ ； 季 占 春 ７ 夏 ５ 秋 ２ ％； 季 占 ７ １ 冬 ％。非 汛 期 径 流 量 明 显 偏 少 ， 主要 补 给 来 源 为
董志塬位 于甘肃省东部 ， 黄土高 原面积最 大 、 是 保存 最 完整、 土沉积最厚 的黄土塬 ， 黄 也是庆 阳市政治经 济文化 中
心 。 理 位 置 介 于 东 经 １７２ １７５ 纬 ３ 。９～ ６Ｏ 地 ０ 。６～ ０ 。 １，匕 ５ １ ３ 。６ 之 间 ， 区海 拔 １ ０ ～ ０ 塬 ０ Ｉ ０ｍ。塬 面 南 北 狭 长 １０ｋ 东 西 ２ ５ １ ｍ， 最 宽 处 约 ５ ｍ， 窄 处 约 ５ ｌ董 志 塬 塬 面 面 积 ８ ２ｋ ： ０ｋ 最 ０ｒ， ／ １ ｍ ， 占 庆 阳市 总 面积 的 ３ ％， 区 总耕 地 面 积 １７２ 亩 。 ． 塬 ３ ０． ８万
第 ４ 卷 第 ４期 ７ ２１ ０ １年 ４月
甘 肃 水 利 水 电 技 术
Ｇａ ｓ Ｗ ａ ｅ ｎ ｅ ｖ ｎｃ ｎｄ Ｈｙ ｒ ｐ ｎ ｕ ｔ ｒ Ｃｏ ｓ ｒ ａ ｙ ａ ｄ ｏ ｏｗｅ ｃ ｎ ｌ ｇ ｒ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ
Ｖｏ． ７． ｏ４ １ ４ Ｎ ．
Ａｐ ．２ １ ｔ ， ０１
关键词 ： 下水资源； 地 分析研 究 ； 董志塬
中 图 分 类 号 ：６ １ Ｐ４ ． ２
１ 自然 地 理 概 况 １１ 自然 地 理 位 置 ．
文 献标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：０ ５ ０ ４ （ ０ １０ — ０ ３ ０ ２９ — １４ ２ １ ）４ ００ — ３
温带大 陆性季风气候 ，降水 是董 志塬地下 水 的唯一补 给来 源。 董志塬南北跨度较大 ， 降水 量在地域分布上差异较大 ， 一
马 莲 河 、 河 、 河 和 蔡 家 庙 沟 、 子 川 切 割 ， 流 与 塬 面 相 泾 蒲 教 河 对 高 差 在 ２ ０ ３０ｍ 之 间 。 董 志 塬 四周 被 无 数 小 支 流 切 割 、 ５～０
输沙量 １ ２亿 ｔ这 在大江 大河 中是 绝无 仅有 的 。 ． ２ ， 河流 的高 含沙 ， 成径 流难 以 利用 ， 造 进一 步 加剧 了水 资源 的 紧缺 状