河西走廊疏勒河流域地下水資源開發(fā)利用的環(huán)境效應

王有權

(甘肅省地礦局第三地質礦產勘查院，甘肅蘭州730050)

疏勒河流域地處河西走廊西部，流域內地下水開采區(qū)主要集中于中下游的玉門—踏實盆地、瓜州—敦煌盆地和花海盆地，其范圍南依祁連山－阿爾金山，北至北山山前，西連庫姆塔格沙漠，東接金塔盆地，面積1.93 km2。行政區(qū)劃涉及酒泉市的玉門市、瓜州縣和敦煌市3個縣市。區(qū)內多屬走廊平原區(qū)，地形開闊開緩。地下水開采井3382眼，總開采量16870萬m3/a，灌溉面積36.65萬畝，GDP104.32億元。

1 地下水開發(fā)利用的環(huán)境效應

1.1 地下水位持續(xù)下降

近50多年的斷續(xù)觀測資料表明，區(qū)內瓜敦盆地、玉踏盆地地下水位呈現(xiàn)大范圍整體下降的趨勢(泉水溢出帶除外)，下降幅度總體表現(xiàn)為南部大于北部，東部大于西部;下降速度表現(xiàn)為逐年增大。

昌馬戈壁南部的2002號觀測孔1987～1999年間水位下降6.59m[1]，年均下降 0.51m;2003～2004年間水位下降2.92m，年均降幅1.46m;昌馬戈壁東部的S97－2觀測孔2003～2004年間水位下降5.28m，年均降幅2.64m。近50年來昌馬戈壁地下水位累計下降5～10m以上。昌馬洪積扇細土平原的黃閘灣供銷社YT004號孔1997～2004年，地下水位下降1.07m，年均下降0.14m;踏實鄉(xiāng)水管所YT023號孔1997～2004年地下水位下降0.48m，年均下降0.06m;自1997年以來，玉門踏實盆地除橋子局部地段地下水位略有上升外，其余大部分地帶水位普遍下降0.2～1.33m，年均下降0.025～0.177m。近10年昌馬灌區(qū)細土平原地下水位累計下降0.6～3.00m。

瓜州敦煌盆地雙塔灌區(qū)1987～1999年間地下水位下降幅度稍大于同期昌馬灌區(qū)，其空間變化為中部瓜州縣城外圍降幅最大，為1.19m，東部十工及小宛一帶較小，為0.30～0.85m，多年平均降幅為0.11～0.03m。2003～2004年間地下水位降幅普遍增大，大多位于0.11～0.48m。近10年雙塔灌區(qū)水位累計下降0.9～4.0m(圖1)，近20年雙塔灌區(qū)水位累計下降2～8m。

圖1 瓜州縣十工農場五連(A7)觀測孔多年動態(tài)曲線圖

瓜州敦煌盆地黨河灌區(qū)南部的月牙泉泉湖水位從上世紀50年代至2004年水位累計下降9～10m，最大水深由50年代的10m左右，降至2004年的1.2m左右，水位下降速度也由70年代的年均下降幾公分、十幾公分逐漸增至二三十公分，致使著名的月牙泉面臨消亡的困境。七里鎮(zhèn)、鐵家堡一帶1966～1980年水位下降了4.99～5.90m，1997～2003年下降1.03m，年均下降0.15m;東部五墩鄉(xiāng)一帶(D3觀測孔)1999～2004年水位下降1.88m，降幅 0.38m。近10年黨河灌區(qū)南部水位累計下降0.64～4.0m，近50年來局部水位累計下降5～10m(表1)。

表1 玉門踏實、瓜州敦煌盆地灌區(qū)地下水位降幅統(tǒng)計表

1.2 濕地萎縮

區(qū)內湖泊濕地零星分布于玉門關、后坑等地;沼澤濕地分布于黨河扇前地下水溢出帶湖泊濕地外圍、雙塔水庫上游、昌馬扇前及蘆草溝一帶地下水溢出帶;池塘則主要分布于三道溝－十道溝中下游區(qū)。

近幾十年來，由于地下水資源的不斷減少所引起的地下水位持續(xù)下降和泉水資源大幅度削減，導致區(qū)內濕地大面積萎縮。三道溝—布隆吉一帶泉水溢出帶與上世紀五十年代相比下移了1000～2 000m，沿泉溝分布的濕地面積隨溢出帶的下移而減少;瓜州縣橋子鄉(xiāng)15前水資源比較豐富，由泉水匯集的塘壩水除保證農灌外，每年有250萬m3水灌溉草原，到2004年7月幾乎所有塘壩水都已干枯。而今隨著大面積墾荒，(相當一部分是開發(fā)的濕地、草地)，地表水已經(jīng)遠遠不能滿足農灌需水要求，在此情況下大量開采地下水，10年時間地下水位累積下降了0.6～4m，導致部分泉眼干枯，湖澤消失，濕地萎縮。上世紀90年代調查，玉門關－灣窯一帶共有泉眼320多個，植被生長較好，2005年調查泉眼大幅度減少，灣窯、馬迷兔一帶的胡楊、檉柳大部分死亡，濕地周邊蘆葦?shù)戎脖簧L不良。目前敦煌濕地面積從1950年的375萬畝減少到2004年的不足30萬畝，而且地下水位仍在不斷下降，濕地萎縮的趨勢并沒有得到有效遏制。

TM片解譯顯示，上世紀80年代，全區(qū)濕地面積443.72 km2，90 年代末萎縮至 358.1 km2，減少 85.62 km2，減少率20%。(表2)。

表2 疏勒河中下游地區(qū)不同時期濕地面積統(tǒng)計表 km2

1.3 植被退化

區(qū)域性地下水位下降和泉水資源的大幅度衰減直接導致了區(qū)內植被生態(tài)系統(tǒng)的衰退。近幾十年來，由于河流的干涸和河道遷移，使原來沿疏勒河、黨河河岸發(fā)育的林帶及灌叢迅速退化乃至消失，沿泉水溢出帶廣為分布的沼澤及喜水植被隨著泉水減少而衰亡，代之而起的是旱生、沙生和鹽生草甸。上世紀50年代生長于瓜州西湖的49.5萬畝灌木林，到80年代初只剩下不足10萬畝，且長勢禿萎，瀕臨死亡;原來生長于雙塔堡—望桿子疏勒河兩岸的約1.95萬畝天然胡楊林已所剩無幾;雁脖子湖一帶的胡楊林已全部死亡而淪為風蝕地。瓜州西沙窩近60萬畝的草地現(xiàn)已全部沙化，甘草草甸破壞殆盡;近30年來，僅疏勒河中游草原退化面積就達130.5萬畝，占草地面積的80%以上;全流域草原退化面積達199.5萬畝以上。

此外，水質惡化也是造成植被退化的主要原因之一。根據(jù)有關資料[2]:地下水礦化度小于3～3.5g/L，植物大多生長良好，大于6～10g/L，植物稀疏退化，大于10g/L以上，植物枯萎死亡。由水質惡化引起的植被退化主要發(fā)生在河流中下游區(qū)，隨著地下水礦化度逐漸增高，植物也由不耐鹽的退化為耐鹽的，由生長茂密變?yōu)樯L稀疏，進而枯萎死亡，最后留下大片的鹽殼。如哈拉諾爾、哈拉池、波羅湖、干海子和敦煌伊塘湖等都因地下水礦化度過高而使植被死亡，地表積鹽形成了大片的鹽殼。

截至1998年底，TM片解譯全區(qū)共有林地面積199.2 km2(表3)，草地面積1569.5 km2，田地面積1491.96 km2，與80年代相比分別減少了4.1%、17.8%和10.4%。

表3 疏勒河流域綠洲景觀不同時期面積統(tǒng)計表(遙感解譯) km2

1.4 土地沙漠化

區(qū)內沙漠化土地可劃分為流沙掩埋與風蝕沙化兩種類型。流沙掩埋型分布于庫木塔格、長沙嶺、西沙窩、花海盆地北部等地的固定、半固定沙漠沙丘周圍，多屬嚴重沙化地。風蝕沙化地主要分布于玉門關以西、轉渠口北、黃墩子農場北、西湖西、鎖陽城－兔葫蘆、七墩灘、花海盆地中部等地，風蝕沙化災害程度總的分布規(guī)律為東西部強于中部，北部強于南部，荒區(qū)強于綠洲區(qū)。

土地沙漠化與人類過度墾荒，大量開發(fā)利用水資源引起的地下水位下降、植被衰亡關系十分密切。自從雙塔水庫修建以后，河流下游來水量減少甚至斷流，綠洲萎縮或整體消亡，荒廢的河流故道，包括河流歸縮的尾閭湖細土沉積被風蝕演化為風蝕地，河道變?yōu)榱鲃由城稹Ｈ缧⊥疝r場至瓜州縣城間疏勒河河道中高約2m左右的移動沙丘便是典型的例證。同樣由于水位下降，植被退化，使區(qū)內風蝕作用不斷加強，土地沙漠化進程加快。目前，長沙嶺沙漠每年以2m的速度向西移動，僅1990年以來北橋子被沙埋壓田林就達799.5畝?；êＥ璧?0世紀50年代至今沙丘前移50～80m，每年有40%的土地補種兩次才能基本保住苗株。雙塔—鎖陽城、瓜州黃墩子農場一帶已演化為嚴重沙化地。此外，近年來實施的移民工程毀壞和擾動了原始地貌，使地表細顆粒物質形成新的沙源。部分地區(qū)如花海畢家灘等地因遷移移民的減少或不到位而使大片開墾的土地無人耕種而逐漸沙漠化。瓜州的七墩灘鄉(xiāng)移民開發(fā)區(qū)，原來的荒漠草地新出現(xiàn)高近2m的沙丘和小型風蝕沙地。

據(jù)TM片解譯和對有關資料的對比分析，80年代區(qū)內沙漠化土地總面積3039.59 km2，90年代3066.12 km2(表5)，增加26.59 km2，其中，玉踏盆地、花海盆地沙漠化土地一直處于增長狀態(tài)，瓜州敦煌盆地略有減少。沙地面積的增大主要是土漠帶沙化，鹽堿沙地面積增大主要是鹽堿地沙化所致。

表5 疏勒河流域沙漠化土地不同時期面積統(tǒng)計表(遙感解譯) km2

2 結論與討論

疏勒河流域地下水資源的開發(fā)利用已引起地下水位持續(xù)下降、濕地萎縮、植被褪化或消亡、土地沙漠化等一系列環(huán)境效應。目前政府已采取關井壓產、灌渠防滲、定額灌溉、定期向綠洲濕地供水等措施，這些措施減緩了水位下降速度，使部分綠洲得以起死回生。然而，由于地下水位的恢復是受各種因素的綜合影響，上述措施未能從根本上解決問題。

對疏勒河、黨河這些大型的洪積扇而言，自然狀態(tài)下扇頂水位埋深較大、中游較淺，下游地下水溢出常形成沼澤濕地，當中上游水位埋深增大時，則下游泉水溢出帶下移，濕地面積減少，反之則相反。通過多年的大規(guī)模超采，因地下水位而引起的環(huán)境問題已十分突出，而后期理想化的治理，如恢復黨河洪積扇中上游月牙泉周圍的水位同時，想方設法降低下游鹽漬化區(qū)水位，從而導致原本平緩且向下游傾斜的弧形地下水位線已變成扭曲的折線。筆者認為，該區(qū)首要的任務是根據(jù)水資源的承載能力合理規(guī)劃城市、工農業(yè)發(fā)展規(guī)模，以及濕地規(guī)模，合理配置各類用水，并嚴格水資源管理制度;其次，適當可采取一些區(qū)外調水、節(jié)水措施;第三，充分解決好水位恢復期內的環(huán)境效應，如敦煌五敦一帶灌渠旁用于防風的密集樹木，因節(jié)水改用混凝土渠，使渠水入滲量大大減少，而此段地下水位埋深大于15m，樹木所需水分難以滿足，局部已出現(xiàn)樹木枯萎的現(xiàn)象。

[1]疏勒河流域地下水動態(tài)監(jiān)測資料.

[2]楊根生，等.中國甘肅省河西走廊(疏勒河項目)疏勒河綜合開發(fā)項目對區(qū)域生態(tài)環(huán)境影響研究.中國科學院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所.