渭干河灌区地表地下水与水盐平衡对比分析

王明辉

摘要：地下水经常不断地参与自然界的水循环，通过从外界获得水量而得到补给，特别是对我们南疆大型灌区而言，地表水是地下水主要补给来源，径流过程中，地表水由补给处输送到排泄处，在水量交换运移过程中，径流同时伴随着盐分的交换与运移，这就是地表水和地下水的循环过程。地表水的补给，径流与排泄决定着地下水的水量与水质在空间和时间的变化，只有对地下水补给、排泄和径流建立起清晰的概念，才有可能正确地分析与评价地下水资源，采取有效的措施，因此据我们目前的各种资料来分析地表水与地下水对比，很有根据和价值。

关键词：渭干河灌区；地表地下水；水盐平衡；对比分析

中图分类号：  X 52  文献标识码：A

引言

目前国内外同行对地下水模拟及水盐平衡模型的研究已经做了一些研究工作，但是这些研究要么侧重于土壤水盐平衡的生态效应研究，要么侧重于多水源联合调度的优化计算，真正将二者结合起来用于对典型灌区的节水研究还不多见。通过前人的研究工作发现，单纯简化的一维计算只能反映某一点水分盐分的垂向运动，无法描述灌区有引有排的复杂边界条件。因此，本文分析地下水位对盐分含量的影响，有助于指导土壤盐渍化的治理及开发利用，对生态环境改善及经济发展具有重要的意义和作用。 为解决水环境问题，提高土地质量和农作物产量，扩大水源，节约灌溉与洗盐用水，保护环境，促进西北干旱区的节水和水资源可持续利用，提供实证依据。

1水质时空变化特征

选取地表水典型水质指标，根据地表水质量标准，对研究区地表水水质时空变化规律进行探究，明晰水质变化趋势及主要变化原因，并揭示主要污染因子。选取地下水典型水质指标pH、NH3-N、NO2-N、NO3-N、硫酸盐、氟化物，分析浅层地下水和深层地下水水质时空变化规律进行探究，识别主要污染物，明晰水质变化趋势及主要变化原因，并寻找地表水与地下水的水质差异及联系。区内地表水水质碱性较强，pH 整体呈现弱碱性，基本满足地表水Ⅲ类标准。枯水期河水溶解氧含量较高，满足地表水Ⅲ类标准；平水期和丰水期水溶解氧含量较低，且丰水期溶解氧含量大于平水期。分析其原因，主要因为溶解氧含量随水温升高而降低，而枯水期天气寒冷水温较低，因而水中溶解氧含量较高。而丰水期水量充沛，河水流速较大，水体富氧速率较快，因而丰水期溶解氧含量大于平水期。枯水期满足地表水Ⅲ类标准，丰水期及平水期仅满足地表水Ⅴ类标准，主要因为 COD的来源一般是水中有机物，而有机物主要来源于工业废水、生活污水及动植物腐殖质，丰水期降雨充沛，在产汇流过程中，降雨冲刷携带动植物腐殖质、污水粪便、农药化肥等富含大量有机物的物质进入河道，造成丰水期水体COD浓度最高，而枯水期降雨最少，相应 COD浓度最低。氨氮主要来源于生活污水的含氮有机物，农田排水及焦化、合成氨等工业废水，其与COD来源具有一致性，因而二者浓度规律相似。丰水期氟离子浓度满足地表水Ⅲ类标准，而枯水期氟离子浓度超标最严重，除 A3、A4、A11、A12点，均出现超标。 区内地表水主要超标污染物质为氨氮超标最为严重，最大超标 15 倍；地表水 pH 整体偏高，河水碱性较强；河道的污染主要来源是支流汇入；整体来看，下游水质较好，上游及中游水质较差。因此在未来水质保护及治理过程中，应当首先应当治理支流的水质，控制其排向干流的污染物总量。

2 地表水对地下水水位的影响

地表水来水量对地下水排水量有明显的影响，有着相辅相成的关系，同时对地下水水位影响也很大，如2000 年和 2001 年对比，地表水来水量没有多大差别，排水量和地下水水位稍微偏大些，这是由各县排水渠的排水作用决定的，其中库车引水量没有多大变化的情况下，排水量偏大些，2002 年排水量大幅度增大，地下水水位大幅度的下降， 大大影响了排水量的增多和地下水水位的下降。

3水盐平衡计算

影响盐分平衡的因素，主要有平衡时期始末易溶盐的总储量、平衡期内盐分的进入量和排出量。 进入量包括在正常情况下，随雨水、灌溉水、地下水、植物等带入的盐分。灌溉水通常含一定数量的易溶盐，随灌溉水进入的盐分，其数量一般不可忽略。进入灌区的盐分随引水量的增加而增加，当地下水埋深较大时，由灌溉水携入的盐分分布在持水量不同的土壤层次中，使盐分逐年积累。在内陆干旱区，由于地形起伏，盐分分布不均匀，局部地区就可能产生轻度盐碱化。但若是排水良好，通过降雨及灌溉能从土壤中排走一部分盐分。 但若排水不良或无排水地区，地下水位高，灌溉水盐分与地下水盐分汇合，超过田间持水量的多余水，不能从灌区排出，盐分只有通过蒸发积累，土壤盐渍化就会加重。 地下水对盐分平衡影响，取决于地下水径流量与矿化度，当从邻近地区进入平衡区的盐量大于从灌区排走的盐量，则为正值，盐分贮量增加，反之盐分贮量减少。矿化地下水借毛细管作用上升，使土壤盐分积累。地下水矿化度越高，地下水位越接近地表，则由地下水进入土层中的盐分也就越多。而对典型区而言，各种开采方案下地下水均呈累盐趋势.整个研究区出区总盐量比入区总盐量大，通过排水渠排水，由引用灌溉水及侧向补给量带入的盐量基本都排出了区外，从出区总盐量占入区总盐量的百分比看出，基本都在 123%以下，而对于该区本来就存在的土壤含盐量，通过排水排出的比例就很小了。尤其是对于典型区来说，由于开采量增大，排水量很少，排出区外的盐量比引灌溉水带入的盐量小的多，规划方案 2-1 到规划方案 2-4，出区盐量基本只占到入区盐量的30%左右，再加上本来就是荒地的土壤含盐量非常高，通过灌溉，盐分随着水的入渗很大一部分进入了地下，增大了地下水的矿化度。从表 7-7可以看出，对于整个研究区来说随着开采量的增大，地下水矿化度增大，而在典型区由于开采量夺取的垂向补给较大，致使典型区地下水矿化度大于整个研究区，且随着开采时间的延续，地下水矿化度持续升高。

4对地下水质影响评价

各开采方案地下水均呈脱盐趋势，对典型区而言，各种开采方案下地下水均呈累盐趋势。整个研究区出区总盐量比入区总盐量大，通过排水渠排水，由引用灌溉水及侧向补给量带入的盐量基本都排出了区外.而对于该区本来就存在的土壤含盐量，通过排水排出的比例就很小了。尤其是对于典型区来说，由于开采量增大，排水量很少，排出区外的盐量比引灌溉水带入的盐量小的多，出区盐量基本只占到入区盐量的30%左右，再加上本来就是荒地的土壤含盐量非常高，通过灌溉，盐分随着水的入渗很大一部分进入了地下，增大了地下水的矿化度。对于整个研究区来说随着开采量的增大，地下水矿化度增大，而在典型区由于开采量夺取的垂向补给较大，致使典型区地下水矿化度大于整个研究区，且随着开采时间的延续，地下水矿化度持续升高。

结束语

通过分析可知,地表水来水量对地下水水位和水质有一定的影响,地表水来水量多,同时地下水补给量也增多,地下水的洗盐和脱盐作用增加,地下水水位也上升,地表水来水量减少时,在排水渠排水作用下,地下水水位也下降,但渭干河在引进盐量没有变化的情况下,地下水矿化度呈不断下降趋势。

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