孙 静，雷晓云

(新疆农业大学 水利与土木工程学院，乌鲁木齐 830001)

1 水源地概况

1.1 基本情况

青格达湖水源地地处准噶尔盆地东南的天山北坡，乌鲁木齐河、三屯河和头屯河冲积平原下游的潜水溢出带，五家渠市猛进水库南缘。青格达湖水源地1963年开始建设，1979年建成一定规模并运行。经过历次更新改造，现有机井72眼，井深80～330 m，单井额定流量125～330 m3/h。其中，农用机井60眼，主要在场界沟和老干渠两条机井汇流渠沿线分布，猛进水库多年平均抽水量3 200×104m3左右。从2000年开始，又作为五家渠市生活供水水源，之前仅用于农业灌溉和土壤盐碱化改良，现有8眼生活供水井，年设计供水能力990×104m3。青湖开发区生产生活井4眼，年设计供水能力550×104m3。水源地自建设以来，为猛进水库的储水、下游灌区的农业用水以及五家渠市和青湖经济开发区的生活用水发挥了巨大的作用。

1.2 地下水补径排条件

青格达湖水源地300 m深度内地下水的赋存以第四系孔隙水为特点，浅部为潜水含水层，中深部为承压含水层。补给来源为上游地下水的侧向流入，猛进水库、各条引水渠系的渗漏补给，以及机井自流水、上游稻田地排水和农田灌溉水的入渗补给。潜水和承压水的径流均较通畅，且越靠近渠系，径流条件越优。 排泄以人工开采为主，侧向流出次之，还有蒸发蒸腾及冬季承压自留井排泄的水量。

2 区域水资源利用情况

2.1 地表水

青格达湖水源地近10年平均过境地表水量为5 338×104m3/a。其中，乌鲁木齐河水通过水源地西侧的和平渠穿境而过，近10年平均引水量1 105×104m3。头屯河水自水源地西北部穿越水源地入猛进水库，水源主要是头屯河水库的排洪水、冲砂水及沿线的工业废水，近10年平均引水量2 851×104m3。西延干渠水量自场界沟分水闸进入猛进水库，主要作为抗旱补充水源，近10年平均引水809×104m3。老龙河水源主要是上游水磨河的冬闲水以及沿程的工业和生活废水，2006年秋季，猛进水库开展水环境治理，不再引老龙河水，只有当下游渠道超负荷运行时才短时引分洪水，近10年平均引水量616×104m3。

2.2 地下水

青格达湖水源地老干渠和场界沟两条机井汇流渠近10年平均引水量分别为1 301×104和1 928×104m3。

3 地下水可开采量计算分析

3.1 水均衡法

3.1.1 水均衡计算

根据水源地机井多孔、单孔抽水试验得到的孔深、井径、含水层厚度、滤水管长度、动静水位埋深、降深等数据，运用Aquifer Test软件计算承压含水层渗透系数K，计算结果见表1。潜水变幅度给水度、水库入渗补给系数、渠系和河道水渗漏补给系数以及潜水蒸发系数等参数直接选取经验值、推荐值或参照相关规范进行取值。

表1 青格达湖水源地含水层渗透系数计算结果 /m·d-1

采用青格达湖水源地2007～2016年近10年资料系列的均值，同时考虑地下水补给、排泄条件及地表水与地下水之间转化关系的变化，结合选取的各参数取值，对青格达湖水源地地下水的补给量、排泄量进行均衡计算，结果见表2～表3。

表2 地下水补给量计算汇总表 /104 m3

表3 地下水排泄量计算汇总表 /104 m3·a-1

由以上结果可得：均衡差=补给量-排泄量=101×104m3/a。

3.1.2 水均衡分析

区域水均衡分析时,多年平均地下水补给量、排泄量和储变量应满足：

Q总补-Q总排±ΔW=X

(1)

式中：X为绝对均衡差，104m3/a；δ为相对均衡差。

经计算，承压含水层多年储变量△W为0.72×104m3/a。

则有：X=(101+0.72)×104m3/a≈102×104m3/a，δ=(102/7065)×104=1.4%，即|δ|≤10%。

计算结果说明地下水均衡计算精度满足规范和细则要求。

3.1.3 地下水可开采量

从均衡计算可以看出，青格达湖水源地区域地下水补给量大于排泄量，说明地下水开采量合理，还有富余的水量。水源地地下水在开采的同时，每年都有部分潜水蒸发，由于潜水埋深较浅，致使水源地及周边盐渍化程度加剧，南侧部分居民家中菜窖积水严重，经过冬季的恢复，每年2月初就有部分潜水溢出，应考虑将潜水蒸发量拿回。因此，水源地可开采量应为实际开采量+潜水蒸发量+均衡差=(4 785+285+101)×104m3/a=5 171×104m3/a。

3.2 动态分析法

根据青格达湖水源地1963～2016年的开采量资料和1977～2016年的长观资料，对历年开采量与年末水位埋深进行对比分析，总结不同时段年末水位埋深随开采量及各种影响因素的变化规律，确定科学合理的可开采量。见图1。

图1 历年开采量与水位变化过程图

根据水位埋深变化趋势，将图1分为以下3个时段进行分析：第一时段1977～1986年，随着开采量的增大，水位埋深呈明显的下降状态，最低值为24.13 m，对应的开采量为最大开采量8 050×104m3/a。第二时段1987～2000年，随着开采量的减少，水位埋深也逐渐得到回升，2000年开采量降低至1 386×104m3/a时，水位埋深也回升到1.01 m。第三时段2001～2016年，开采量在1 000×104～6 000×104m3/a之间，平均为4 008×104m3/a，水位埋深在0.3～6.5 m之间，平均为2.5 m。41年全时段水源地平均开采量为4 140×104m3/a，水位埋深10 m。根据以上3个时段年开采量与水位埋深的关系分析，为了使地下水水位埋深维持在科学合理的范围内，建议水源地年开采量保持在近16年的均值4 008×104m3/a以上。

对以上3个时段的年开采量和水位埋深进行回归分析，得到第三时段的水位埋深随年开采量的变化关系最密切，相关性良好，见图2。

图2 青格达湖水源地第三时段年开采量与水位埋深回归分析图

利用第三时段年开采量与水位埋深回归方程，可反算出水源地水位埋深在5 m范围内的开采量为5 437×104m3/a,10 m范围内的开采量为7 778×104m3/a。根据前面的分析，水源地汇流渠有544×104m3/a的水量渗漏回归,5 m范围内的实际开采量为4 893×104m3/a。

4 结论与对策

4.1 结 论

1) 对青格达湖水源地进行水均衡计算分析，得到绝对均衡差与相对均衡差精度均满足规范和细则要求，地下水可开采量为5 171×104m3/a。

2) 动态分析法计算得地下水可开采量为5 437×104m3/a。

3) 以上两种方法得到的地下水可开采量基本一致。但地下水均衡是地下水动态的内在原因，地下水动态是地下水均衡的外在表现，不管哪种评价方法得出的地下水可开采量，必须要经受也能经受区域水均衡这个大准则的检验与约束，所以青格达湖水源地地下水可开采量推荐使用水均衡分析结果5 171×104m3/a。

4.2 青格达湖水源地地下水资源保护管理对策

1) 地下水资源保护。根据青格达湖水源地地下水开采情况与水质现状，第六师政府应从水质和水量两个方面对地下水资源进行保护。首先应加强水质保护，防止水土污染，定时定点处理各种垃圾,严格控制化肥、农药的用量,工业、企事业及污水处理单位更应该自觉遵守排污标准，自觉保护生活环境。其次，地下水的开采应在保证生态环境不受破坏的前提下，在允许范围内计划开采。同时，第六师政府应大力推广节水灌溉技术，发展循环农业，加大各级渠道的防渗衬砌及水利工程的维修养护，尽可能提高水的利用率，以最少的用水量满足农业发展需要。

2) 在地下水资源管理方面，第六师水行政主管部门应建立健全地下水资源管理机构、建立完善水资源管理档案体系和水资源监控系统、加强地下水动态监测，以青格达湖水源地地下水资源开发利用规划为基础，建立地下水资源开发利用的申报审批制度，并对开发利用的单位和个人照章收取水资源费。