化学

西北地区均属干旱、半干旱地区，水缺乏且分布极不均匀，生态环境脆弱，水土流失严重。近几十年来，人类生产活动对水的大规模开发利用，已经引起了天然水循环条件的变化，并导致区域水的数量、分布及内部分配发生了很大改变;同时由于水循环条件的改变，造成或加速了生态环境的破坏，引起区域荒漠化、盐碱化、盐渍化等严重的生态环境问题。在干旱地区，水是维系脆弱生态环境的珍贵条件，生态环境变化的主导因素是地下水系统特征和功能的变化。地下水是西北生态环境的支撑条件，实施水的优化配置与合理开发利用，维持一定的生态水位埋深，保护地下水系统是改善和恢复西北生态环境的关键所在。

西北地区的水具有频繁多次转化的特点，同时水开发利用突出要解决的是流域整体地下水统一规划，科学分配水源。开发中要解决地表水、地下水的相互涵养保护和对生态环境保护的问题。

因此，西北地区地下水系统研究的侧重点主要为:人类活动影响下四水转化模式与水循环变化规律、水优化配置与合理开发利用、地下水系统的与生态环境功能。

一、西北内陆盆地含水层系统精细探测

含水层系统研究是地下水系统研究中一个非常重要的方面。西北内陆盆地，水文地质条件非常复杂;目前大部分地区只有1∶20万区域水文地质普查的基础，研究程度比华北、东北都低。受以往调查研究的精度有限，对主要含水层的地质结构、边界条件、水文地质参数的刻画精度有限，达不到精确描述含水层属性的程度。西北内陆盆地含水层系统的形成机制、空间结构、层次结构以及介质演变特征等方面还需要进一步开展研究工作。因此，需要通过专项工程的投入，对西北内陆盆地主要含水层系统进行精细探测，并研究区域地下水循环过程及可持续利用的相关理论问题，建立合理评价地下水及其可持续利用的方法和指标体系。

二、人类活动影响下“四水”转化模式与地下水水循环变化机制研究

水的“四水”转化是自然规律。西北内陆盆地“四水”转化频繁，有利于水的重复利用。地表水和地下水同属一个水系统，他们之间相互紧密的联系在一起，“牵一发而动全身”。几十年来，由于河流上游修建水库，拦蓄了地表水，山前及上游开采地下水使得下游河道断流，使原来由河道输水变为渠道输水，改变了水的循环途径;渠道的高标准衬砌，造成地表水转化为地下水的数量大大减少;泉水衰竭，导致水的循环特征发生改变，破坏了水的天然循环条件。因此，研究人类活动影响下“四水”转化模式与地下水水循环变化机制，恢复西北内陆盆地天然水循环的措施和模式，使地下水系统得以保护和涵养，是地下水系统研究的一个侧重点。

主要研究内容:

1)自然状态下西北内陆盆地“四水”转化关系。研究西北地区天然条件下山区冰雪融水、降水、地表水与地下水的转换关系，建立自然条件下地下水系统的输入、输出模式以及系统内的水循环模式。

2)人类活动影响下西北内陆盆地“四水”转化模式与地下水水循环变化机制。研究流域上游修建水库、修建和衬砌引水渠系、引水灌溉、超采地下水等工程性活动对整个流域“四水”转化关系的影响机制，建立人类活动影响下地下水系统的输入、输出模式以及系统内的水循环模式。

3)西北内陆盆地水系统的自然循环途径、恢复措施。从保护地下水使其得以持续利用出发，研究相应的水管理、开发利用模式以及相应的工程技术措施，逐步恢复西北内陆盆地水系统的自然循环途径，使不同形式的水得以按照自然的归路循环，使地下水得以保护和涵养。

三、地下水系统的与生态环境功能研究

西北内陆盆地地表水匮乏，地下水是工农业和生活用水的主要水源;同时，地下水是西北生态环境的支撑条件，水是维系脆弱生态环境的关键所在。西北地区地下水系统肩负着和生态双重功能。西北地区地下水系统研究的关键问题是如何使地下水系统的功能和生态功能协调，合理开发利用水，保护生态环境。

(一)生态环境保护与生态需水研究

西北地区，生态环境状况主要依赖水的供给情况。多年来在水的开发利用中，主要考虑生活和工农业的供水，对生态环境保护和改善水条件的需水考虑不够，以致造成区域生态环境恶化。水是西北地区生态的关键环境要素，西北地区生态环境保护的核心问题是生态需水研究。探讨国民经济用水与生态用水的比例，界定科态需水量、生态水位，实施水合理开发利用，保护地下水系统的生态环境功能。

(二)地下水承载力研究与合理开发利用区划

目前西北地区开发利用地下水的程度各地区不同，有的地区已经超采，仍有一些地区地下水的开采程度较低。开展地下水承载力研究，以水系统－生态系统－社会经济系统耦合机制为重点，研究水承载力评价指标体系和评价方法，建立水系统－生态系统－社会经济系统耦合下的水承载力评价模型。进行承载力计算，以地下水和生态功能双重目标为约束，进行地下水合理开发利用区划。地下水承载力研究对于西北地区地下水的合理开发利用与生态环境保护都具有重要意义。

(三)流域水优化配置

西北地区的水具有频繁多次转化的特点，水开发利用突出要解决的是流域整体、上下游、地下水域地下水的统一规划，科学分配水源，开发中要解决地表水、地下水的相互涵养保护和对生态环境保护的问题。

因此，研究流域上、中、下游地表水－地下水合理配置方案，实施全流域水统一管理，建立基于水优化配置的流域上、中、下游生态与经济协调发展模式，对西北地区地下水系统保护与生态环境建设都具有重要意义。

(四)节 水、水高效利用与地下水系统保护

西北地区水严重短缺，属型缺水地区。与此形成鲜明对比的是西北各省(区)用水浪费却很严重，尤其农业用水浪费更是惊人。长期以来习惯于大水漫灌、串灌。田间工程不配套，渠系渗漏损失严重。目前的灌溉水有效利用系数只有0.4左右，有的甚至只有0.3左右。西北地区的灌水定额要比作物实际需要大得多。灌溉用水浪费严重、定额偏大，水的利用效率低，在很大程度上加大了区域对水的需求量，也加重了区域水的供需。西北地区万元产值用水量远高于全国平均水平，水的重复利用率也很低;依靠科技进步，全面普及节 水技术，建立节 水型体系很重要。

西北地区以农业用水以水高效利用模式研究为重点，探讨节 水高效种植模式和配套节 水栽培技术研究、水开发、调配和高效利用技术研究、节 水农业发展模式与运行机制等。以推广的节 水技术及设备、建立节 水型体系为重点。节 水与水高效利用模式研究，可减少地下水开采量，对西北地区地下水系统保护具有重要的意义。

(五)地下水系统污染研究

对脆弱性严重的西北地区地下水应加强防护，防止地下水受到污染，保护好珍贵的地下水。地下水一旦受到污染就很难恢复。和生活的污废水、固体废弃物不加处理随意排放，或农田施肥及洒农不加控制都会造成地下污染地下水;因此必须加强管理，提高污水处理的能力，加强地表面生态环境脆弱性的研究。

(六)水可持续利用与生态环境保护机制

西北地下水的开发利用应面向生态环境和可持续发展，把生态环境放在首位，以经济建设和生态环境保护相协调，实现可持续发展。开展水可持续利用与生态环境保护互馈机制研究，探讨水开采与生态环境演变的相互关系，建立与生态保护相协调的水可持续开发利用模式，对西北地区地下水系统和生态环境保护都具有重要意义。