賀樂(lè)榮
(陜西省地下水管理監(jiān)測(cè)局,陜西 西安 710003)
地下水是水資源的重要組成部分,是陜西省一些主要城市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活及生態(tài)用水的主要水源。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,陜西省沿渭四大主要城市西安、寶雞、咸陽(yáng)和渭南在20世紀(jì)80年代開(kāi)始大量開(kāi)采地下水資源,從而導(dǎo)致陜西省沿渭主要城市一些地區(qū)出現(xiàn)了諸如地下水超采、水質(zhì)污染以及生態(tài)環(huán)境惡化等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,這些問(wèn)題給陜西省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境造成很大危害,嚴(yán)重影響了陜西省地下水資源的可持續(xù)利用和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。針對(duì)這一現(xiàn)狀,我省對(duì)沿渭主要城市的地下水超采區(qū)進(jìn)行了明確劃定,劃定了禁采區(qū)和限采區(qū),提出了地下水超采區(qū)管理保護(hù)的具體目標(biāo)及實(shí)施措施。在超采區(qū)管理保護(hù)方案實(shí)施幾年來(lái),沿渭各市全面開(kāi)展了轄區(qū)內(nèi)地下水超采治理保護(hù)工作,在機(jī)構(gòu)建設(shè)、完善體制機(jī)制、加大社會(huì)輿論宣傳、加強(qiáng)相關(guān)法規(guī)制度建設(shè)、地下水壓采限采措施的制定及實(shí)施等方面,開(kāi)展了扎實(shí)有效的工作,治理保護(hù)工作成效顯著,地下水水位逐步恢復(fù),超采區(qū)面積明顯減少,地下水環(huán)境得到進(jìn)一步涵養(yǎng)。
陜西省地域南北跨度大,地貌類(lèi)型復(fù)雜多樣,秦嶺西部的太白山最高,海拔3767 m,秦嶺以南的白河縣最低,海拔190 m。地勢(shì)總的特點(diǎn)是南北高,中間低。以秦嶺、北山為界,北部為陜北黃土高原,中部為關(guān)中斷陷盆地(平原),南部為陜南褶皺斷塊山地(秦巴山區(qū))。全省山地面積(含黃土高原)為127 093 km2,占總面積的61.8%,平原盆地面積為38 580 km2,占總面積的 18.8%,沙地荒漠面積 39 930 km2,占總面積的19.4%。
沿渭西安、寶雞、咸陽(yáng)和渭南四市均位于關(guān)中斷陷盆地(平原)。關(guān)中盆地南倚秦嶺,北界北山,西起寶雞,東止潼關(guān),東西長(zhǎng)約400 km,南北寬30~80 km,面積1.91萬(wàn) km2,占全省面積的9.3%,海拔325~900 m,地勢(shì)西高東低,自山前向盆地中心,分布著洪積扇裙—黃土臺(tái)塬—河流階地等地形,盆地中部地勢(shì)較為平坦,素有“八百里秦川”之稱(chēng),是陜西省工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)地區(qū)。秦嶺山前洪積扇主要堆積粗粒物質(zhì),常具較大的厚度;北山山前洪積扇顆粒較細(xì),大部分被黃土覆蓋。黃土臺(tái)塬具階梯狀臺(tái)面。一級(jí)黃土臺(tái)塬,海拔540~880 m,分布連續(xù),塬面寬闊平坦,微向河谷方向傾斜,塬面上有洼地、丘崗分布。二級(jí)黃土臺(tái)塬,海拔600~950 m,零星分布。臨潼驪山以南,黃土梁峁地形波狀起伏,溝谷發(fā)育,海拔650~1 000 m。渭河一二級(jí)階地較發(fā)育,階面平坦開(kāi)闊,二級(jí)以上階地主要分布在寶雞至眉縣渭河南岸以及較大支流如千河、洛河、灞河等河流東岸。上覆不同時(shí)代的黃土,稱(chēng)為“黃土覆蓋階地”。在渭、洛河匯流處的一級(jí)階地上,分布著風(fēng)成沙丘地形—大荔沙苑。
關(guān)中沿渭四市在全省總供水量中所占比重較大,從其供水結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),地下水供水比重較大,地表水供水比重較小,地表水利用程度不高,過(guò)分依賴(lài)地下水。關(guān)中盆地2005年總供水量46.8 841億 m3,占全省總供水量的59.53%,其中地表水供水19.6404億 m3,占關(guān)中總供水的41.89%,地下水供水26.6086億 m3,占關(guān)中總供水的56.75%,污水回用及其它供水0.6351億m3。沿渭四市的地下水開(kāi)發(fā)利用程度都較高,在各市城區(qū)和近郊,以及工業(yè)集中區(qū),由于經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,工礦企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)展,蓄水量不斷增大,加之城市生活、居民生活用水量劇增,且各水源地的自來(lái)水廠幾乎是全部開(kāi)采使用地下水,發(fā)生采補(bǔ)嚴(yán)重失調(diào),水位大幅度下降,地下水區(qū)域性下降漏斗不斷擴(kuò)大,并帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。形成地下水超采區(qū)。沿渭四市地下水開(kāi)采量見(jiàn)表1。
表1 沿渭四市地下水年開(kāi)采量分析表
陜西省沿渭主要城市西安、寶雞、咸陽(yáng)和渭南四市2006年共劃定地下水超采區(qū)12處,總面積594.54 km2。其中,一般超采區(qū) 5處,面積 285.67 km2;嚴(yán)重超采區(qū) 7處,面積308.87 km2。經(jīng)對(duì)超采區(qū)地下水可開(kāi)采量復(fù)核,12處超采區(qū)地下水可開(kāi)采量總計(jì)為40629.95×104m3/a,多年平均地下水實(shí)際開(kāi)采量為 52 291.60×104m3/a,年均超采量11 661.65×104m3/a。根據(jù)嚴(yán)重超采區(qū)的超采程度等指標(biāo),對(duì)其進(jìn)一步劃定了禁采區(qū)2處,面積241.00 km2;限采區(qū)6處,面積67.87 km2。其中西安市地下水超采區(qū)5處,總面積510.25 km2,年均超采量 9 608.79 ×104m3/a。其中一般超采區(qū)1處,面積 226.50km2,嚴(yán)重超采區(qū) 4處,面積 283.75 km2,劃定禁采區(qū) 2處,面積 241 km2,限采區(qū) 3處,面積42.75 km2;寶雞市地下水超采區(qū)1處,即石壩河水源地超采區(qū),面積2.69 km2,年均超采量 182.86 ×104m3/a;咸陽(yáng)市地下水超采區(qū)劃定地下水超采區(qū)4處,總面積52.37 km2,年均超采量 1479.95×104m3/a。其中一般超采區(qū) 2處,面積34.55 km2,嚴(yán)重超采區(qū) 2 處,面積 18.72km2,劃定限采區(qū) 2處,面積17.82 km2;渭南市地下水超采區(qū)劃定地下水超采區(qū)2 處,總面積 29.23 km2,年均超采量 390.05 ×104m3/a。其中一般超采區(qū)1處,面積21.93 km2,嚴(yán)重超采區(qū)1處,面積7.30 km2。劃定限采區(qū) 1 處,面積 7.30km2。
降水是補(bǔ)給地下水資源的有效途徑,是影響地下水動(dòng)態(tài)變化的重要因素。通過(guò)對(duì)沿渭西安、寶雞、咸陽(yáng)、渭南四市城區(qū)降水資料的分析和研究,可以得知以上四市2005~2008年降水大致呈平水平、豐水年、再到枯水年的變化過(guò)程。各市降水情況又不盡相同。西安市城區(qū)各年降水量基本上呈現(xiàn)出平水年、豐水年、枯水年的大致格局。其中2005年和2006年平均降水量分別為568.70 mm和577.90 mm,屬平水年;2007年平均降水量為706.80 mm,屬豐水年;2008年平均降水量為443.20 mm,屬枯水年。寶雞市城區(qū)各年降水量基本經(jīng)歷了平水年到枯水年的變化過(guò)程。其中2005~2007年降水量分別為 627.60 mm、622.20 mm 和 589.60 mm,屬平水年;2008年平均降水量為398.20 mm,為枯水年。咸陽(yáng)市城區(qū)各年降水量基本上呈現(xiàn)出平水年、豐水年、枯水年的大致格局。其中2005年和2006年平均降水量分別為500.50 mm和459.50 mm,屬平水年;2007年平均降水量為780.20 mm,屬豐水年;2008年平均降水量為 415.80 mm,屬枯水年。渭南市城區(qū)各年降水量基本上呈現(xiàn)出平水年、豐水年、平水年的大致格局。其中2005年和2006年平均降水量分別為475.00 mm和474.50 mm,屬平水年;2007年平均降水量為568.90 mm,屬豐水年;2008年平均降水量為465.50 mm,屬平水年。2005~2008年沿渭主要城市市區(qū)降水量詳見(jiàn)表2。
表2 2005~2008年降水量統(tǒng)計(jì)表 mm
地下水開(kāi)采量是影響地下水動(dòng)態(tài)變化的一個(gè)重要因素。通過(guò)資料分析及工作調(diào)研,2005~2008年沿渭西安、寶雞、咸陽(yáng)、渭南四市地下水開(kāi)采量總體呈下降趨勢(shì),地下水開(kāi)采量在總供水量中所占比例也在逐年下降,四市地下水開(kāi)采總量占四市總供水量的比例分別為 64.75%、59.53%、59.77%和 58.89%。西安市城區(qū)各年度地下水開(kāi)采量分別為4.53億 m3、4.50億 m3、3.62億m3和4.09億m3,總體呈現(xiàn)減少趨勢(shì)。地下水占總供水量的比例也在逐年減少,分別為 59.31%、57.45%、55.11%和 53.36%;寶雞市城區(qū)各年度地下水開(kāi)采量分別為0.50億 m3、0.39億 m3、0.77億 m3和0.25億 m3,總體呈減少趨勢(shì)。地下水占總供水量的比例也呈總體減少趨勢(shì),分別為51.55%、38.00%、43.14%和29.63%;咸陽(yáng)市城區(qū)各年度地下水開(kāi)采量分別為1.43億 m3、1.16 億 m3、1.18 億 m3和1.47 億 m3,總體呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)。與前三年相比,2008年地下水開(kāi)采量較大主要是由于該年是枯水年,降水量較前三年減少9.51% ~46.71%。但是地下水開(kāi)采量占總供水量的比例總體呈現(xiàn)增加趨勢(shì),分別為92.86%、96.02%、96.04%和96.35%,充分說(shuō)明了地下水一直是咸陽(yáng)市的主要供水水源;渭南市城區(qū)各年度地下水開(kāi)采量分別為0.59億 m3、1.82 億 m3、2.03 億 m3和2.03 億 m3,總體呈現(xiàn)持續(xù)增大的趨勢(shì)。地下水開(kāi)采量占總供水量的比例總體呈現(xiàn)減少的趨勢(shì),分別為 79.73%、57.79%、64.74%和 62.05%。
地表水是城市供水的重要水源,對(duì)改善城市供水結(jié)構(gòu)發(fā)揮著重要作用。通過(guò)資料分析和調(diào)查,在地表水城市供水方面,除咸陽(yáng)市幾乎無(wú)變化外,其余三市均呈增加趨勢(shì)。地表水在城市總供水量中的比例逐步增大。地表水供水比例的增大可以極大緩解地下水供水壓力,超采區(qū)面積逐步恢復(fù)減少。2005~2008年四市地表水供水量占四市城市總供水量的比例分別為 34.68% 、40.47% 、40.22% 和 41.07% 。西安市城區(qū)各年度地表水供水量分別為3.11億 m3、3.33億 m3、2.95億 m3和3.58億 m3,總體呈現(xiàn)增大趨勢(shì)。地表水占總供水量的比例也在逐年增加,分別為40.65%、42.53%、44.90%和46.67%;寶雞市城區(qū)各年度地表水供水量分別為0.47 億 m3、0.64 億 m3、1.01 億 m3和 0.60 億 m3,總體呈現(xiàn)增大趨勢(shì)。地表水占總供水量的比例也在逐年增加,增加幅度較大,分別為 48.45% 、62.13% 、56.74% 和 69.77%;咸陽(yáng)市城區(qū)各年度地表水供水量分別為0.05億 m3、0.05億 m3、0.05億 m3和0.06億 m3,基本持平,無(wú)明顯變化。地表水占總供水量的比例也基本保持不變,分別為3.25%、4.13%、4.10%和3.92%。這就充分說(shuō)明了地下水資源一直是咸陽(yáng)市城市供水的主要水源;渭南市城區(qū)各年度地表水供水量分別為 0.15 億 m3、1.33 億 m3、1.11 億 m3和 1.24 億 m3,總體呈現(xiàn)增大趨勢(shì)。地表水占總供水量的比例也呈增加趨勢(shì),分別為 20.27% 、42.21% 、35.35% 和 37.92% 。
通過(guò)對(duì)沿渭四個(gè)城市地下水超采區(qū)監(jiān)測(cè)資料的分析計(jì)算,結(jié)合各市地下水動(dòng)態(tài)影響因素的分析,分析總結(jié)出2005.12.26~2008.12.26(以下簡(jiǎn)稱(chēng)統(tǒng)計(jì)時(shí)段)沿渭主要城市地下水超采區(qū)地下水位動(dòng)態(tài)變化情況。
通過(guò)關(guān)閉封停城區(qū)自備井、壓采限采措施,累計(jì)封停封填各類(lèi)自備水源井1285眼,年減少地下水開(kāi)采量2 190萬(wàn)m3。隨著黑河引水、石頭河城市供水等地表水工程的建成,西安城市供水結(jié)構(gòu)得到顯著改善,地下水資源在城市供水中所占比例也在逐年降低,由2005年的59.13%減少到2008年的53.36%。地下水開(kāi)采量也逐年減少,由2005年的4.53億 m3減小到2008年的4.09億 m3,凈減少 0.44億 m3。加之城市節(jié)水等水資源保護(hù)行動(dòng)的推進(jìn),近幾年城區(qū)地下水超采區(qū)地下水埋深明顯回升?,F(xiàn)有五個(gè)超采區(qū)地下水埋深平均上升了1.61m,年均上升0.54 m/a,地下水超采區(qū)面積由2005年前的510.25 km2減小到 2008年的483.23km2,減少了30.02 km2,使城區(qū)地下水得到了有效保護(hù)和涵養(yǎng)。在統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi),西安市五個(gè)地下水超采區(qū)地下水埋深平均上升了1.61 m,年均上升0.54 m/a,地下水位總體呈上升趨勢(shì)。各超采區(qū):①西安市城區(qū)嚴(yán)重超采區(qū)地下水埋深上升了3.58 m,年均上升 1.19m/a,超采區(qū)面積減少了 28.38 km2,年均減少9.46km2;②浐灞河間嚴(yán)重超采區(qū)地下水埋深上升了2.22m,年均上升 0.74 m/a,超采區(qū)面積減少了 0.90 km2,年均減少0.30km2;③灞東水源地嚴(yán)重超采區(qū)地下水埋深上升了4.25m,年均上升 1.42m/a,超采區(qū)面積減少了 0.68 km2,年均減少0.23 km2;④灃、氵皂 河水源地嚴(yán)重超采區(qū)地下水埋深上升了1.68 m,年均上升0.56 m/a,超采區(qū)面積減少了2.34 km2,年均減少0.78 km2;⑤西安市郊區(qū)超采區(qū)地下水埋深下降了0.52 m,年均下降0.17 m/a,超采區(qū)面積增加了5.29 km2,年均增加 1.76 km2。
重點(diǎn)采取關(guān)閉城區(qū)自備井與實(shí)施節(jié)水措施相結(jié)合的方式,積極調(diào)整和改善城市供水結(jié)構(gòu),引用馮家山水庫(kù)庫(kù)水向城區(qū)供水,減少了對(duì)地下水資源的開(kāi)發(fā)利用程度。累計(jì)關(guān)閉自備井275眼,加之節(jié)水措施的普遍實(shí)施,市區(qū)地下水開(kāi)采量逐年減少,地下水開(kāi)采量由2005年的0.50億 m3減小到2008年的0.25億 m3,減少了0.25億 m3,地下水占整個(gè)城區(qū)供水量的比例也由51.55%減少到29.63%。加之金渭湖的建成,市區(qū)地下水得到有效的補(bǔ)給,市區(qū)地下水基本上實(shí)現(xiàn)了采補(bǔ)平衡。市區(qū)地下水位上升顯著,地下水埋深平均上升了30.12 m,年均上升10.04 m/a,市區(qū)唯一的石壩河水源地超采區(qū)也基本消失。寶雞市地下水超采區(qū)即石壩河水源地超采區(qū),在統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)地下水埋深上升了30.12 m,年均上升10.04 m/a,地下水水位上升幅度較大,超采區(qū)基本消失。
針對(duì)長(zhǎng)期以來(lái)城區(qū)供水水源單一,對(duì)地下水依賴(lài)性強(qiáng)的實(shí)際情況,制定了具體的管理保護(hù)實(shí)施方案細(xì)則。近年來(lái),累計(jì)關(guān)閉自備水源井115眼,實(shí)現(xiàn)了超采區(qū)壓采地下水開(kāi)采量1 000萬(wàn)m3的近期目標(biāo)。城區(qū)四個(gè)超采區(qū)地下水埋深平均上升了1.30 m,年均上升0.43 m/a,超采區(qū)面積也由2005年的52.37 km2減小到2008年的46.53 km2,減少了5.84 km2。咸陽(yáng)市四個(gè)地下水超采區(qū)在統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)地下水埋深平均上升了1.30 m,年均上升0.43 m/a,地下水位總體呈上升趨勢(shì)。具體情況是:①咸陽(yáng)市城區(qū)中心嚴(yán)重超采區(qū)地下水埋深上升了2.33m,年均上升0.77 m/a,超采區(qū)面積減少了2.64 km2,年均減少0.88 km2;②咸陽(yáng)市郊區(qū)超采區(qū)地下水埋深下降了0.03 m,年均下降0.01 m/a,超采區(qū)面積基本未變;③西北橡膠廠水源地嚴(yán)重超采區(qū)地下水埋深上升了0.87 m,年均上升 0.29 m/a,超采區(qū)面積減少了 0.17 km2,年均減少0.06 km2;④秦都區(qū)灃東超采區(qū),地下水埋深上升了 1.19 m,年均上升 0.39 m/a,超采區(qū)面積減少了 3.05 km2,年均減少 1.02 km2。
針對(duì)地表水水源匱乏、城區(qū)供水量不足的實(shí)際情況,結(jié)合實(shí)際,重點(diǎn)對(duì)報(bào)廢的水源井進(jìn)行封閉,不再審批新的水源井,同時(shí)積極尋找替代水源,采取從尤河水庫(kù)向城區(qū)供水,減少了對(duì)城區(qū)地下水的開(kāi)采,城區(qū)地下水開(kāi)采量穩(wěn)定在1.80~2.03億 m3之間,部分地下水水位下降區(qū)逐漸變?yōu)榉€(wěn)定區(qū)。兩個(gè)地下水超采區(qū)地下水埋深平均上升了1.44 m,年均上升0.48 m/a,地下水位總體呈上升趨勢(shì)。超采區(qū)面積也由2005年的29.23 km2減小到2008 年的 26.20 km2,減少了 3.03 km2。
渭南市兩個(gè)地下水超采區(qū)地下水埋深平均上升了1.44 m,年均上升0.48 m/a,地下水位總體呈上升趨勢(shì)。其中杜橋嚴(yán)重超采區(qū)地下水埋深上升了4.52 m,年均上升1.51 m/a,超采區(qū)面積減少了 2.28 km2,年均減少 0.76 km2;渭南市城區(qū)超采區(qū)地下水埋深上升了0.41 m,年均上升0.14 m/a,超采區(qū)面積減少了 0.75 km2,年均減少0.25 km2。
沿渭四個(gè)重點(diǎn)城市地下水超采區(qū)地下水位動(dòng)態(tài)變化情況見(jiàn)圖1~圖4。
圖1 2005~2008年西安市城區(qū)超采區(qū)地下水位埋深變化圖
圖2 2005~2008年寶雞城市城區(qū)超采區(qū)地下水位埋深變化圖
圖3 2005~2008年咸陽(yáng)市城區(qū)超采區(qū)地下水位埋深變化圖
圖4 2005~2008年渭南市城區(qū)超采區(qū)地下水位埋深變化圖
(1)西安市:成功地走出了一條政府主導(dǎo)、行業(yè)推動(dòng)、全社會(huì)建設(shè)的路子,大規(guī)模的開(kāi)展了地下水保護(hù)行動(dòng)和封停自備井井活動(dòng),有效涵養(yǎng)了地下水源,遏制了地面沉降、地裂縫等環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題,使城區(qū)地下水位并呈逐年上升趨勢(shì)。(2)寶雞市:累計(jì)關(guān)閉自備井240眼,加之馮家山庫(kù)水引進(jìn)市區(qū)后,金渭湖、清姜河、金陵河等多處蓄水工程的建成,市區(qū)供水結(jié)構(gòu)大為改善,以及節(jié)水措施的普遍實(shí)施,市區(qū)地下水開(kāi)采量逐年減少,各水源地地下水位明顯回升,超采區(qū)已在逐漸消失。(3)咸陽(yáng)市:扎實(shí)開(kāi)展地下水管理保護(hù)工作,緊緊圍繞地下水壓采、節(jié)約用水、地下水水質(zhì)保護(hù)和地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)建設(shè)四個(gè)方面開(kāi)展工作,實(shí)現(xiàn)了超采區(qū)治理的近期目標(biāo),取得了實(shí)效。(4)渭南市:機(jī)井?dāng)?shù)量位居全省前列,年地下水開(kāi)采量占可開(kāi)采量的71.57%。部分地區(qū)存在長(zhǎng)期超采。通過(guò)加強(qiáng)井灌規(guī)劃與管理,積極尋找替代水源,,減少了對(duì)城區(qū)地下水的開(kāi)采,部分地下水水位下降區(qū)變?yōu)榉€(wěn)定區(qū)。使超采區(qū)地下水位下降趨勢(shì)明顯減弱。