【摘要】本文以地下水超采區(qū)評(píng)價(jià)有關(guān)成果和權(quán)威發(fā)布的地下水開發(fā)利用有關(guān)數(shù)據(jù)為依據(jù),結(jié)合以往地下水超采的有關(guān)研究資料與規(guī)劃成果,在分析重點(diǎn)區(qū)域地下水超采狀況和原因的基礎(chǔ)上,按照“山水林田湖”系統(tǒng)治理的思路,探討提出地下水超采區(qū)治理修復(fù)的基本思路和主要技術(shù)方法、方案制定重點(diǎn)考慮的影響因素等。
【關(guān)鍵詞】地下水;地下水超采區(qū);治理修復(fù);可持續(xù)利用
一、地下水超采狀況與成因分析
1、地下水資源量
全國(guó)1956~2000年多年平均年地下水資源量為8218億m3,其中北方地區(qū)(包括松花江區(qū)、遼河區(qū)、海河區(qū)、黃河區(qū)、淮河區(qū)和西北諸河區(qū)6個(gè)水資源一級(jí)區(qū);南方地區(qū)包括長(zhǎng)江區(qū)、東南諸河區(qū)、珠江區(qū)和西南諸河區(qū)4個(gè)水資源一級(jí)區(qū))為2458億m3,占全國(guó)的30%,南方地區(qū)5760億m3,占全國(guó)的70%。全國(guó)山丘區(qū)地下水資源量6770億m3,占全國(guó)的79%,絕大多數(shù)通過(guò)河川徑流的形式排泄;平原區(qū)地下水資源量為1765億m3(含與山丘區(qū)重復(fù)計(jì)算量317億m3),占全國(guó)的21%??紤]維系地下合理生態(tài)水位和不產(chǎn)生環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的要求,全國(guó)平原區(qū)可持續(xù)利用的淺層地下水可開采量1230億m3,相當(dāng)于平原區(qū)地下水資源量的70%。北方地區(qū)平原區(qū)淺層地下水可開采量991億m3,相當(dāng)于其地下水資源量的72%,其中西北諸河區(qū)平原淺層地下水可開采量222億m3,相當(dāng)于其地下水資源量的52%;南方地區(qū)239億m3,相當(dāng)于其地下水資源量的63%。
2、地下水開采歷程
我國(guó)地下水開發(fā)利用歷史悠久,已發(fā)現(xiàn)最早的水井是浙江馀姚河姆渡古文化遺址水井,其年代為距今約5700年,地下水的開發(fā)利用可以追溯到更早的時(shí)期。在建國(guó)初期地下水開發(fā)利用以小規(guī)模、分散式為主,1972年全國(guó)地下水開采量?jī)H200億m3左右,在經(jīng)歷3年的快速增長(zhǎng)后,1975~1985年增速明顯放緩;1985年以后地下水開采又進(jìn)入快速增長(zhǎng)期,到2000年達(dá)到1100億m3左右,之后進(jìn)入穩(wěn)定期,維持在1020~1134億m3區(qū)間變動(dòng)。1972~2015年全國(guó)地下水開采量變化情況見圖1。
3、地下水超采狀況
我國(guó)許多地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展高度依賴地下水,在北方地區(qū)地下水資源開發(fā)利用程度普遍較高,特別是近30多年開采量增長(zhǎng)過(guò)快,超采十分嚴(yán)重。
超采區(qū)面積與分布:全國(guó)平原區(qū)地下水超采區(qū)面積28.46萬(wàn)km2,其中淺層地下水超采區(qū)面積13.42萬(wàn)km2(一般超采區(qū)8.7萬(wàn)km2,嚴(yán)重超采區(qū)4.72萬(wàn)km2),深層承壓水超采區(qū)16.78萬(wàn)km2,淺層地下水超采區(qū)與深層承壓水超采區(qū)的重疊面積約1.74萬(wàn)km2。地下水超采區(qū)大部分在北方地區(qū),海河區(qū)、淮河區(qū)、黃河區(qū)和西北諸河區(qū)四個(gè)水資源一級(jí)區(qū)的地下水超采區(qū)面積約占全國(guó)超采區(qū)面積的73%,海河區(qū)超采區(qū)面積最大,約占全國(guó)超采區(qū)面積的39%,其次是西北諸河區(qū)、淮河區(qū)和黃河區(qū),分別占16%、11%和6%;地下水超采區(qū)面積較大的省區(qū)有河北、山東、河南等,分別占全國(guó)超采區(qū)面積的25%、17%和13%。
地下水超采量與分布:全國(guó)平原區(qū)地下水超采量161.79億m3,其中淺層地下水超采量103.3億m3,深層承壓水超采量58.49億m3。北方地區(qū)平原區(qū)超采量為159.69億m3,占全國(guó)的99%;南方地區(qū)平原區(qū)超采量為2.1億m3,占全國(guó)的1%。平原區(qū)地下水超采量較大的有河北、新疆、河南、甘肅、山東、內(nèi)蒙古、遼寧、北京、山西等省區(qū)。其中,河北省現(xiàn)狀地下水超采量最大,近60億m3,約占全國(guó)地下水總超采量的37%;新疆超采量次之,約占全國(guó)的16%;河南超采量約占全國(guó)的14%。
近年來(lái)全國(guó)地下水開采量總體穩(wěn)定,但部分地區(qū)超采量呈現(xiàn)一定的增長(zhǎng)趨勢(shì)。依據(jù)2011年的第一次全國(guó)水利普查有關(guān)數(shù)據(jù)初步分析,全國(guó)平原區(qū)淺層地下水超采量約119.82億m3,深層承壓水開采量增加至94.33億m3;而2014年全國(guó)水資源公報(bào)顯示深層承壓水開采量達(dá)到154.80億m3;河北、新疆、甘肅等?。ㄗ灾螀^(qū))最新的地下水超采區(qū)復(fù)核結(jié)果顯示,年均地下水超采量較前次評(píng)價(jià)均有所增加,其中河北[4]由30.4億m3增加到50.0億m3,新疆[5]由17.02億m3增加到33.16億m3,甘肅[6]由2.24億m3增加到6.58億m3。
4、地下水超采成因分析
隨著時(shí)間的日積月累,我國(guó)的地下水超采問(wèn)題已經(jīng)十分嚴(yán)重,引發(fā)的一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題越發(fā)突顯,通過(guò)梳理分析不難發(fā)現(xiàn),主要有3個(gè)方面的原因:
一是水資源缺乏。我國(guó)水資源總量居世界第6位,但人均水資源量約2100m3,為世界平均的28%,耕地畝均水資源量1400m3左右,為世界平均的一半;北方地區(qū)缺水嚴(yán)重,其國(guó)土面積、人口、耕地面積和GDP分別占全國(guó)的64%、46%、60%和45%,但水資源總量?jī)H占全國(guó)的19%,其中黃河、淮河、海河3個(gè)水資源一級(jí)區(qū)水資源總量合計(jì)僅占全國(guó)的7%,人均水資源占有量不足450m3,超采嚴(yán)重的河南、河北、山東人均水資源量?jī)H427 m3、278 m3、309 m3,新疆天山北坡、吐哈盆地耕地畝均水資源量?jī)H625 m3、904m3。經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求強(qiáng)烈與水資源缺乏的矛盾長(zhǎng)期存在,是導(dǎo)致地下水持續(xù)超采的主要原因。
二是地下水開發(fā)合理利用認(rèn)識(shí)不足。地下水具有重要的資源和生態(tài)雙重功能,在保障我國(guó)城鄉(xiāng)居民生活和生產(chǎn)供水、支持經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中具有重要作用,同時(shí)在地下水形成、轉(zhuǎn)換和運(yùn)移過(guò)程中,對(duì)維持地表植被、調(diào)節(jié)江河徑流、維系良好生態(tài)環(huán)境也具有十分重要的作用。在北方缺水地區(qū),由于對(duì)地下水合理開發(fā)利用與保護(hù)的認(rèn)識(shí)不足,經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與自然爭(zhēng)水的矛盾較為普遍,優(yōu)先發(fā)展經(jīng)濟(jì)的主觀意愿致使部分地區(qū)地下水持續(xù)超采;且存在地下水保護(hù)意識(shí)淡薄,曾出現(xiàn)污水回灌地下或大規(guī)模工業(yè)污水滲坑污染地下水等極端時(shí)間,重發(fā)展輕保護(hù)的觀念急需扭轉(zhuǎn)。
三是地下水監(jiān)管基礎(chǔ)薄弱。雖然我國(guó)地下水管理在法規(guī)制度建立、基礎(chǔ)勘察、資源評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定、水資源論證和取水許可等方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,但管理基礎(chǔ)仍然薄弱。一方面,地下水政策法規(guī)體系不健全,缺乏對(duì)地下水利用與保護(hù)的系統(tǒng)規(guī)劃或有規(guī)劃卻難以落實(shí);另一方面,地下水監(jiān)督計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施薄弱,地下水管理的專業(yè)機(jī)構(gòu)和技術(shù)人員普遍缺乏,據(jù)第一次全國(guó)水利普查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),全國(guó)規(guī)模以上機(jī)電井的計(jì)量設(shè)施安裝率僅6.3%,計(jì)量水量?jī)H20.7%,規(guī)模以下機(jī)電井和人力井基本全部無(wú)計(jì)量設(shè)施。
二、超采區(qū)治理修復(fù)技術(shù)方法淺析
地下水超采區(qū)治理與修復(fù)是長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù),在分析我國(guó)黃淮海、天山北坡、河西走廊、東北平原等主要超采區(qū)地下水超采現(xiàn)狀和成因的基礎(chǔ)上,結(jié)合地下水有關(guān)規(guī)劃和以往有關(guān)成果,總結(jié)認(rèn)為超采區(qū)治理應(yīng)重點(diǎn)做好4個(gè)方面的工作,即“壓開采、增補(bǔ)給、強(qiáng)保護(hù)、嚴(yán)監(jiān)管”,主要技術(shù)方法如下:
(一)壓減地下水開采
地下水超采區(qū)應(yīng)以節(jié)水為重要抓手,以壓減地下水開采為目標(biāo),統(tǒng)籌地表水、地下水和非常規(guī)水源的平衡,協(xié)調(diào)本地水與外調(diào)水關(guān)系,合理控制地下水開采量和開采強(qiáng)度。一是加強(qiáng)節(jié)水工程建設(shè):根據(jù)區(qū)域用水特點(diǎn),加強(qiáng)農(nóng)業(yè)節(jié)水工程、工業(yè)節(jié)水示范工程、城鎮(zhèn)生活節(jié)水工程建設(shè),重點(diǎn)在井灌區(qū)、井渠結(jié)合灌區(qū)大力推廣應(yīng)用高效節(jié)水技術(shù)和改進(jìn)農(nóng)業(yè)灌溉方式,鼓勵(lì)企事業(yè)單位自備井用水戶節(jié)約用水,促進(jìn)節(jié)水減污。二是積極調(diào)整種植結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu):因地制宜通過(guò)減少耗水較高作物種植面積,改種耗水較少的農(nóng)作物或與當(dāng)?shù)赜隉嵬谏L(zhǎng)的農(nóng)作物,減少農(nóng)業(yè)灌溉用水;通過(guò)行業(yè)政策淘汰落后高耗水產(chǎn)業(yè),通過(guò)政策傾斜和資金引導(dǎo)積極發(fā)展低耗水、低污染、高產(chǎn)出的綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)。三是適當(dāng)退減灌溉面積:在保障糧食安全的前提下,在地下水過(guò)度開采問(wèn)題突出、節(jié)水潛力有限、不具備水源置換條件的地區(qū),通過(guò)休耕或旱作方式,退減部分灌溉面積,例如在天山北坡等地下水超采嚴(yán)重、灌溉用水量占比過(guò)重的區(qū)域,由政府主導(dǎo)統(tǒng)籌考慮退減部分灌溉面積對(duì)恢復(fù)區(qū)域地下水生態(tài)至關(guān)重要。四是加快替代水源工程建設(shè):根據(jù)超采區(qū)炒菜狀況和治理目標(biāo),加快替代水源工程建設(shè),通過(guò)水源置換減少地下水開采,包括外流域調(diào)水、當(dāng)?shù)氐乇硭?、再生水、微咸水等水源利用工程建設(shè)。五是主動(dòng)封填部分開采井:在具備替代水源條件及替代水源工程建成通水的情況下下,科學(xué)規(guī)劃落實(shí)地下水開采井的封填工作,對(duì)成井條件差的井永久封填,對(duì)成井條件好的井封存?zhèn)溆?,并建立封存?zhèn)溆镁牡怯洝⒔n、管理、維護(hù)和監(jiān)督制度,適時(shí)應(yīng)急啟用。
(二)增加地下水補(bǔ)給
增加地下水補(bǔ)給的有兩種途徑:一是天然增補(bǔ),即通過(guò)多種途徑增加地下水源頭補(bǔ)給,在地下水超采區(qū)和重要源頭補(bǔ)給區(qū),通過(guò)植樹造林、修復(fù)濕地等綜合措施提升水源涵養(yǎng)能力,在人與自然爭(zhēng)水矛盾突出的地區(qū)通過(guò)生態(tài)調(diào)度和水源置換等措施退還河湖生態(tài)用水?dāng)D占量,增強(qiáng)地下水的天然補(bǔ)給能力。二是人工回灌,即建設(shè)地下水人工回灌補(bǔ)源工程,如地下水回滲場(chǎng)、攔蓄壩、引水渠、回灌井等,將地表余水、集蓄的雨水、攔截的當(dāng)?shù)睾樗约敖?jīng)處理后達(dá)到回灌標(biāo)準(zhǔn)的再生水等回灌補(bǔ)給地下含水層。
(三)加強(qiáng)地下水資源保護(hù)
一是加強(qiáng)地下水水質(zhì)保護(hù):對(duì)現(xiàn)狀水質(zhì)好于其功能標(biāo)準(zhǔn)要求的,要按照高標(biāo)準(zhǔn)繼續(xù)保持;對(duì)于已經(jīng)處于臨界邊緣的,要加強(qiáng)保護(hù)力度,防止出現(xiàn)影響其功能發(fā)揮的水質(zhì)惡化趨勢(shì);對(duì)于地下水水質(zhì)惡化,而使其功能不能正常發(fā)揮的,要考慮治理需要與投資可能加快治理,逐步改善地下水水質(zhì);受技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等條件影響,通過(guò)各種措施也難以達(dá)到水質(zhì)目標(biāo)要求的,必要時(shí)要調(diào)整其使用功能,避免對(duì)居民健康造成危害。二是強(qiáng)化地下水飲用水水源地保護(hù):地下水超采區(qū)應(yīng)根據(jù)《飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》,劃分地下水飲用水水源地保護(hù)區(qū),在保護(hù)區(qū)建設(shè)必要的圍墻、柵欄、植被建設(shè)等圍護(hù)工程,清除水源地周邊的垃圾堆放場(chǎng)、加油站、違規(guī)建筑等各類污染源,對(duì)集中式地下水飲用水水源地附近排污口、滲坑、滲井等實(shí)施治理。三是合理控制地下水水位:分析地下水超采區(qū)補(bǔ)給條件,根據(jù)地下水超采區(qū)的環(huán)境地質(zhì)功能保護(hù)、地表生態(tài)保護(hù)對(duì)地下水水位控制的要求,銜接區(qū)域地下水開采控制目標(biāo),綜合分析制定地下水水位控制總體目標(biāo)與相應(yīng)措施。
(四)嚴(yán)格地下水監(jiān)控管理
一是加強(qiáng)地下監(jiān)測(cè)能力建設(shè):積極完善地下水資源監(jiān)測(cè)體系,加密地下水超采區(qū)地下水水位、水質(zhì)監(jiān)控站網(wǎng),逐步擴(kuò)大地下水開采用水戶的水量計(jì)量設(shè)施安裝覆蓋范圍,在國(guó)家水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上,建立集水資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、水質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警、取用水定量計(jì)量等功能為一體的地下水資源監(jiān)控與管理信息平臺(tái),實(shí)時(shí)掌握地下水開采井取水狀況。二是強(qiáng)化地下水取用水管理:對(duì)超采區(qū)現(xiàn)有的地下水取水設(shè)施逐步全面實(shí)行登記管理制度,嚴(yán)格核定和控制用水戶的地下水開采量與用水定額,對(duì)超量、超定額取用地下水的用水戶及時(shí)采取限制或禁采措施;對(duì)新增地下水開采的取水設(shè)施,實(shí)施嚴(yán)格的水資源論證制度予以控制,在地下水超采嚴(yán)重區(qū)域,禁止建設(shè)新的地下水取水設(shè)施。
三、總結(jié)與展望
地下水超采區(qū)是長(zhǎng)期過(guò)量開采地下水形成的特殊區(qū)域,對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、人民群眾身體健康和生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的危害是十分嚴(yán)重而深遠(yuǎn)的;但其治理與修復(fù)非一朝一夕能夠完成,治理技術(shù)方法和措施也尚不完善;目前主要是按照 “壓開采、增補(bǔ)給、強(qiáng)保護(hù)、嚴(yán)監(jiān)管”的基本思路,在摸索實(shí)施的過(guò)程中完善治理經(jīng)驗(yàn);未來(lái)繼續(xù)加快地下水超采區(qū)治理與修復(fù),是生態(tài)文明建設(shè)的必然要求,也是促進(jìn)區(qū)域水資源持續(xù)支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
參考文獻(xiàn):
[1] 水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院.《全國(guó)水資源綜合規(guī)劃(2010-2030年)》.2010.12。
[2] 中華人民共和國(guó)水利部.《中國(guó)水資源公報(bào)》.中國(guó)水利水電出版社.2000~2015。
[3] 水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院.《全國(guó)地下水利用與保護(hù)規(guī)劃(2012—2030年)》.2014.8。
[4] 河北省水利廳/河北省國(guó)土資源廳.《河北省平原區(qū)地下水超采區(qū)評(píng)價(jià)報(bào)告》.2014.6。
[5] 新疆維吾爾自治區(qū)水文水資源局.《新疆維吾爾自治區(qū)地下水超采區(qū)評(píng)價(jià)報(bào)告》.2013.12。
[6] 甘肅省水文水資源局.《甘肅省地下水超采區(qū)評(píng)價(jià)報(bào)告》.2014.6。