陳素霞

（臨汾市水文水資源勘測(cè)分局）

地下水資源一般為不可多得的淡水資源，取用于日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，在支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和保障城鄉(xiāng)供水安全等方面，具有不可替代的作用。但長(zhǎng)期不合理地大量開采地下水資源，常會(huì)造成部分區(qū)域地下水嚴(yán)重超采，從而引發(fā)一系列生態(tài)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害。因此，研究地下水資源超采問題，科學(xué)劃分地下水超采區(qū)，采取相應(yīng)的對(duì)策措施，對(duì)于合理開發(fā)利用、管理和保護(hù)地下水資源，推進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，具有重要的理論和實(shí)踐意義。

近年來(lái)，隨著地下水資源條件惡化及開發(fā)利用難度加大，水利部門對(duì)地下水超采問題十分重視，超采治理工作不斷加強(qiáng)，使地下水超采問題得到有效遏制。為了更加系統(tǒng)準(zhǔn)確地掌握山西省目前的地下水超采狀況，我們對(duì)地下水開發(fā)利用地區(qū)進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，并進(jìn)行了地下水超采區(qū)評(píng)價(jià)研究。進(jìn)行超采區(qū)評(píng)價(jià)的主要含水層，為評(píng)價(jià)期內(nèi)開發(fā)利用的主要含水巖組，按孔隙水、裂隙水、巖溶水進(jìn)行分類。評(píng)價(jià)期確定為2001-2016年，2001年為起始水平年，2016年為現(xiàn)狀水平年。

1 研究區(qū)概況

山西省地處華北地區(qū)西部，黃土高原東翼，東依太行與河北、河南為鄰，西、南隔黃河與陜西、河南相望，北跨內(nèi)長(zhǎng)城與內(nèi)蒙古自治區(qū)毗連，四周幾乎為山河所環(huán)繞，是一個(gè)夾峙在黃河中游峽谷與太行山之間的高原地帶。按地形起伏的特點(diǎn)，可將全省分為東部山地、西部高原和中部盆地三大區(qū)域。全省年降水量一般400-600 mm，年際分布不均，高低相差懸殊；年均降水量507.0 mm，季節(jié)分配極不均勻，主要集中在7-9月。全省水面蒸發(fā)量900-1300mm，年均陸面蒸發(fā)量451 mm。全省河流分屬黃河和海河兩大流域，海河流域土地面積59 133 km2，黃河流域土地面積97 138 km2。

1.1 區(qū)域水文地質(zhì)條件

山西省的地層發(fā)育較為齊全，由老至新有太古界、元古界、震旦亞界、古生界、中生界和新生界。從地理、地質(zhì)區(qū)位看，山西地處陰山東西構(gòu)造帶以南，秦嶺東西褶帶以北，河?xùn)|（指黃河以東）和石家莊—安陽(yáng)兩個(gè)南北向構(gòu)造帶之間，是一個(gè)較活動(dòng)的地塊—“山西陸臺(tái)”。在這個(gè)陸臺(tái)之上，分布著五個(gè)主要地質(zhì)構(gòu)造單元，即：河?xùn)|南北向撓褶帶、呂梁—恒山褶帶、滹沱—汾河陸槽、晉東臺(tái)凹和太行陸梁。含水巖組主要為松散巖類孔隙含水巖組、碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水巖組、碎屑巖類裂隙孔隙含水巖組、變質(zhì)巖與巖漿巖類裂隙含水巖組。松散巖類孔隙水的補(bǔ)給來(lái)源主要為三種：大氣降水垂直入滲補(bǔ)給、基巖裂隙水側(cè)向滲透補(bǔ)給和地表水滲漏補(bǔ)給；碎屑巖類主要為大氣降水垂直入滲補(bǔ)給；碳酸鹽巖類裂隙巖溶水，除接受大氣降水入滲補(bǔ)給外，河流漏失補(bǔ)給也是重要渠道。全省中部各大斷陷盆地松散巖類孔隙水運(yùn)動(dòng)總的趨勢(shì)是：由四周山地向盆地中心運(yùn)動(dòng)，由上游向下游運(yùn)動(dòng)，由深層向淺層運(yùn)動(dòng)。長(zhǎng)治上黨盆地較為特殊，地下水由北部、西南部向東部運(yùn)動(dòng)，由淺層向深層運(yùn)動(dòng)，最終補(bǔ)給奧陶系巖溶水。在大同、太原和運(yùn)城三大盆地，由于強(qiáng)開采地下水，現(xiàn)已形成了多個(gè)閉合的地下水位下降漏斗，在漏斗區(qū)的地下水由四周向中心運(yùn)動(dòng)?？偟那闆r是，山前徑流條件較好，水力梯度大于5‰；沖積平原徑流條件較差，水力梯度小于2‰。

1.2 地下水資源及其開發(fā)利用

全省地下水資源量，為山丘區(qū)地下水資源量加上盆地平原區(qū)地下水資源量，并扣除重復(fù)計(jì)算量。據(jù)第二次水資源評(píng)價(jià)資料，1956-2000年系列，全省年均地下水資源量86.35億m3，年均降水入滲補(bǔ)給量84.04億m3。其中，山丘區(qū)年均地下水資源降水入滲補(bǔ)給量67.65億m3，盆地平原區(qū)年均地下水資源降水入滲補(bǔ)給量16.39億m3。分盆地平原區(qū)孔隙水、巖溶山區(qū)巖溶水、一般山丘區(qū)孔隙裂隙水三種情況，計(jì)算全省地下水可開采量的結(jié)果為：盆地平原區(qū)孔隙水年可開采量24.52億m3，巖溶山區(qū)巖溶水年可利用量21.08億m3，一般山丘區(qū)孔隙裂隙水年可開采量5.78億m3，總計(jì)地下水年可開采量51.38億m3。根據(jù)地下水開采量調(diào)查統(tǒng)計(jì)，2016年，全省地下水實(shí)際開采量35.12億m3，其中生活取水量5.23億m3，占全省地下水開采量14.9%；運(yùn)城市開采量最大達(dá)6.01億m3，占全省地下水開采利用量17.1%；陽(yáng)泉市開采量最小僅0.67億m3，占全省地下水開采利用量的1.9%。

2 地下水超采區(qū)劃分方法與標(biāo)準(zhǔn)

2.1 劃分標(biāo)準(zhǔn)

2.1.1 嚴(yán)重超采區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)

（1）孔隙水嚴(yán)重超采區(qū)。以評(píng)價(jià)期年均水位下降速率＞1.0 m/a為標(biāo)準(zhǔn)，劃分地下水嚴(yán)重超采范圍。

（2）巖溶水嚴(yán)重超采區(qū)。主要依據(jù)《山西省巖溶泉域水資源保護(hù)》中劃定的水量重點(diǎn)保護(hù)區(qū)為嚴(yán)重超采區(qū)，并以典型井的地下水位下降速率是否＞1.0-1.5 m/a進(jìn)行校核。

2.1.2 一般超采區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)

地下水超采區(qū)內(nèi)，不符合嚴(yán)重超采區(qū)標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域，劃分為一般超采區(qū)。

2.2 地下水超采區(qū)劃分方法

2.2.1 水位動(dòng)態(tài)法

水位動(dòng)態(tài)法，是指以地下水水位的下降速率作為判斷指標(biāo)，進(jìn)行超采區(qū)劃分的方法。根據(jù)劃分標(biāo)準(zhǔn)圈定的地下水超采區(qū)范圍，計(jì)算年均承壓水水位變化速率。計(jì)算公式：

式中：V——水位變化速率，m/a；

H1——超采前水位，m；

H2——超采后水位，m；

Δt——超采前后年份之差，a。

根據(jù)有關(guān)資料與計(jì)算結(jié)果，按不同的地下水類型，繪制評(píng)價(jià)期內(nèi)年均地下水水位（埋深）下降速率分區(qū)圖（包括一般超采區(qū)和嚴(yán)重超采區(qū)）。

2.2.2 開采系數(shù)法

開采系數(shù)法，是根據(jù)評(píng)價(jià)期內(nèi)各年地下水開采量資料，以承壓水開采系數(shù)為評(píng)判指標(biāo)，進(jìn)行超采區(qū)域劃分的方法。評(píng)價(jià)期內(nèi)年均地下水開采系數(shù)計(jì)算公式：

式中：K——地下水開采系數(shù)；

Q實(shí)采——地下水實(shí)際開采量，萬(wàn)m3/a；

Q可采——地下水可開采量，萬(wàn)m3/a。

本次評(píng)價(jià)主要采用水位動(dòng)態(tài)法，根據(jù)引發(fā)的問題對(duì)山西省地下水超采區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.3 地下水超采區(qū)劃分成果

根據(jù)上述地下水超采評(píng)價(jià)方法與指標(biāo)，經(jīng)計(jì)算分析，全省共劃分22個(gè)地下水超采區(qū)，其中淺層孔隙水超采區(qū)14個(gè)，巖溶水超采區(qū)7個(gè)，裂隙水超采區(qū)1個(gè)，超采區(qū)面積12 379 km2，其中嚴(yán)重超采區(qū)面積1 782 km2（表1）。

2.4 禁采區(qū)和限采區(qū)劃分

2.4.1 禁采區(qū)劃分

本次地下水禁采區(qū)劃分，以山西省地下水超采區(qū)劃分與復(fù)核成果，以及各地已經(jīng)批準(zhǔn)的地下水相關(guān)規(guī)劃為技術(shù)依據(jù)。全省共劃分11個(gè)地下水禁采區(qū)，總面積66.4 km2。

2.4.2 限采區(qū)劃分

根據(jù)地下水限采區(qū)的劃定原則，限采區(qū)為地下水超采區(qū)內(nèi)除禁采區(qū)以外的區(qū)域。結(jié)合山西省地下水開發(fā)利用的實(shí)際狀況與保護(hù)要求，全省共劃分22個(gè)地下水限采區(qū)，總面積12 395.6 km2。

3 地下水超采區(qū)復(fù)核與評(píng)價(jià)

3.1 地下水超采區(qū)復(fù)核

2000年，在山西省開展地下水資源開發(fā)利用規(guī)劃工作中，曾進(jìn)行過地下水超采區(qū)劃分，評(píng)價(jià)期為1984-1993年。當(dāng)時(shí)的劃分評(píng)價(jià)成果為：全省共劃定22個(gè)地下水超采區(qū)，超采區(qū)總面積10 632 km2，其中嚴(yán)重超采區(qū)面積5 097 km2。

表1 山西省地下水超采區(qū)劃分成果表

3.1.1 復(fù)核后取消的超采區(qū)

本次地下水超采區(qū)復(fù)核，以2000年的劃分成果為依據(jù)。近10多年來(lái)，我省針對(duì)地下水超采情況，對(duì)超采區(qū)采取了關(guān)井壓采和加倍征收水資源費(fèi)等一系列治理和保護(hù)措施，使部分區(qū)域地下水的超采局面得到了扭轉(zhuǎn)，一些超采區(qū)地下水位逐步恢復(fù)，故需取消部分超采區(qū)。

3.1.2 復(fù)核后保留的超采區(qū)

由于區(qū)域需水量的擴(kuò)大，部分地下水超采區(qū)的開采量仍呈不斷擴(kuò)大趨勢(shì)，使得原來(lái)的地下水超采區(qū)發(fā)生變化，經(jīng)復(fù)核后，保留的超采區(qū)有17個(gè)。

3.2 地下水超采區(qū)評(píng)價(jià)

與2000年地下水超采劃分評(píng)價(jià)成果相比：本次全省共劃分22個(gè)地下水超采區(qū)，總體數(shù)量未變；劃定地下水超采區(qū)面積12 379 km2，比原來(lái)增加1 747 km2；其中嚴(yán)重超采區(qū)面積1753km2，比原來(lái)減少3344km2；超采區(qū)地下水可開采量100 323萬(wàn)m3，目前地下水開采量145 433萬(wàn)m3，超采量45 110萬(wàn)m3，比原來(lái)減少7 088萬(wàn)m3；地下水開采系數(shù)為1.32，比原來(lái)下降0.20（見表2）。評(píng)價(jià)結(jié)果說(shuō)明，山西省的地下水超采情況有喜有憂：喜的是嚴(yán)重超采區(qū)面積下降65.61%，年超采量下降13.58%，年開采系數(shù)下降0.20；憂的是超采區(qū)面積擴(kuò)大了16.43%。由此來(lái)看，控制地下水超采任務(wù)依然艱巨，任重而道遠(yuǎn)。

4 加強(qiáng)地下水超采區(qū)管理建議

根據(jù)本次全省的地下水資源超采區(qū)劃分與評(píng)價(jià)成果，特對(duì)超采區(qū)管理提出以下建議，供相關(guān)部門決策參考。

4.1 加強(qiáng)地下水開采深井控制

在劃定的地下水禁止開采區(qū)內(nèi)，不得以任何理由新開鑿深井。

4.2 加強(qiáng)地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

加強(qiáng)地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)建設(shè)，建立和完善地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和地下水動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)地下水資源信息的動(dòng)態(tài)采集、快速傳輸和有效管理，及時(shí)掌握地下水開發(fā)利用狀況，以便采取措施。

4.3 制定地下水限采鼓勵(lì)政策

為實(shí)現(xiàn)地下水資源限采目標(biāo)，須建立健全地下水關(guān)井壓采的相關(guān)鼓勵(lì)政策與制度，以消除影響地下水限采目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的制度性障礙，增強(qiáng)可行性。

表2 本次劃定超采區(qū)與2000年成果對(duì)比表

4.4 嚴(yán)格取水許可審批

根據(jù)《取水許可和水資源費(fèi)征收管理?xiàng)l例》《建設(shè)項(xiàng)目水資源論證管理辦法》等規(guī)范性文件要求，要強(qiáng)化取水許可管理和建設(shè)項(xiàng)目水資源論證制度，嚴(yán)格取水許可審批。

4.5 優(yōu)化水資源配置

加快替代水源和新水源工程建設(shè)，進(jìn)一步優(yōu)化水資源配置。

4.6 水資源節(jié)約與保護(hù)

在用水現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，對(duì)用水戶提出節(jié)約用水、提高用水效率的具體要求。建議加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，明確責(zé)任分工，制定實(shí)施方案，穩(wěn)步推進(jìn)壓采，采取多種渠道，加大投入力度，制定政策制度，抓好水資源保護(hù)，保障永續(xù)利用。