田水娥 梅占敏
地下水是水資源的重要組成部分,是維系生態(tài)環(huán)境的控制性要素之一。地下水貯存于包氣帶以下巖石孔隙、裂隙和溶洞之中,被譽為“天然的多年調節(jié)水庫”,由于水量穩(wěn)定,水質較好,廣泛開采用于城市供水、農村飲水、農田灌溉、工業(yè)生產等方面,是經濟社會供水的重要水源,對經濟社會發(fā)展起到了十分重要的支撐作用。尤其是在北方缺水地區(qū),地表水資源相對缺乏,地下水占經濟社會用水總量的比重明顯較大,部分地區(qū)地下水供水量已經超過了地表水供水量,成為經濟社會供水的主要水源,如北京、河北、山西、內蒙古、河南等?。ㄗ灾螀^(qū))。在特殊干旱年份或遭遇突發(fā)事件時,地下水往往成為重要的應急水源。
我國是一個地下水開發(fā)利用歷史悠久的國家,早在幾千年前的堯舜時代,就有“日出而作,日入而息,鑿井而飲,耕田而食”的記載,我國已發(fā)現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5 700年,地下水的開發(fā)利用可以追溯到更早的時期。
建國初期我國地下水開發(fā)利用很少,1972年全國地下水開采量約200億m3,在經歷3年的快速增長后,1975—1985年呈現緩慢增長;1985年以后地下水開采量快速增長,到2000年達到1 100億m3左右,年均增長30億m3;2000年以后地下水開采量進入穩(wěn)定期,維持在1 020億~1 134億m3區(qū)間變動,其中2003年地下水開采量最小,2012年地下水開采量最大。地下水開采量自1972年以來已經增加了4.5倍,1972—2014年全國地下水開采量變化情況如圖1所示。
圖1 全國地下水開采量變化情況(1972—2014年)
近年來雖然全國地下水開采量總體穩(wěn)定,但由于各地區(qū)地下水資源賦存條件、開采條件差異很大,經濟社會發(fā)展水平不同,對地下水的需求存在較大差異,因此,各省的地下水開采發(fā)展歷程及趨勢不盡相同。經對北方地下水開發(fā)利用主要省份2001—2014年地下水開采量(依據全國水資源公報數據)變化趨勢進行分析,發(fā)現呈現比較明顯的區(qū)域規(guī)律。
依據全國地下水利用與保護規(guī)劃,針對不同地區(qū)地下水資源狀況及其開發(fā)利用情況、經濟社會發(fā)展對地下水的需求以及生態(tài)環(huán)境保護對地下水資源保護的要求,將全國分為東北地區(qū)、華北地區(qū)、西北地區(qū)、南方地區(qū)四大區(qū)域。本文重點對東北地區(qū)、華北地區(qū)和西北地區(qū)2001—2011年地下水開采量變化情況分析如下。
東北地區(qū)包括黑龍江、吉林、遼寧以及內蒙古東部地區(qū),國土面積約145萬km2,其中約30%為平原區(qū),是我國重要的糧食主產區(qū)。該地區(qū)主要特點是地下水資源相對豐富,地下水開采存在明顯的空間不均性;近年來隨著農業(yè)灌溉的快速發(fā)展和良好的地下水開采條件,地下水開采量增長較為明顯。
依據全國水資源公報等有關權威統(tǒng)計資料分析,2001—2014年東北地區(qū)地下水開采量總體上呈增長趨勢,其中黑龍江省增長明顯,地下水開采量由2001年的99.2億m3增長到2014年167.6億m3。吉林、內蒙古2001—2014年地下水開采量總體上變化不大,平穩(wěn)中略微增長。遼寧省2001—2014年地下水開采量近年來總體呈現穩(wěn)中略降的趨勢,地下水開采量變化范圍為58.4億~68.9億m3。
東北地區(qū)各省地下水開采量的變化趨勢與灌溉面積的變化趨勢關系密切。從有關統(tǒng)計資料分析結果來看,黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古4?。ㄗ灾螀^(qū))地下水開采量中用于灌溉的水量占比均超過一半,分別占92%、68%、59%、80%,4省區(qū)作為全國重要的糧食主產省,共有糧食主產縣155個,占全國糧食主產縣數量的17%,均位于東北平原區(qū),其中黑龍江省糧食主產縣最多為64個。東北地區(qū)各省農業(yè)灌溉面積的增加,為全國糧食連續(xù)多實現正增長做出了巨大的貢獻,同時對灌溉水量的需求相應增加,黑龍江尤其明顯。
黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古4?。ㄗ灾螀^(qū))近年地下水開采量變化情況如圖2所示。
圖2 4?。ㄗ灾螀^(qū))2001—2014年地下水開采量變化情況
華北地區(qū)包括北京、天津、河北、山西、山東5?。ㄖ陛犑校┮约昂幽鲜↑S河以北地區(qū),國土面積約53萬km2,40%為平原。該地區(qū)水資源相當匱乏,但經濟社會發(fā)展的用水需求大,擠占河道內生態(tài)需水的現象嚴重,地下水也超采持續(xù)多年,形成北京—保定—石家莊—邢臺—邯鄲、安陽—鶴壁—濮陽等集中連片的地下水漏斗區(qū),淺層地下水超采區(qū)、深層承壓水超采區(qū)在該區(qū)域均分布較廣。
2001—2014年華北地區(qū)地下水開采量總體呈下降趨勢。其中北京、天津、山西3?。ㄖ陛犑校┑叵滤_采量相對較少,開采量在40億m3以下,近年地下水開采量呈現穩(wěn)中略降的趨勢;河北、河南、山東3省地下水開采量很大,3省地下水開采總量占全國的比例超過30%,也是主要的淺層地下水超采分布區(qū),近年來地下水開采量呈現較為明顯的下降趨勢,其中山東省下降最為明顯,由最高的137億m3下降至2014年的86億m3,下降37%;河北省下降較為明顯,河南省則呈現循環(huán)波動的趨勢,多年平均略有下降。
華北地區(qū)近年來地下水開采量減少與該區(qū)域地下水資源量的減少、近年來對地下水開采的控制措施兩大因素密切相關。該地區(qū)地下水開發(fā)利用歷史最早,但由于地表水資源缺乏,而經濟社會發(fā)展對水量的需求日益增加,地下水開采量經歷了一段快速增加的時期。1980年以后的30多年來,降水量減少,加上下墊面條件變化的影響,地下水補給條件惡化,地下水資源量減少,地下水開采量的不斷增加,形成了大片的地下水超采區(qū),引發(fā)了地面沉降、海水入侵等一系列生態(tài)環(huán)境問題;隨著地下水超采等問題日益嚴峻,地下水資源逐步枯竭,已經威脅到該區(qū)域經濟社會的長遠發(fā)展。為全面落實最嚴格水資源管理制度,促進水資源可持續(xù)利用與保護,近年來國家和地方對該區(qū)域地下水開采實施了一系列壓采、限采措施,從地下水開采量的變化趨勢可以看出,取得了一定效果。隨著南水北調工程的建成通水,華北地區(qū)地下水開采量將進一步得到控制,地下水生態(tài)平衡將得到進一步改善,但需要一個較為漫長而復雜的過程。
北京、天津、河北、山西、山東、河南6?。ㄖ陛犑校┙甑叵滤_采量變化情況如圖3所示。
圖3 2001—2014年地下水開采量變化情況
西北地區(qū)包括陜西、寧夏、甘肅、青海、新疆5?。ㄗ灾螀^(qū))以及內蒙古中西部,國土面積約351萬km2,50%為平原。西北地區(qū)水資源短缺,生態(tài)環(huán)境脆弱,水資源開發(fā)利用程度較高。
2001—2014年西北地區(qū)地下水開采量總體呈增長趨勢,其中用水增長最為明顯的為新疆,地下水開采量由最低的56.1億m3(2001年),增長到2014年的131.4億m3,地下水開采增量增幅達到134%,2006年以后增長速度明顯加快,年均地下水開采量增加9.3億m3。陜西、甘肅2省地下水開采量基數相對較小,近年來一直維持穩(wěn)定,年際變化較小。青海、寧夏地下水開采量最小,多年平均維持在5億m3左右,總體上維持穩(wěn)定,年際變化較大,青海地下水開采量近4年有所減少。
西北地區(qū)近年來地下水開采量占比最大的是新疆,增長最多的也是新疆,與近年來新疆灌溉面積的增加和經濟跨越式發(fā)展的大背景密切相關。新疆作為典型的干旱地區(qū),水資源缺乏,但水資源浪費現象同時存在,資源性缺水和工程性缺水并存。新疆的地下水開采量中90%用于農業(yè)灌溉,大量地下水開采已經造成大量地區(qū)地下水超采,在吐哈盆地、天北經濟帶和塔城盆地等區(qū)域廣范存在,引發(fā)了一系列生態(tài)環(huán)境問題。依據2013年開展的新疆維吾爾自治區(qū)地下水超采區(qū)評價成果,新疆的超采區(qū)數量由9個增加到15個;超采區(qū)面積由2.71萬km2增加到4.30萬km2,其中新增超采區(qū)面積1.15 km2,原有超采區(qū)面積擴大0.44 km2;超采區(qū)超采量由17.02億m3增加到33.16億m3,其中新增超采區(qū)超采量9.60億m3,原有超采區(qū)超采量增加6.54億m3。由于新疆幅員遼闊,大部分地區(qū)經濟落后,地下水開發(fā)利用與保護難度大,地下水超采問題日益突出,且沒有緩和的跡象,應當引起有關部門的高度重視。
陜西、寧夏、甘肅、青海、新疆5?。ㄗ灾螀^(qū))近年地下水開采量變化情況如圖4所示。
圖4 5?。ㄗ灾螀^(qū))2001—2014年地下水開采量變化情況
在經濟發(fā)展過程中,地下水過量開采造成的負面影響逐步累積,已經引發(fā)了一系列生態(tài)環(huán)境問題。近年來,隨著地下水限采壓采的政策和措施不斷加強,一定程度上抑制了地下水開采,全國的地下水開采量總體已經逐步穩(wěn)定。但不容忽視的是局部地區(qū)地下水超采情況依然嚴重,超采區(qū)地表、地下水資源開發(fā)利用的監(jiān)督與管理體制機制依然薄弱,最嚴格水資源管理制度考核的基礎條件依然不牢,應當引起有關部門的高度重視。