王海剛

（遼寧省遼陽(yáng)水文局,遼寧 遼陽(yáng) 111000）

水是生命之源。地下水作為水資源的一部分，作為重要的供水水源，關(guān)系著人民生命、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步。中央水利工作會(huì)議和中央一號(hào)文件、國(guó)務(wù)院三號(hào)文件，先后提出要實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度、強(qiáng)化地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、實(shí)施地下水取水總量控制和地下水水位的控制[1]。遼寧省制定地下水總量控制方案、制定地下水封井方案、制定水資源配置規(guī)劃等。水利發(fā)展逐步建立節(jié)水型社會(huì)，實(shí)現(xiàn)水資源、水環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

遼陽(yáng)市隸屬于遼寧省，屬渾太水系，溫帶大陸性季風(fēng)氣候，地勢(shì)東高西低，東部為山區(qū)，西部為渾太河沖洪積平原。遼陽(yáng)市平原區(qū)賦存松散巖類孔隙水，地下水富水性好，地下水開采以來(lái)距今已有100 年歷史，承擔(dān)了遼陽(yáng)、鞍山等地生活、工業(yè)及農(nóng)業(yè)的供水保障，分布大小地下水開采井近千眼，2000 年以來(lái)最大年開采量近10 億m3。在我國(guó)以地下水為重要水源的北方地區(qū)，具有一定代表性和典型性。

1 概況

1.1 地下水特征

（1）空間分布特征

遼陽(yáng)市平原區(qū)主要地下水類型為松散堆積層孔隙水，分布于太子河沖積扇，含水層巖性多為砂礫卵石、中粗砂、中細(xì)砂等。地下水分布富水性差異較大，隨河流流向，含水層厚度逐漸增大，透水性增強(qiáng)，富水性由差至好[2]。

水量極豐富區(qū)（單井涌水量＞5000 m3/d）分布于太子河沖洪積扇后緣，含水層充斥礫卵石和砂礫石，分選較差，滲透系數(shù)一般50 m/d～100 m/d。

水量豐富區(qū)（單井涌水量3000 m3/d～5000 m3/d）分布于太子河沖洪積扇緣過渡帶，含水層巖性為礫卵石、中粗砂、細(xì)砂，含水層厚度100 m～300 m，滲透系數(shù)一般在37 m/d～52 m/d。

渾太泛濫平原水量豐富區(qū)（1000 m3/d～3000 m3/d），分布于太子河與渾河之間，含水層多為以中砂、中細(xì)砂夾粗砂薄層，含水層厚度一般大于100 m，滲透系數(shù)為12 m/d～35 m/d。

水量中等區(qū)（單井涌水量100 m3/d～1000 m3/d）分布于首山附近山前傾斜平原，含水層巖性為砂礫石，含水層厚度4 m～15 m，滲透系數(shù)在20 m/d以下。

（2）地下水循環(huán)特征

遼陽(yáng)西部平原地下水主要受大氣降水、地表水體滲漏（河道、灌溉）補(bǔ)給；隨地下水流向，徑流條件由差變好；地下水的主要排泄方式為人工開采，蒸發(fā)次之。地下水動(dòng)態(tài)有降水入滲-蒸發(fā)型、降水入滲-工業(yè)農(nóng)業(yè)開采型、降水入滲及灌溉回滲-農(nóng)業(yè)開采型。

1.2 開發(fā)利用特征

根據(jù)遼寧省水資源第二次評(píng)價(jià)，遼陽(yáng)市平原區(qū)多年平均地下水開采量7.6 億m3，占總排泄量9.0 億m3的85%[3]，人工開采對(duì)地下水排泄影響重大。地下水的開發(fā)利用主要供給農(nóng)業(yè)、工業(yè)及生活用水。2009 年～2018 年地下水用水量見圖1。由圖1可知，2009 年～2014 年農(nóng)業(yè)地下水開采量較穩(wěn)定，受降水因素影響，農(nóng)作物生長(zhǎng)需水時(shí)節(jié)降水少，2015 年后農(nóng)業(yè)地下水開采量增多，工業(yè)2009 年～2018 年工業(yè)地下水開采量呈減少趨勢(shì)，2011 年工業(yè)地下水開采量較2010 年工業(yè)地下水開采量削減73%，2011 年后工業(yè)地下水開采量較穩(wěn)定。2009 年～2018 年生活用水量總體較穩(wěn)定，2015 年后生活地下水開采量有所減少。

2009 年、2018 年地下水用水結(jié)構(gòu)圖，見圖2。由圖2可知，2009 年～2018 年間，地下水用水結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，農(nóng)業(yè)地下水開采比重大幅提高，2009 年農(nóng)業(yè)地下水開采比重為48%，2018 年農(nóng)業(yè)地下水開采比重達(dá)83%。生活和工業(yè)地下水開采比重均不同程度減小，工業(yè)地下水開采比重縮減25%，生活縮減9%。

圖1 2009年～2018年地下水用水量圖

圖2 2009年、2018年地下水用水結(jié)構(gòu)圖

2 地下水演變及驅(qū)動(dòng)力分析

2.1 地下水演變

西部平原地下水水位動(dòng)態(tài)見圖3。由圖3可知，遼陽(yáng)西部平原地下水水位總體抬升，年最低水位提升較為明顯；2010 年后，地下水水位逐年持續(xù)上升，年最低水位與年平均水位呈現(xiàn)一致趨勢(shì)。

圖3 西部平原地下水水位動(dòng)態(tài)圖

首山地下水集中開采區(qū)地下水水位2001 年～2010 年維持在平穩(wěn)的變化區(qū)間，2011 年后地下水位持續(xù)抬升且變化幅度較為明顯，速率最大可達(dá)1.50 m/a，累計(jì)抬升地下水位達(dá)到5 m。

圖4 地下水集中開采區(qū)地下水水位動(dòng)態(tài)圖

2.2 驅(qū)動(dòng)力分析

2.2.1 氣象因素

根據(jù)遼寧省水資源第二次評(píng)價(jià)，遼陽(yáng)市平原區(qū)多年平均地下水總補(bǔ)給量為9.2 億m3，降水入滲補(bǔ)給及地表水體滲漏補(bǔ)給占地下水總補(bǔ)給量的92%。大氣降水入滲補(bǔ)給是大氣降水對(duì)地下水補(bǔ)給的直接影響，同時(shí)地表水對(duì)地下水的滲漏受到降水影響，地表水體受強(qiáng)降水、洪水影響補(bǔ)給地下水，大氣降水通過影響地表水體間接作用于地下水。

地下水水位埋深動(dòng)態(tài)圖，見圖5。2012 年、2013 年屬豐水年，2012 年降水量1015 mm，較2011 年降水量669 mm多346 mm，地下水受大氣降水的作用，2011 年汛期地下水抬升幅度僅為0.07 m，而同期2012 年地下水抬升幅度達(dá)1.44 m；2013 年年降水量772 mm，汛期發(fā)生較強(qiáng)降水，強(qiáng)度減小，水位抬升幅度較2012 年小0.48 m。地下水受降水影響明顯，不同強(qiáng)度降水可能帶來(lái)不同幅度的地下水位抬升，且強(qiáng)降水對(duì)地下水位影響具有一定時(shí)間持續(xù)效應(yīng)。可見，氣象因素是地下水動(dòng)態(tài)演變的驅(qū)動(dòng)力之一。

圖3 地下水水位埋深動(dòng)態(tài)圖

2.2.2 人為因素

遼陽(yáng)地區(qū)地下水開發(fā)利用時(shí)間較長(zhǎng)，開采強(qiáng)度不斷加大，開采集中區(qū)最大年開采量達(dá)3.11 億m3，地下水最大降深已達(dá)24.4 m，漏斗區(qū)面積近318 km2。2010 年以來(lái)，遼寧省實(shí)施開展封井限采舉措管控地下水，工業(yè)地下水源井逐步封井，工業(yè)地下水開采量削減超1 億m3，地下水位有所回升，2012 年末地下水漏斗區(qū)面積較2010 年縮減26 km2。隨工業(yè)水源取締，漏斗區(qū)面積逐漸縮減，最大年縮減速率達(dá)10 km2/a。2015 年始，生活等集中水源也因地表水調(diào)水、引水工程建設(shè)完成及投入使用，集中水源井逐漸封井或轉(zhuǎn)備，地下水開采量再次減少，地下水漏斗面積再一次發(fā)生較大縮小。工業(yè)及生活集中水源井的封閉及限采，2018 年地下水較2009 年地下水年開采量縮減達(dá)2 億m3。

地下水開采量減小，地下水得到逐漸的恢復(fù)，人工治理、強(qiáng)監(jiān)管效果等人為因素是地下水動(dòng)態(tài)演變的重要驅(qū)動(dòng)力。

3 治理措施

3.1 限采壓采

地下水水位下降問題出現(xiàn)的根源是地下水過量及不合理的開采，因此地下水限采壓采是解決問題不可缺少的措施，即對(duì)現(xiàn)有水源封井限制開采、減少壓縮現(xiàn)有開采量。

地下水的限采壓采從工業(yè)、生活、農(nóng)業(yè)三方面著手。2010 年開始，逐步封閉現(xiàn)有工業(yè)地下水源井，減少工業(yè)地下水開采，至今封閉工業(yè)水源井300 多眼，工業(yè)壓采1 億m3地下水開采量[4]；生活地下水源采用邊新建替代工程邊限采，一邊通過“開源”，新建地表水引調(diào)水、供水工程，一邊開展原有地下水源井封閉、轉(zhuǎn)備用井，實(shí)現(xiàn)地下水的限采壓采；農(nóng)業(yè)用水開展水源的優(yōu)化配置，優(yōu)化調(diào)度地表水資源、開展中水回用、雨洪水資源化利用等。多舉措共同實(shí)施，開源截流，完成地下水資源的限采壓采，從而實(shí)現(xiàn)地下水恢復(fù)治理。

3.2 水資源監(jiān)控管理

水資源監(jiān)控管理是對(duì)地下水取水量管理的有限手段。查訪現(xiàn)有地下水源井，監(jiān)督地下水取水許可的辦理，對(duì)水源井工程進(jìn)行水表等取水量監(jiān)控設(shè)備安裝，同時(shí)搭建水資源監(jiān)控管理信息平臺(tái)，建立由信息采集傳輸層、數(shù)據(jù)資源層、應(yīng)用支撐層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、應(yīng)用交互層、監(jiān)控會(huì)商環(huán)境等組成的水資源管理信息系統(tǒng)。通過水資源監(jiān)控管理信息平臺(tái)，進(jìn)行地下水取水量等綜合數(shù)據(jù)管理、地下水取水量實(shí)時(shí)調(diào)控、水資源的監(jiān)測(cè)分析等。

通過水資源監(jiān)控管理，實(shí)時(shí)掌控地下水取水量等動(dòng)態(tài)信息，為地下水壓采限采提供支撐，為地下水取水總量控制與水位控制，即地下水“雙控”管理提供服務(wù)，為地下水恢復(fù)治理等提供依據(jù)，從而開展水資源“三條紅線”控制，實(shí)現(xiàn)最嚴(yán)格水資源管理。

3.3 地下水監(jiān)測(cè)工程

地下水監(jiān)測(cè)是水文基本監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。遼陽(yáng)地區(qū)通過建立智能與人工結(jié)合地下水監(jiān)測(cè)站網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。建立分布式地下水自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，以專用地下水監(jiān)測(cè)站代替非專用站，以自動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)代替人工數(shù)據(jù)傳輸，以全面布設(shè)兼顧重點(diǎn)加密為原則布井；保留部分長(zhǎng)期觀測(cè)地下水井，采用專人專井觀測(cè)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)與人工的雙監(jiān)測(cè)。地下水信息每日“六采一發(fā)”，每月數(shù)據(jù)分析整編。通過調(diào)用、讀取遼陽(yáng)地區(qū)的地下水情數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)查詢地下水位的變化情況，出現(xiàn)異常水位變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)維護(hù)、及時(shí)監(jiān)管。

通過地下水監(jiān)測(cè)工程，掌握地下水的水位、水溫、水質(zhì)等動(dòng)態(tài)信息，為地下水水位恢復(fù)、超采區(qū)治理、水污染防治等提供依據(jù)，從而更好地落實(shí)最嚴(yán)格水資源管理、實(shí)現(xiàn)水利強(qiáng)監(jiān)管、補(bǔ)短板。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）地下水演變：遼陽(yáng)地區(qū)2001 年～2018 年地下水水位整體呈上升趨勢(shì)，2019 年～2010 年水位相對(duì)穩(wěn)定，2010 年后水位上升明顯，集中開采區(qū)附近水位最大上升幅度達(dá)1.5 m/a，最大地下水單點(diǎn)埋深由24.4 m抬升至7.49 m。遼陽(yáng)地區(qū)地下水受降水及人為開采影響，在降水量較豐沛的2005 年和2010 年地下水位抬升比較明顯，隨著2011 年后開采量的減少地下水水位回升明顯。遼陽(yáng)地區(qū)在近20 年地下水演變過程中開采量占主導(dǎo)地位，降水處于從屬地位。

（2）地下水治理 ：通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整、水源替代工程、地下水總量控制、水資源監(jiān)控、地下水監(jiān)測(cè)工程等一系列“補(bǔ)短板、強(qiáng)監(jiān)管”措施，已較大程度解決了地下水集中開采區(qū)的地下水超采問題。對(duì)類似地區(qū)實(shí)現(xiàn)地下水資源的合理開發(fā)和地下水超采區(qū)水環(huán)境生態(tài)的恢復(fù)具有參考價(jià)值。