譚詠清
廣東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站 廣東 廣州 510510
湛江市是廣東省唯一存在地下水超采區(qū)的地市,長期的大量地下水開采導(dǎo)致湛江市部分地區(qū)存在地下水超采問題。為了強(qiáng)化地下水管理與保護(hù)、落實(shí)最嚴(yán)格水資源管理制度、促進(jìn)地下水資源可持續(xù)利用,本文通過評價(jià)湛江市超采區(qū)的地下水超采狀況來提供技術(shù)參考[1]。文章分析了2001-2010年和2016-2020年兩個(gè)時(shí)段的超采區(qū)情況,提出了超采區(qū)治理保護(hù)的工程和非工程措施。希望通過此文可以提醒人們重視地下水資源的合理利用和保護(hù),為湛江市的水資源管理和可持續(xù)發(fā)展提供支持。
湛江市作為地表水資源相對短缺的歷史性干旱區(qū),其地下水資源發(fā)揮著重要作用。然而,長期以來大量開采地下水導(dǎo)致湛江市部分地區(qū)存在地下水超采問題,引發(fā)了眾多環(huán)境地質(zhì)和生態(tài)問題?!蛾P(guān)于廣東省地下水超采區(qū)劃定公告》明確了湛江市的赤坎、霞山和硇洲島地下水超采區(qū)的嚴(yán)重性[2]。
近年來,湛江市積極推進(jìn)《廣東山省湛江市地下水超采區(qū)綜合治理實(shí)施方案》(2016-2020年)的執(zhí)行[3],努力改善當(dāng)前的水質(zhì),進(jìn)一步提高地下水的利用,有效控制地下水的環(huán)境污染,從而有效改善湛江市的環(huán)境質(zhì)量。因此,湛江市的超采區(qū)地下水位逐步回升,并已經(jīng)取得了預(yù)期的成效。具體超采區(qū)概況為:
赤坎區(qū)東瀕湛江港,占地9km2,作為湛江市的核心區(qū)域,它的特殊性使得它以其獨(dú)特的土質(zhì)和豐富的礦產(chǎn)資源而聞名。地下水儲量從北到南逐,巖性特征是由細(xì)小的砂粒和大顆粒的石灰石構(gòu)成。赤坎區(qū)淺層地下水均為中等富水,深層承壓水為富水。赤坎水庫是本區(qū)內(nèi)唯一可利用的地表水源,多年平均庫容為0.358億m3。湛江市赤坎水廠的建設(shè),標(biāo)志著湛江市實(shí)施了一項(xiàng)重要的城市供水戰(zhàn)略,即大力發(fā)展地表水,同時(shí)有效抑制地下水的開采,以滿足市民的飲水需求。
霞山區(qū)位于湛江市市區(qū)中心,靠近湛江港,東臨麻斜海,北為經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)。赤坎區(qū)毗鄰,而西、南兩邊則是麻章區(qū),是湛江市的核心區(qū)域,占地117km2。該區(qū)地形主要由臺地、平原和準(zhǔn)平原組成,西北和西南部地勢較高,向東和東南逐漸降低,直至治海地區(qū)。該地區(qū)位于湛江斷陷中心,含水層厚度非常大,從10到16m不等,有些甚至超過了50m,而且從北到南還在不斷增加。這里的巖石主要是粗砂,而深層的承壓水則是由細(xì)砂構(gòu)成的。區(qū)內(nèi)淺層地下水以中等富水為主,深層承壓水為富水。
硇洲島位于湛江市,占地面積的56km2,它的海岸線與雷州灣相連,而且它的東部與中國的第一大火山島毗鄰,而且它的海域也在南海中。硇洲島是一座火山巖島嶼,目前總?cè)丝诮咏?.0萬。島上的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,主要由玄武巖組成,具有豐富的玄武巖孔洞裂隙水資源。島嶼表層被松散層覆蓋,含水層變化較小,巖石以粗中砂為主。硇洲島的水源主要來自降雨滲入和來自大陸的側(cè)向補(bǔ)給。淺層地下水水量中等豐富,而深層承壓水則更為豐富。
湛江市2011-2015年地下水超采區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)未在廣東省水利廳、廣東省水文局以及湛江市水務(wù)局等相關(guān)網(wǎng)站上進(jìn)行公布,本文只對2001-2010年和2016-2020年的地下水超采情況進(jìn)行評價(jià)。
從表1中可以看出,在2001-2010年期間,赤坎超采區(qū)的地下水位埋深范圍為22.42-25.67m,平均值為24.34m;霞山超采區(qū)的地下水位埋深范圍為21.34-27.61m,平均值為23.52m。因此,赤坎超采區(qū)的地下水位埋深最大,霞山超采區(qū)的最小。
表1 2001-2020年湛江市超采區(qū)地下水位埋深情況
赤坎超采區(qū)的地下水位在2001-2010年間顯著下降,其年均下降幅度高達(dá)0.13m,而霞山超采區(qū)的地下水位也顯示出了相似的趨勢,其年均下降幅度也達(dá)到了0.04m??梢钥闯?,在2001-2010年期間,赤坎超采區(qū)地下水位的下降速率遠(yuǎn)超霞山超采區(qū)的。按照《地下水超采區(qū)評價(jià)導(dǎo)則》(GB/T34968—2017)[4],赤坎超采區(qū)和霞山超采區(qū)的水位年均下降速率均未超過2m,這表明赤超采區(qū)和霞山超采區(qū)整體屬于一般超采區(qū)。
雖然赤坎超采區(qū)和霞山超采區(qū)在2001-2010年期間整體上屬于一般超采區(qū),但在具體時(shí)間段內(nèi)超采的情況各不相同。從圖1中可以看出,赤坎超采區(qū)和霞山超采區(qū)在2001-2010年期間的超采程度有較大變化。在2007年,赤坎和霞山的超采狀況有了顯著改善,尤其是赤坎超采區(qū)的水位上升了約2.94m,這表明超采問題已經(jīng)得到了有效的控制。而2006年以來,赤坎和霞山的超采狀況仍然處于一般超采區(qū),年均下降速率均小于2m。2008-2010年期間,赤坎和霞山的超采程度變化較為復(fù)雜,其中赤坎超采區(qū)2008年和2010年均存在超采增大的狀況,超采等級分別為嚴(yán)重超采和一般超采,但2009年的超采量減?。幌忌匠蓞^(qū)2008年和2010年的超采量均減小,但在2009年超采嚴(yán)重,屬于嚴(yán)重超采區(qū)。
圖1 2001-2020年湛江市超采區(qū)地下水位年變幅圖
從表1中可以看出,在2016-2020年期間,赤坎超采區(qū)的地下水位埋深范圍為37.07-40.04m,平均值為39.31m;霞山超采區(qū)的地下水位埋深范圍為11.14-20.97m,平均值為18.67m;硇洲島超采區(qū)的地下水位埋深范圍為1.19-4.69m,平均值為3.61m。因此,赤坎超采區(qū)的地下水位埋深最大,霞山超采區(qū)次之,硇洲島超采區(qū)的最小。
在2016-2020年期間,赤坎超采區(qū)、霞山超采區(qū)和硇洲島超采區(qū)的地下水位均呈升高趨勢,水位埋深年均升高速率分別為0.60m、1.97m和0.7m。從2016-2020年的數(shù)據(jù)來看,霞山超采區(qū)的地下水位上漲幅度明顯超過其他超采區(qū)[5],其中硇洲島的上漲幅度稍大,而赤坎的上漲幅度則是最低的。根據(jù)《地下水超采區(qū)評價(jià)導(dǎo)則》(GB/T34968—2017),赤坎、霞山及硇洲島的超采情況都是普遍存在的。
雖然赤坎、霞山和硇洲島超采區(qū)在2016-2020年期間整體上屬于一般超采區(qū),但在具體時(shí)間段內(nèi)超采程度各不相同。從圖1中可以看出,三個(gè)超采區(qū)2016-2018年的超采量均呈減小趨勢,但減少幅度較??;2019-2020年期間,三個(gè)超采區(qū)的超采量均出現(xiàn)了大幅度減小趨勢,其中霞山超采區(qū)的超采量減幅最大,赤坎超采區(qū)和硇洲島超采區(qū)的減幅相當(dāng)。
隨著人口增長和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,湛江市對水資源的需求量逐年增加。城市建設(shè)、工業(yè)用水和農(nóng)田灌溉等方面的用水需求導(dǎo)致地下水的大量抽取,超過了地下水的自然補(bǔ)給能力。長期以來,在水資源開發(fā)利用上存在不合理的情況。過度依賴地下水資源,導(dǎo)致地下水位下降和地下水儲量減少。在超采區(qū)的形成過程中,水資源管理不夠規(guī)范和有效。缺乏科學(xué)的水資源調(diào)度和監(jiān)管,導(dǎo)致水資源的過度開采和浪費(fèi),加劇了超采問題的發(fā)展[6]。
4.1.1 水源替代
在湛江超采區(qū)的治理保護(hù)工程中,為了替代超采區(qū)的地下水資源,采取多種水源代替措施是至關(guān)重要的。針對湛江超采區(qū)的具體情況,以下是幾點(diǎn)水源代替措施:
引調(diào)水工程:考慮修建長距離輸水管道,將鄰近地區(qū)豐富的水資源引入超采區(qū),這需要進(jìn)行詳細(xì)的水資源調(diào)查和水量評估,確保水源穩(wěn)定、可持續(xù)并符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。例如,環(huán)北部灣廣東水資源被配置工程,待工程建成后,年均供應(yīng)水將達(dá)到20.79億m3,可大幅度提高湛江的供水保障能力[7]。
河湖調(diào)水工程:進(jìn)行河湖調(diào)水工程,通過合理調(diào)控河流和湖泊的水位,將部分水源引入超采區(qū)。通過河湖調(diào)水工程,可以實(shí)現(xiàn)超采區(qū)地下水補(bǔ)給的增加,減輕地下水的過度開采壓力。
人工回灌工程:通過注入大氣降水、自來水、地表水等方式進(jìn)行人工回灌,補(bǔ)充超采區(qū)的地下水資源??刹扇∽⑷刖?、建設(shè)滯洪區(qū)等措施,將水源注入地下水層,提高地下水位,緩解地下水不足的問題。
另外,還可采取建設(shè)海水淡化廠、建設(shè)雨水收集系統(tǒng)以及加強(qiáng)廢水處理再利用等措施來減少對地下水的依賴,實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。
4.1.2 地下水修復(fù)
地下水修復(fù)是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù),需要綜合考慮多種因素采取一系列措施。以下是進(jìn)行地下水修復(fù)的幾點(diǎn)措施:
人工回灌工程。利用注射井、地表水和雨水的綜合作用,減輕赤坎、霞山等地的地下水超采所帶來的生態(tài)失衡和環(huán)境污染。硇洲島的淺層地下水被過度開采,因此需要通過回灌來補(bǔ)充地表水和雨水[8]。
采取壓采措施。為解決硇洲島的地下水資源緊缺問題,加強(qiáng)土壤治理,通過修建地表工程來儲存降雨。同時(shí),通過降低香蕉的播種面積和優(yōu)化農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),保護(hù)和恢復(fù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡。
地表水廠建設(shè)。加強(qiáng)地表水廠的建設(shè),并關(guān)閉那些已經(jīng)被公共供水系統(tǒng)覆蓋的自備井,將有效降低地下水開采量,緩解超采區(qū)的地下水環(huán)境問題。
建立健全地下水資源管理體系。地下水資源是跨區(qū)域、跨行業(yè)的共享資源,需要建立起相應(yīng)的管理機(jī)構(gòu)和監(jiān)測系統(tǒng),確保地下水資源的合理分配和可持續(xù)利用。
地下水超采區(qū)的綜合治理。針對地下水超采區(qū)域,應(yīng)制定相應(yīng)的治理措施。加大宣傳力度,引導(dǎo)公眾節(jié)約、合理用水;加強(qiáng)法律法規(guī)的制定和執(zhí)行,形成有效的約束機(jī)制;推進(jìn)地下水補(bǔ)給工程建設(shè),改善地下水資源的補(bǔ)給能力,減少超采對地下水資源的影響。
地下水資源保護(hù)的協(xié)作機(jī)制。地下水資源的保護(hù)需要各方的共同努力,應(yīng)與相關(guān)部門和地方政府加強(qiáng)合作,共同制定和執(zhí)行地下水資源保護(hù)的計(jì)劃和措施,共同保護(hù)地下水資源[9]。
本文對廣東省湛江市地下水超采問題進(jìn)行了評價(jià)和分析,并提出了相應(yīng)的治理保護(hù)措施。通過研究超采區(qū)的地下水位埋深和水位變化,揭示了超采的成因和對環(huán)境地質(zhì)的影響。根據(jù)研究結(jié)果,提出了水源替代、地下水修復(fù)、建立健全地下水資源管理體系等工程和非工程措施。這些措施將有助于改善超采區(qū)的地下水狀況,保護(hù)地下水資源,促進(jìn)可持續(xù)利用。然而,超采區(qū)的治理需要政府、企業(yè)和公眾共同參與,形成多方合力。政府應(yīng)加強(qiáng)政策制定和監(jiān)管,企業(yè)應(yīng)增強(qiáng)水資源管理意識,公眾應(yīng)提高水資源利用的環(huán)保意識。未來需要加強(qiáng)超采區(qū)的監(jiān)測與研究,不斷優(yōu)化治理方案。通過共同努力,確保湛江市地下水資源可持續(xù)利用,提供可靠的水資源支持[10]。本文的研究結(jié)果對于湛江市水資源管理與可持續(xù)發(fā)展具有重要的技術(shù)參考價(jià)值,為加強(qiáng)地下水資源保護(hù)與管理工作提供了科學(xué)依據(jù)。