時間:2011-07-08來源:
摘要:地下水資源是邯鄲市生產、生活的主要水源或唯一水源。隨著邯鄲市國民經濟的快速發展,水資源供需矛盾日益突出和尖銳,能否保證深層地下水資源可持續利用是關系到邯鄲國民經濟和社會發展的關鍵問題。本文根據邯鄲平原近30 年深層地下水的開發利用情況和存在的問題進行了詳細的分析和研究,提出今后對深層地下水可持續開發利用的對策和建議。
關鍵詞:水資源;深層地下水;可持續利用;邯鄲平原
一、引言
邯鄲市是河北省經濟發達地區之一,鋼鐵、煤炭、電力、化工、建材等工業企業星羅棋布,糧食、蔬菜、棉花等多項農業產品生產縣(市)被列為河北省生產基地。截止到2008 年底,邯鄲市人均GDP 達到18430 元,是改革開放之初1980 年人均GDP 的37 倍。經濟的快速增長帶來的生態環境等問題日益凸顯,尤其是20 世紀70 年代以來,地下水開采和地表水攔蓄等人類活動日益增強及連續多年的氣候干旱等多重作用,導致山區河流徑流量日益衰減,平原河流大部分干涸無水,地下水成為邯鄲平原的主要水源或唯一水源。水資源嚴重短缺,導致地下水連年超采,環境地質問題持續發生,生態功能和社會功能嚴重削弱,對邯鄲的社會和經濟發展帶來一定影響,成為制約邯鄲平原發展的主要因素之一。因此,對邯鄲平原深層地下水資源可持續利用研究,關系到該地區的水資源安全和水資源可持續利用等重大水資源問題的決策。
二、研究區概況
(一)研究區基本概況
邯鄲平原位于河北省最南部,地處北緯36°06'~36°57',東經114°24'~115°29'之間。東與山東省毗鄰,南與河南省接壤,西依太行山,北臨河北省邢臺市,包括邯鄲市(縣)、臨漳、魏縣、大名、館陶、曲周、肥鄉等14 個縣市,區域面積7514.6km2,是邯鄲市總面積的60.4%。全區屬暖溫帶半濕潤半干旱大陸性季風氣候區,多年平均降水量535.8mm;多年平均水資源量69446 萬m3;人均水資源占有量106m3,是全國人均水資源占有量的1/21。
(二)研究區水文地質與深層地下水
邯鄲平原屬華北斷拗帶的一部分,地層主要由新生界第四系松散沉積物構成,區域分布由西向東分別為山前沖洪積物,中部沖湖積物及東部沖積物,其厚度在山前平原地帶為200~300m,中東部350~500m,厚者達500~600m。深層地下水是指第四系中深層承壓含水層組中的孔隙地下水。在山前平原區,包括第Ⅲ含水層組和第Ⅳ含水層組;在中東部平原區,是指咸水體以下的深層地下淡水,包括第Ⅱ含水層組下部和第Ⅲ、第Ⅳ含水層組。其中,第Ⅱ含水層組底版埋深由山前的40~160m,發展到中東部的160~280m,含水層總厚度20~40m;第Ⅲ含水層組底版埋深在山前為80~360m,逐步過度到中東部的360~420m,含水層總厚度山前20~30m,中東部30~40m 或40~50m,漳河古河道帶中心部位可達60~70m;第Ⅳ含水組底版埋深在300~560m,含水層總厚度20~40m。
三、深層地下水開發利用現狀
(一)開發利用現狀
邯鄲平原地下水的開發利用歷史由來已久,20 世紀70 年代以前,主要開采淺層地下水,但隨著打井技術的不斷提高,淺層地下水開發利用帶來可觀經濟效益的同時,也充分鼓舞了人們進軍深層水開采的速度。據《邯鄲市水資源評價》資料統計,自20 世紀70 年代初開始建設深井到2008 年底,邯鄲平原實有深井6687 眼,深層水開采量也由70 年代初的零開采增加到1981年的13028 萬m3,發展到2008 年的30196 萬m3。1981~2008年深層水開采量見圖1。
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圖1 邯鄲平原深層水歷年開采量折線圖
對邯鄲平原1981~2008 年深層水開采量計算分析后可以看出:一是28 年間,年平均開采量達到21385 萬m3,是當地深層地下水限制開采量4682 萬m3 的4.57 倍;二是深層地下水年均開采遞增率高達3.16%,且大致呈逐年遞增趨勢。其中,1981~1990 年間年均遞增率最高為3.88%,1990~2000 年間年均遞增率降低為2.79%,2000~2008 年間年均遞增率又上升為2.82%;三是深層水開采量使用十分廣泛,涉及生活、農業和工業各個用水部門;四是由于多年連續超采,已造成地面沉降、降落漏斗等諸多生態環境問題,并正在持續惡化。
(二)深層地下水水位動態
自20 世紀70 年代以來,隨著邯鄲平原深層地下水開采量的不斷增加,地下水位逐年下降,期間偶遇大水年份時水位雖有回升,但總體呈下降趨勢,截止到2008 年底,平原區深層地下水平均埋深已達到49.61m,與10 年前的1998 年相比,地下水位平均下降了10.33m,年平均下降速率為1.03m/a。下降幅度>15.0m的區域主要集中在深層地下水漏斗分布的區域內,包括曲周、邱縣、館陶等縣。邯鄲平原深層地下水1998~2008年平均埋深過程見圖2。
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圖2 邯鄲平原1998~2008 年平均埋深過程線圖
(三)深層地下水水位降落漏斗
據觀測資料分析,邯鄲平原深層地下水水位降落漏斗位于邯鄲平原中東部沖湖積區域,主要包括曲周、邱縣、館陶、肥鄉、廣平、魏縣大部及大名縣北部,發育于第二含水組下部、第三含水組及第四含水組,開采深度在200~400m 之間,為常年混合開采型漏斗。目前,該漏斗北部已與衡水、滄州復合型大漏斗相連。
由于深層地下水補給困難,而連續超采導致地下水水位大幅度下降,漏斗發展迅速。漏斗中心水位埋深、漏斗影響面積分別由1997 年低水位期發現時的50.13m和656.0km2 下降到2000 年低水位期的68.76m和2645km2;2008 年低水位期,受邯鄲平原“生態水網”的影響,漏斗中心水位埋深回升到64.47m,影響面積擴展到2971km2。可見,隨著時間的推移,若不采取補救措施,深層地下水水位降落漏斗將繼續擴展下去。
四、深層地下水開發利用存在的問題
(一)開發利用缺乏統籌規劃和有效管理
水資源是一個統一的自然系統,地下水和地表水在一定條件下可以相互轉化,是不可分割的統一體,但由于對水資源開發利用缺乏流域統籌規劃和有效管理,造成流域上下游水資源分配不盡合理,尤其上游大量蓄水和引水,造成下游河流斷流,地下水成為部分縣市的主要水源或唯一水源,而超量開采導致地下水位持續下降,工農業生產和城市用水十分困難,生態環境嚴重惡化。
(二)利益驅動和現有水資源供給不足導致深層水常年超采
由于深層地下水水質較好且開發成本相對較低,受到工農業生產和生活等用水部門的青睞。農民為使自己的耕地獲得較好收成,政府為增加GDP 招商引資建廠,人民群眾用水安全等無不靠開采深層地下水來維持。因此,受利益驅動和在現有水資源供給不足的條件下,深層地下水被常年超采的狀況可想而知。
(三)地下水資源浪費嚴重
邯鄲平原農業灌溉是水資源的最大用戶,其用水量占總用水量的80.0%左右,目前各縣雖建有不少節水灌溉工程,但仍多以傳統大水漫灌方式為主,有效利用率較低,灌區渠系的有效利用率在0.45 左右,井灌區灌溉系數也只有0.75 左右。農業用水浪費嚴重,城市用水浪費也很突出,工業用水的單位耗水量比先進國家高出數倍或數十倍,重復利用率遠遠低于發達國家。
(四)深層地下水過量開采,產生一系列生態環境問題
在用水集中且缺乏地表水和淺層淡水的縣(市),深層地下水常年過量開采,導致地下水位持續下降,深層水漏斗面積逐年擴大,部分區域含水層局部疏干、水質惡化、地面沉降、水質發生鹽化等生態環境問題日益突出。
(五)對深層地下水可采資源量與開采利用條件研究程度較低
邯鄲平原水文地質條件比較復雜,20 世紀60 年代雖對水文地質進行過詳細勘察,1973 年后對地下水動態進行了長期觀測,有關環境水文地質課題和區域深層地下水資源量也進行過相關研究及簡單估算,但由于多年來大部分縣(市)區都已進行了不同程度的開采,下墊面及其它諸多因素發生改變,深層地下水的補給量明顯減少,資源量已發生變化,邯鄲市水資源第2 次評價時由于條件所限也僅僅涉及到深層水開采量問題,因此需要進一步進行詳細調查和科學論證、評價、研究深層地下水資源量、可開采量及運動規律。
五、深層地下水可持續利用對策
邯鄲平原水資源短缺和水污染嚴重已是不爭的事實,成為制約邯鄲經濟發展的主要因素之一,對糧食生產和飲用水安全也構成重大威脅,所以,必須確立水安全的憂患意識,做到“未雨綢繆”。
(一)確立深層水戰略地位,摸清深層水資源量,依法限采
深層地下水是封閉性含水層,可再生、可恢復的能力極差,從“可持續發展”角度考慮,應將其定位在應急狀態下使用或作為飲用水源開發利用,而不能用于工農業生產和空調制冷等其他方面。同時,水行政主管部門應盡快投入經費和技術人員,進行相關的地質勘察研究和論證評價出深層水資源量與可開采量,進而協助立法部門出臺《深層水限采決定》或意見,建立和完善違規追究、審查、監督機制,并將執行情況列入地方各級政府和水行政主管部門年度考核目標之內,達到依法限采之目的。
(二)發揮經濟杠桿作用,加強深層水管理
水行政主管部門在摸清深層水資源量的基礎上,按照定額管理、總量控制的管理模式,制定出相關縣市切實可行的深層水開采計劃和開采措施,嚴格控制深層水的開采量,確保深層水水位有計劃的停降和恢復。同時,嚴格執行環境成本內部化的經濟政策,按照全成本(包括水資源費、開采成本、地面沉降損失費、環境稅)向用戶全額收費,發揮經濟杠桿作用,達到少開采或不開采之目的。
(三)充分利用平原“生態水網”,置換深層灌溉水和攔蓄大氣降水邯鄲平原“生態水網”工程建設已具規模,現有骨干渠道1200km,蓄水閘壩40 余處,“漳河上游”水、“引黃濟邯”水相繼到位。因此,充分利用平原“生態水網”供、蓄水工程,在增加地表水灌溉和替換深層水灌溉的基礎上,利用骨干渠道、閘壩、坑塘、洼淀、古河道攔蓄外來引水和當地瀝水,增加地下水補給量,恢復地下水資源量,改善水生態環境和社會環境。
(四)積極引進“長江水”,徹底置換工業水
邯鄲平原工業用水量占總用水量的10%左右,雖說用水總量不大,但因其水源地多集中在縣城區且常年開采,極易造成局部小型工業開采型漏斗而導致城區生態環境惡化。2015 年前,“南水北調”引江中線水即可供給到位,平原各縣應積極引進長江水,建設蓄水工程,安排用水規劃,徹底置換工業用深層水,早日消除工業開采型深層水地下漏斗。
(五)改造利用咸水、微咸水,增加水資源可利用量
根據邯鄲市2008 年出版的《邯鄲市水資源評價》成果,邯鄲平原淺層地下咸水、微咸水面積1744km2,多年平均補給量24206 萬m3。應嚴格要求和加以推廣應用比較成功的咸、淡水混合灌溉技術,充分利用咸水和微咸水資源量,既能增加水資源可利用量,又能保證糧食增產和改造土壤。同時,改造利用咸水和微咸水,對增加地下蓄水庫容,擴大淺層淡水面積,增加降水入滲量,改造鹽堿地都具有顯著的效果。
(六)加強用水宣傳,建立節水型社會
水資源嚴重短缺已成為制約邯鄲平原社會經濟發展的重要因素之一,今后應在積極拓寬水資源渠道的同時,繼續強化全社會的節水意識,形成濃厚的節水氛圍,并通過調整用水結構,強制推行先進的節水技術和節水工藝,并以調整農業種植結構和推廣節水灌溉技術為根本措施,建設節水型高效農業,抓好農業節水工作;以推進定額用水為重點,對新建、改建和擴建的工業企業項目建設做好水資源論證工作,抓好工業節水工作;根據平原各縣水資源條件和經濟社會發展狀況,按照科學發展觀的要求,逐步建成制度完備、設施完善、用水高效、生態良好、發展科學的節水型社會。
作者簡介:周盡忠,男,漢族,河北省邯鄲水文水資源勘測局,高級工程師,主要從事水文水資源勘測研究工作。