話說地下水庫

□ 張桂芳 姚章村

地下水庫是指由地下砂礫石孔隙、巖石裂隙或溶洞所形成的，或建筑地下截水墻，截蓄地下水或潛流而形成的有確定范圍的貯水空間。無論在什么時候,地球上的淡水大約都有三分之二是蓄存于地下水庫中。地下水庫與地上水庫一樣具有供水、蓄水、輸水和水質摻和等各種用途，對水資源的調節有著巨大作用，但人們往往對其缺乏認知,很少有人（包括從事計劃分配水源的人員）能認識到地下水庫可以解決日益困擾世界的缺水問題。黑龍江省三大江流域有由沖積、洪積而成的巨大地下水庫——松嫩平原、三江平原地下水庫，若能得到合理開發利用，將對我省經濟社會發展起到巨大的推動作用。

地球水圈中的水并不是靜止不變的，而是處于不斷的運動之中，存在著明顯的水文循環現象。各種水庫更新周期存在著較大的差異，大氣水庫約10天更新一次，深海水庫卻需要千年之久。陸地水庫更新周期可從幾周到數千年，這主要取決于水庫的形式（河道、湖泊、沼澤、冰川、地冰和地下水）。喀斯特地下水庫約為幾天或數周，卵石河床需幾周或幾個月，沖積層地下水庫需數月或數年，非承壓含水層約需幾年或數十年，承壓含水層約需數十年、數百年、數千年。我省便于開采的地下水庫多為卵石河床、沖積、洪積與弱承壓含水層地下水庫,水循環周期較短, 多為幾周至數十年、數百年，流動較快,補給較快。

人類有希望開采利用的最大水資源量約為14000立方千米，而地下水容蓄11900立方千米，占85%；人工水庫容蓄1840立方千米，占13%;湖泊容蓄260立方千米，占2%。而人類每年用水約3100 立方千米，僅占可利用地下水庫貯量26%,似乎可以全部寄托于地下水庫。我省三江平原平原區約5×104平方公里，按利用30米含水層計(最厚達300多米),有水2250×108立方米(給水度取0.15)，即使一點補給也沒有，亦可供5000萬畝水田用15年(年畝用水量取保守數300立方米計)，這足以說明地下水庫潛力巨大。僅三江平原計算30米地下水庫容就比埃及尼羅河上世界最大的阿斯旺水庫(1800×108立方米)還大，相當于20多座尼爾基水庫(80×108立方米)，說明在三江平原建設我國最大粳稻基地的水資源問題, 完全可以通過三江平原地下水庫得到解決。目前，人類控制水循環的地面人工水庫在每年蓄水調節或從地面水庫調節引用1 立方千米的水,其費用高達一億美元,而從地下水庫提取1 立方千米的水，僅需2000萬美元，僅為前者的五分之一。況且地面水庫(包括地上徑流)保證率低，蓄存很少超過一年。

長期以來，由于人們對地下水庫缺乏了解與認同，忽視了地下水庫的巨大潛力與優勢，使地下水庫得不到有效的開發利用，即使開采，也是堅持只能開采當年的天然補給量，不能降低地下水位，地下水庫一直處于蓄滿狀態，沒有余地有計劃地進行補給和長期蓄水，使地表降水及徑流白白地流失或蒸發，這不僅造成水資源的嚴重浪費，而且可能造成土地鹽堿化、潛育化。我省松嫩低平原地區百湖棋布，再加上引嫩工程，淺層地下水得不到有效開采,地下水位居高不下,且由于地下水庫水位高，產生大量蒸發,不僅造成水資源浪費，而且使土地鹽堿化加劇。而三江平原由于打井開采地下水種稻,使地下水位下降,土地鹽堿化現象近年來似乎奇跡般自消自滅。

地下水庫能長期蓄水的首要條件是超量開采地下水，降低地下水位，使水庫的水位低于天然排水口以下后才能蓄水。簡單地說,這就是采取超量開采地下水的方針。這種方針即意味著要更多地注意水庫的補給問題。而地下水庫的補給可靠天然或人工來完成。

天然補給一般可由河流和降水下滲來實現補給。歷史經驗證明，只要每15年內有一次罕見豐水年,就能使地下水位回補10～20米。例如，摩洛哥的一個淺含水層從1946年～1957年打井灌溉使柑桔豐收,而地下水以每年1米的速度下降,使人堪憂, 但1957年的降水超過一般年份,使該地含水層的水位上升10米,差不多恢復到原來位置。

人工補給起始于19世紀初,其實質是借助某些工程措施，人為地將地表水注入地下含水層中，以增加地下水補給量，調節和控制地下水位。人工補給常采用以下方法：修建補給井、滲漏田，河道建閘壩，坑塘、河渠攔蓄地上水等補充地下水，地面淹灌，利用大口井、機井進行回灌，大規模植樹造林攔蓄增補，這些都是較為有效的措施。例如，北京在河道上設有40多個橡膠壩，年蓄4000×104立方米，年補地下水2億立方米。在巴基斯坦有60000公里渠道網, 分布在面積達1600x 104公頃、深達350米的巨大地下水庫上面, 每年以17立方千米的補給量, 是每年天然補給量8立方千米的二倍多。

由此可見，近十幾年來三江平原由于打井開采地下水種植水稻，而使地下水位有所下降（1～8米），乃是我們求之不得的大好事。我們不應該把地下水位有所下降作為限制地下水開采的借口。我省松嫩平原地區淺層地下水開采難度較大,堿地種稻難高產，也應克服困難打井種稻，使地下水位普遍降至8～10米。

當地下水因大量開采而造成地下水位大幅下降時，就可能形成新的補給來源——“激發”補給。我國陜西省興平市地下水多年平均可開采量為1.3億立方米，實際年開采量是1.1億立方米,占可開采量的85%,潛力不多。但在渭河沿岸采取人工措施,即利用河漫灘及一級階地含水層顆粒粗,在岸邊建“排井”,高強度開采地下水,降低河漫灘及一級階地一帶地下水位, “激發”渭河對地下水的補給,其量可達每年每千米長河段向地下補水600萬立方米。渭河在興平市有20千米長,因而,可獲得總激發補給量達1.2億立方米 ,從而使地下水可開采量達2.3億立方米, 是原實際開采量的2倍多，意義重大。這種地下水庫控制水循環的規律,已在三江平原建三江地區得到驗證，對于三江平原及沿三大江水系其他兩岸平原合理開發利用水資源而言，意義更加重大。建三江地區早在十幾年前地下水下降速度曾達每年1.5米，被斷定嚴重超采，而實際由于在地下水下降過程加劇地下水循環，加大了三大江等水體的大量“激發”補給，從而支撐了井灌稻從1997年的308萬畝發展至2010年的860萬畝，地下水下降速率也逐年由大變小，至2009年局部地區已形成新的采補平衡。黑龍江省創業農場即已出現這種采補平衡現象。

我省年降水資源在400～600毫米，適合不同地區不同水旱比作物生長需水量，具有得天獨厚的建設地下水庫的自然社會條件，非常有利于以地下水庫為主去控制水循環，實現我省水資源的供需平衡，實現降水循環利用（包括我省北安、九三等高平原地區）。所以，我們提倡我省沿江河兩岸有條件的地方一定要發展井灌，并盡可能地把渠灌區改為井灌區,提高我省地下水庫控制水循環的能力，實現雨洪資源化，緩解上下游、左右岸引提水矛盾,有利于河流健康,有利于循環水利和虛擬水經濟的發展，可實現黑龍江“雨養農業”，實現最合理最節水最節能的水資源開發利用，建成集抗災水利、資源水利、環境水利于一體的生態水利，也就是實現筆者認定且推崇的具有黑龍江特色的以“灌降排蓄”為主的 “排降蓄灌” 生態水利。