□黃素琴(河南省許昌水文水資源勘測局)
許昌市是我國30個嚴重缺水城市之一,由于當地地表水資源十分匱乏,地下水自然成為主要供水水源。長期開采地下水,雖然緩解了許昌市水資源緊缺的當前矛盾,解決了市民生產和生活問題,卻造成了地下水嚴重下降形成漏斗和地面沉降等一系列環境和地質問題。同時,超量開采地下水,還造成地下水資源枯竭,使供水的安全程度大大降低,嚴重制約了城市國民經濟的可持續發展,因此,合理開發、科學利用地下水資源已刻不容緩。
許昌市地處河南省中部,淮河流域潁河水系上游。許昌市屬暖溫帶大陸性季風氣候,多年平均降水量為703.3m m。降水受季風影響,年內分配不均,汛期降水集中,占全年的64%,非汛期降水稀少;年際變化也很大,最大年降水量為1157m m,最小年降水量為463m m,兩者幾乎相差2.5倍。多年平均水面蒸發量為1200m m,多年平均陸面蒸發量為550m m。這種狀況不僅為地表水的利用帶來困難,而且使降水對地下水的補給豐枯不均,地下水的合理開發利用對策就尤為重要。
許昌市多年平均地下水資源量為6.19億m3,其中山丘區地下水資源量為2.34億m3,平原區地下水資源量為4.18億m3,平原區與山丘區地下水重復計算量為0.33億m3。地下水資源模數平均為13.7萬m3/km2。
在山丘區地下水資源量中,河川基流量為1.15億m3,山前側向流出量為0.25億m3,開采凈消耗量為0.95億m3。在平原區地下水資源量中,降水入滲補給量為3.64億m3,山前側向流入量為0.25億m3,地表水體入滲補給量為0.30億m3,井灌回歸量0.31億m3,合計地下水總補給量4.50億m3,扣除井灌回歸量后,平原區地下水資源量為4.18億m3。
許昌市農業用水以開采淺層地下水為主,工業及城市生活用水以開采中深層地下水為主,淺層水為輔。2010年全市地下水開采量為4.78億m3,其淺層地下水開采量為4.60億m3,中深層地下水開采量為0.18億m3。總用水量為7.52億m3,地下水占63.5%。許昌地處平原,地表水資源匱乏。除魏都區和禹州市主要用地表水源外,其它縣市區供水量主要靠地下水,地下水供水量均在69%以上。
以往水資源評價、規劃工作中,對地下水資源不夠重視,缺乏地表水與地下水的統一規劃。一些地區地下水開發利用布局不合理,地下水開采對生態環境產生了負面影響。一些地區地下水開采存在一定程度的盲目性,使得機電井利用效率不高。地下水開發利用沒有同農業節水很好地結合,地下水開發利用的綜合效益難以發揮。
地下水超采,使地下水位不斷下降,含水層含水量急劇減少,土壤孔隙被壓縮,造成地面沉降。1995年許昌市對1958年以來設置的高程點進行復測對比,結果發現,全城區范圍均發生地面沉降,其中沉降最大值為188m m;沉降50m m以上區域54km2,占全區面積的61.2%。從沉降進程看,20世紀70年代前地面沉降量很微小,之后,隨著工農業的發展和人民生活水平的提高,地下水開采量逐年遞增,大大超過補給量,以致出現大范圍地面沉降。地面沉降速度與地下水位下降速度緊密相關,且基本同步發展,沉降范圍也基本與地下水漏斗范圍一致。
在實際工作當中,很難執行“兩水”統管、統調、統價,尤其是統調、統價方面,很難做到,未能充分發揮地下水的調節作用。重建設輕管理的現象比較普遍。有很多機電井和水源地建成以后,由于疏于管理,配套不全,再加上電力供應不足、運行費用較高、維護費用難以落實等原因,難以達到設計水平。地下水資源管理力度不夠。由于機電井的所有權、使用權比較復雜,管理難度較大。沒有施行一井一表計量,地下水實際開采量的統計不準確,難以做到對地下水資源的有效管理。
由于歷史原因,地下水監測工作一直沒有固定經費來源,許昌現有的監測井多是生產井、報廢井或者簡易民井,專用監測井很少,符合《地下水監測站建設規范》(SL360-2006)要求的監測井更少。目前,能收集到監測數據的地下水監測79眼。現行地下水監測手段落后,主要是人工監測,監測設備就電線、萬用表、卷尺、記錄本,不僅耗費大量人力物力,監測質量也難以提高。
為科學合理地開發地下水資源,對地下水應進行統一管理,合理布井,科學開采,并采取行之有效的行政、法律、經濟、宣傳等多方面的管理措施,依法治水,實現地下水資源的可持續開發利用,為城市建設和經濟可持續發展提供安全可靠的供水保障。
地下水補給量與地表水的用水量、用水結構、用水效率等關系十分密切,地下水補給量、可開采量以及開發利用中存在的問題等都是動態變化的。隨著經濟社會高速發展、水利工程建設的快速發展和地表水利用效率的提高,這種變化更加劇烈。因此,應定期開展地下水資源調查與評價工作,及時調整地下水資源補給量及可開采量,發現利用中存在的問題,為合理利用、有效保護,為政府部門科學決策提供科學依據。地下水資源調查與評價工作要統一部署、規范技術要求、嚴把質量關,使評價工作真正落到實處、達到預期目的。
加強水資源的統一規劃,統一管理,統一調度。立足于當地水資源條件,對地表水和地下水聯合調度。通過對水資源的聯合調度和綜合管理,以最大地發揮各自的能力,降低環境的惡化。許昌市一般7-9月份為多雨季節,而且是用水量少的季節。3-6月份為少雨的季節,也是用水量多的季節,這一時期因地下水長時間得不到補給,也是地下水位最低的時期,這一時期應減少地下水供水,盡最大可能利用地表水源。其目的有二:一是緩解地下水位的下降,防止地下水環境惡化,縮短地下水補給途徑,增加地下水補給量;二是雨季來臨之前盡可能地騰出庫容,以備雨季時增大蓄水量,通過地表水和地下水的聯合調度,可以是地表水和地下水獲得充分的補給和有效的利用。合理利用地表水,科學開發地下水,建設廢水利用系統,推廣節水灌溉技術,以實現水資源的優化配置。
地下水的開采,應保持開采和補給平衡,防止因水位下降而破壞環境。開發利用要堅持豐補枯采的原則,豐水期限制開采地下水,利用現有的潁汝干渠,充分發揮工程潛力,增加地表水引用量。并在豐水期,利用市區的潁汝干渠、護城河、清潩河、清泥河、運糧河引水補給地下水,促使地下水位回升,增加地下水的儲存量,使地下水位逐步回升,減少地下水漏斗區面積。
節約用水是解決水資源緊缺,實現水資源平衡的一項戰略性措施。堅持不懈地進行節水宣傳工作,通過宣傳教育,提高全民的節水意識,增強大家節約用水的責任感和緊迫感,在全社會樹立起節約用水、保護水資源的生產和生活方式。在充分發揮現有工程供水潛力的同時,要運用經濟手段,優化水資源的配置。通過改革水價,利用價格杠桿,調節用水量和用水結構,實現節約用水的目的。積極開展工業節水新技術、新工藝和新設備的應用和推廣,提高水的重復利用率。要大力推廣農業節水灌溉,農業灌溉采用科學的、現代化的灌溉方式,比如噴灌、滴灌、滲灌等節水灌溉新技術,大幅度提高水的有效利用率。