開封市城區水利局 張 艷 陳金山
開封市地下水資源開發利用調查研究
開封市城區水利局 張 艷 陳金山
聯合國公布標準,如果水資源人均占有量只有1 000 m3,表明該地區已經觸及了缺水的警戒線,如果水資源人均占有量只有500 m3,則標志著這一地區處于嚴重的缺水狀態。我國人均水資源占有量不足世界人均的1/4。河南省也是嚴重的缺水大省,水資源總量約414億m3,人均占有量僅440 m3,僅是全國平均水平的1/6,居全國第22位。開封市2009年水資源總量12.1437億m3,人均占有量為200.2m3。充分說明開封市是一個嚴重的缺水的地區,必須引起領導的重視和全社會的關注,所以,開封市水資源供需矛盾的存在,必將制約開封市未來的發展,只有科學地開發利用開封市的水資源,有效地保護水資源,做好水資源的調查研究,才能為領導對水資源管理與決策提供科學依據。
開封市地下水資源量多年平均為10.62億m3,20%的年份為11.82億m3,50%的年份為10.43億m3,75%的年份為9.32億m3,95%的年份為8.79億m3。
開封市多年可開采量地下水量為9.39億m3,20%的年份為10.26億m3,50%的年份為9.38億m3,75%的年份為8.33%億m3,95%的年份為7.76億m3,開采率分別為:88.4%,86.7%,89.9%,89.4%,88.4%,平均可開采率為88.6%。
開封市地處黃河沖積平原,降水入滲率高,從多年平均看,入滲量約占資源量的81%。
可見開封市地下水動態儲量的補給比較豐富,有效地利用與保護地下水資源對開封市的國民經濟的發展將會起到一定的作用。
1. 淺層地下水資源開發利用情況。
(1)總需水量及需水結構。 國民經濟各部門總需水量一般為工業需水、生活需水、農田需水、林漁業需水和城市環境需水等的總和。以2009年為例,開封市各部門總的需水量135 348萬m3,其中工業需水量為7 553.30萬m3,生活需水量21 509.55萬m3,農田需水量為104 854.00萬m3,林漁業需水量為830.06萬m3,城市環境需水量598.82萬m3,各需水量分別占總需水量的5.58%,15.89%,77.47%,0.61%,0.45%,可見開封市需水現狀仍然主要是農田需水,其次為生活需水,其他需水所占的比例相對較小。
(2) 需水量及結構分析。 由于需水主要是農業和生活用水,農業用水除地表水外,其余用水都是淺層地下水。生活用水,農村原來用水全是淺層地下水。近年來,黨中央貫徹“以人為本”的精神,推行農村飲水安全工程,一部分農村用上了深層地下水。城市和城鎮用的是深層地下水,鄉鎮工業用的是淺層地下水。城市和城鎮工業除開封市、開封縣用水有一部分是地表水外,剩余都是用的深層地下水。城市及城鎮環境用水基本上是深層地下水。
(3)開封市淺層地下水資源開發利用保護現狀。20世紀80年代,開封市的地下水資源保護意識差,由于只注重開采,保護措施跟不上,形成開封市3個比較明顯的地下水漏斗區:一號漏斗區主要位于市南郊鐵路以南一帶,形成漏斗的主要原因是周邊的工廠比較集中,地下水開采量較大;二號漏斗區位于通許縣東部和杞縣西南部交界之間,形成原因是由于該地區農民長期抽水灌溉農田,而地下水補源供給又不足,從而造成的漏斗區;三號漏斗區位于開封縣劉店鄉、袁坊鄉至蘭考縣東壩頭鄉區域內的黃河灘區,形成原因是由于該區域人員居住集中,地下水是唯一的水源,受黃河水源影響,黃河處于枯水期時,該地區的漏斗現象十分明顯。3個地下水漏斗區的總面積為360 km2,其中一號漏斗區中心地下水埋深為24 m。
為有效遏制地下水位下降,開封市本著“合理開發、有效保護、綜合利用”的原則,采取了綜合治理的手段,開展了地下水取水專項治理活動,利用背靠黃河這一地表水資源的優勢,加大引黃灌溉農田的規模,充分利用黃河水進行地下水補源,這些措施都對開封市地下水漏斗區的總面積縮小產生了積極的作用,并取得了顯著的效果。開封市的地下水降落漏斗面積在逐年縮小,如,到2006年,全市地下水漏斗面積縮小至為163.8 km2;2007年地下水漏斗面積又減少了89.3 km2;2009年全市地下水漏斗面積繼續減少,僅剩33 km2。地下水漏斗面積的減少,意味著開封市的地下水位在上升,地下水蓄變量在增多,可開采量增加,可開發利用的資源增加。2009年底,開封市的地下水中心漏斗區地下水埋深上升至10.4 m。也就是從1984年的360 km2,下降到2009年底的33 km2,漏斗中心地下水埋深由24 m上升至10.4 m。淺層地下水資源得到了有效地保護。
(4) 開封市淺層地下水資源開發利用前景分析。淺層地下水資源主要來源有:降水入滲補給、田面水量入滲補給、渠系水量入滲補給、井灌回歸入滲補給、黃河側滲補給等。從開封市地下水位埋深的數據看,絕大部分為2 ~ 8 m,該資源開采量大,但補給及時,資源比較豐富,農村水質比較好,城市、城鎮水質已遭受污染,利用價值較低。
2.深層地下水資源量開發利用情況。在開封市城區,由于深層、超深層地下水水質好,水溫高,利用方便,使用價值高,頗受廣大群眾和社會各界的歡迎。因此,一度出現了競相開發,掠奪性開采的混亂局面,造成局部井的布設不合理,尤其是開封市西區,由于井網密度大、開采強度大,地下水水位每年以1.5~ 2.0m的速度大幅度下降。這樣下去,水資源不但得不到可持續利用,還會造成深層地下水漏斗區,易產生環境惡化和地質災害,必須引起高度重視。
1.淺層地下水資源。由于淺層地下水資源主要來源是降水入滲補給,埋深淺、易開采、補給容易,即使是造成開采強度大,水位明顯下降。遇到豐水年,地下水位很快又能得到上升,所以淺層地下水資源利用率較高。但是由于城市和城鎮淺層地下水均被污染,利用率低,利用價值不大。如果利用,則水質處理費用較高,暫不值得提倡。只有農村淺層地下水水質較好,污染程度輕,利用率較高,主要用于灌溉、生活等。
2.中、深層地下水資源。中、深層地下水資源是指埋深在70 ~ 180 m及180 ~ 300 m的水資源,該水資源在城市也不同程度地受到污染,其他地域水質較好,開采對象主要是企業、機關、縣城水廠、個體戶、集體單位等,目前開采強度較大,利用率較高。但是從全市地下水位變化的情況看,由于受越流的補給,地下水位沒有明顯下降。值的注意的是,該水源不能在一個區域集中開采,否則會形成大面積漏斗區,長期下去還會引發地質災害。但是,倘若井位布置合理,建議多利用該水資源。
3.超深層地下水資源。由于超深層地下水資源補給較難,如果不采取有效的保護措施,必將使水位不斷下降,水資源越來越少。要保持資源的可持續利用,除加強現有的井管理外,還要出臺一套科學的開發利用管理辦法和措施,樹立“水資源是社會發展的需要,保護水資源是全社會的責任”的觀念。只有進行有序地開采,才能達到人和自然的和諧,人和環境的和諧。
4.調查研究結論。根據聯合國公布的標準,開封市屬于一個嚴重缺水地區。從目前的社會各界用水情況來看,開封市的用水還沒有表現出緊張的狀況,大部分人還沒有憂患意識,主要原因是開封市黃河水資源利用率較高,企業少,用水量小等。
開封市的超深層地下水利用比較多,其中主要是洗浴行業多、房地產行業多等,加之過去多龍治水,造成水資源的浪費和無序管理,在社會上造成一定的負面影響。
通過幾年來的綜合管理,水資源開發利用工作基本走上了科學的管理軌道,同時,水利部門也在資金投入上花大力氣,重研究,措施得當,從2008年至今,取得了較好的效果,水位下降明顯變慢,開采強度明顯變小,由于限批井,部分區域水位得到了恢復。