邢臺市百泉泉域地下水超采綜合治理成效

石錦麗

(河北省水利廳，河北 石家莊 050011)

1 百泉巖溶水系統

邢臺百泉巖溶水系統地處太行山東麓平原區的邢臺、邯鄲西部(包括邢臺市、沙河市、內丘縣及武安市的部分地區)[1]，由西部太行山、南部武安洺河斷裂隆起帶、北部內丘北嶺斷裂隆起帶、東面107國道附近的斷裂斷層帶圍成，是一個較為獨立的流域[2]，是邢臺市重要的供水水源地[3]。該系統占地面積3843km2，西部山區海拔高度為1000m左右，東部平原海拔為60～100m，地勢呈西高東低的趨勢[1]。

百泉巖溶水系統是一個獨立、封閉的全排型系統[4]，其補給方式主要為大氣降水與河道補水。雨水通過百泉流域上游灰巖裸露區和河谷滲漏段入滲進入地下，利用北洺河、大沙河、七里河和白馬河4條地下徑流帶向邢臺市區百泉流動，遇斷裂斷層阻隔在百泉、狗頭泉、達活泉等流出。據觀測數據分析，大氣降水直接滲入補給占總補給量的70%；河道滲漏段補水占30%，其中大沙河補給占河道補給量的70%以上。

百泉泉區較大的泉群有百泉、達活泉兩大泉群，均屬巖溶上升泉，也是泉域巖溶水主要排泄點[5-6]。百泉泉群位于邢臺市區東南4km處，有百泉、七里河泉、葫蘆套、珍珠泉、和尚泉、趙家灘、洛泉、華莊泉、狗頭泉、銀沙泉、黑龍潭11處排泄點，出露面積約16km2，多年平均流量5.73m3/s(1952—1974年)。達活泉泉群位于邢臺市西北達活泉公園一帶，有達活泉、白沙泉、紫金泉、野狐泉4處排泄點，多年平均流量1.14m3/s(1952—1974年)[7]。

2 百泉歷史演變過程

1958年以前，百泉泉區地下水狀態較為穩定，地下水埋深隨著補給區到排泄區不斷變淺，由深埋型轉變為淺埋型，直至排泄點以泉水的形式涌出。相關研究表明，補給區水位大于160m，排泄區水位為70m左右，百泉泉域出流量約為8～10m3/s左右，巖溶水資源十分豐沛[1]。

1958—1978年，為滿足國家經濟發展的需要及應對人口增長的實際問題，當地開始開采百泉泉區巖溶水用于農業灌溉與工業生產。同時，作為百泉泉區巖溶水主要的補給來源之一的大氣降水正處于偏枯周期(1958—1980年年均降雨量僅為551.2mm)[7]，導致補給量無法滿足工農業用水需求，破壞了百泉泉區巖溶水多年水位周期性變化規律，水位開始呈現下降的趨勢。

1978年以后，百泉泉區主要補給區灰巖裸露區以上開始修建東川口水庫、朱莊水庫、馬河水庫、野溝門水庫、東石嶺水庫及口上水庫等，總庫容高達4.16億m3[5]。由于這些水庫攔蓄了大量地表水，使百泉泉區巖溶水的另一個主要的補給來源河道補水銳減，百泉泉區逐漸出現流量不足的現象。自1979年開始，達活泉泉區4個泉坑，百泉泉區的趙家灘、洛泉等泉水流量逐漸減小，1982年6—8月首次出現完全斷流的現象[6]。此后，除1996年、2006年由于豐水年上游水庫泄洪、鋼廠電廠關閉自備井致使百泉泉區短期內小流量復涌外，均處于停噴狀態，對當地農業灌溉與工業生產造成了重大的損失，年直接經濟損失達上億元。

3 百泉斷流原因分析

百泉巖溶水具有補給速度快、循環周期短、水質好的優點，區域降雨量變化和大規模取、排水都會對泉群流量造成一定影響[8]。經過長期監測與數據分析后發現，造成邢臺百泉斷流的主要原因大致包含4個方面，即地下水超采、供水水源地規劃和建設存在缺陷、采礦排水增加和地下水補給量減少。

3.1 地下水超采

邢臺市是河北省極度缺水的城市之一，人均水資源占有量僅為全國人均水資源量的1/10，遠低于國際人均水資源占有量的標準[9]。隨著社會發展，人口數量和工農業發展速度不斷加快，對水資源的需求量也不斷增加，由于邢臺市巖溶水量豐富，為該地區經濟的發展增加了對巖溶水的開采量，地下水嚴重超采。

據相關數據分析[8]，1964—2000年間，邢臺市區增加約42.7萬人，由于人口數量的增加，生活取用巖溶水量從200萬m3上升到1500萬m3；2008年與2000年相比，市區人口增加13.9萬人，生活取用巖溶水量增加900萬m3。20世紀80年代，全國工業發展速度均較慢，邢臺市區內尚未有工業用水量較大的企業，工業取用巖溶水量不到2000萬m3。80年代后期，隨著工業快速發展，市區內電廠、鋼鐵廠等用水量較多的企業紛紛投產或擴大生產和加工規模，由此大大增加了對巖溶水的開采量。為有效控制對巖溶水的使用量，2005年建成了引朱濟邢地表水輸水工程，使巖溶水的開采量從8000萬m3降低并維持在5500萬m3左右。

3.2 供水水源地規劃和建設存在缺陷

長期以來，邢臺市對巖溶水開采和使用沒有系統的、長期的規劃，導致該地區供水水源地規劃和建設存在缺陷，生活和工業取用水量較大的水廠或企業距離泉群較近時，大量抽水形成漏斗使泉區水位快速下降，如日取用巖溶水量為4萬m3的紫金泉水廠和10萬m3的興泰電廠，集中用水時對泉群造成極大影響。截至2009年，邢臺市區已形成兩個漏斗區，區中心水位每年下降均在1 m以上[8]。

3.3 下游采礦排水增加，泉水補給減少

隨著工業的發展，邢臺地區采礦業迅猛發展，由于水資源是工業發展的命脈，所以采礦業的發展使得采礦排水量不斷增加，尤其是鐵礦開采，在開采、加工過程中抽排了大量的巖溶水，由于技術和歷史原因，對采礦排水的管理和綜合再利用能力較差，造成大量采礦排水的浪費[10]，進而導致泉水的補給量減少。根據調查分析，近幾年來，邢臺市境內的采礦排水量年均約7000萬～11000萬m3，約占泉域巖溶水可開采量的50%。如新城礦區年排水量4100萬m3，大部分排水順沙河古河道向下游流淌，形成20萬m2以上的水域；伍仲煤礦年均巖溶水排水量約500萬m3，在下游形成面積為140萬m2的濕地和湖泊。

3.4 上游泉域補給量減少

近年來，在邢臺市西部山區修建了8座大中型水庫，每個水庫定期存放定量的水，減少了對地下巖溶水的補給量。此外，在該市上游泉水補給的貧水區，如會寧、李村等鎮由于孔隙水疏干，多數居民生活和農業用水改為使用巖溶地下水，在一定程度上也減少了對下游地區巖溶水的補給量。

4 百泉復涌治理對策

百泉復涌是多種內部與外部因素綜合作用的結果，對其復涌原因進行深入探究，發現外部條件中當年降雨量比往年偏多，更重要的是地下水超采綜合治理項目的實施。調整、壓縮開采巖溶地下水量是治理地下水資源超采、實現百泉復涌的根本措施[5]。

4.1 從嚴管控，實行最嚴格水資源管理制度

不斷強化“三條紅線”的剛性約束力[11]，制定完備的水資源管理責任和考核機制，將水資源開發利用、節約和保護納入市、縣政府考核體系。強力推進水資源稅改革，發揮水資源稅杠桿作用，促進中鋼邢機軋輥、邢臺鋼廠、邢臺電廠等工業企業減采地下水；推進實施朱莊水庫南干渠、朱野灌區地表水改造工程，減少農業地下水開采量。

4.2 高起點高標準規劃，分階段分年度實施

水生態修復[12]即采用各種保護措施，最大程度減慢水生態系統退化的速度，同時將已經退化的水生態系統修復到人類可接受的、可自我維持穩定的狀態，這是一項復雜的系統性工程。邢臺市水利部門科學統籌、周密謀劃，對百泉復涌做出總體規劃，并分步實施相關計劃。百泉復涌總體規劃分為近期、中期和遠期規劃，以百泉復涌為目標，從水源配置、節水管理到水生態修復的工程、技術、管理、制度等方面，從政策指導到體制機制創新、工程建設管理提出措施，從產業結構調整到生產力布局的安排謀劃，明確了“山、泉、湖、河、城”相融合的建設思路和任務，引導形成了“河泉連通”的現代水利發展新格局。

4.3 實施河道生態補水，增加巖溶水補給量

根據百泉巖溶水水位周期性動態變化情況，邢臺市每年汛前利用百泉流域上游的朱莊水庫、東石嶺水庫等向大沙河強滲漏帶進行補水，2015—2018年分別補水1000萬m3、37000萬m3、12000萬m3、12000萬m3，經過4年連續補水有效保障了百泉水位回升。同時，在河北省實施引江生態補水工程，將南水北調中部分水源通過南水北調總干渠退水口門向七里河、白馬河以及市區的茶棚溝、圍寨河、小黃河補充生態水，2015—2018年分別補水580萬m3、100萬m3、1100萬m3、5700萬m3，有效促進了地下水位回升。

4.4 優化水資源配置，實施地表水替代工程

多年來邢臺市平均水資源總量為14.6億m3，人均水資源占有量為220m3，低于河北省人均水資源占有量平均水平，屬于水資源極度缺乏地區[13]。由于水資源是工業發展的命脈，所以邢臺市現有水資源總量難以支撐當地經濟社會的發展。近年來，邢臺市按照“優先使用引江水、充分利用地表水、限制開采巖溶水”的原則，優化水資源配置。首先抓開源，加快南水北調中線配套工程建設，利用引江水替代巖溶水每天約8萬m3，每年合計約3000萬m3，大大減少了巖溶水開采量。隨著長江水全部替換市區地下水，預計百泉地下水位可回升10m左右。同步推進受水區自備井關停工作，2015年以來累計關停市區自備井53眼。其次抓節流，大力推進節水型社會建設，重點實施工業企業節水技術改造和大中型灌區節水配套設施建設，通過引朱濟邢地表水工程，每年向城區企業輸送水庫水約1700萬m3替代巖溶水；鼓勵企業使用再生水，邢臺電廠、旭陽焦化等企業每年使用污水處理廠再生水1000萬m3以上，大大減少了對地下巖溶水的開采。

4.5 推進礦山改造升級，減少礦山疏干排水

百泉泉域上游灰巖裸露帶和河谷滲漏段是泉水的主要補給區，補給區生態環境改善情況直接影響泉域水質和水量。邢臺市強力實施礦山企業節水整改和產業升級，2015年以來累計淘汰關停礦山企業30家，對23家礦山企業實施帷幕注漿、充填采礦、回灌等節水保水措施，年減少礦山疏干排水約1000萬m3。同時，加快實施上游山區小流域治理，2015年以來累計治理水土流失總面積達202km2，有效保護了巖溶水補給區的生態環境。

4.6 實施人工增雨工程，最大限度增加降水

降水是泉水最直接的補給源，在降水量較少的年份，有效利用天氣條件，通過建設人工影響天氣系統，開展人工增雨活動，一定程度上影響西部山區和山丘區的降雨量，增加對巖溶地下水的補給[5]。近幾年邢臺市加快建設標準化人工增雨作業，百泉泉域覆蓋范圍內新增19個人工增雨作業點，在非汛期搶抓各種降水天氣過程，組織開展增雨作業，百泉補給區與周邊區域相比增加有效降水10%～15%。通過實施人工增雨工程，為百泉流域上游朱莊水庫、東石嶺水庫等向大沙河強滲漏帶進行補水提供了水源保障，有效促進了百泉泉域地下巖溶水位回升。

5 結 語

邢臺百泉泉域先后經歷了從泉涌不息到間歇斷流，再到泉水復涌的過程。20世紀80年代后期邢臺市人口數量急增，工業、農業、采礦業等產業迅猛發展，對巖溶水的取用量日益增長，尤其是日取用水量較大的企業距離泉域較近時，形成地下水位漏斗區，由此出現泉水短期內斷流的現象。近幾年，國家及地方政府部門充分認識到控制地下水超采、恢復良好水生態環境的重要性，制定并實行最嚴格的水資源管理制度、優化水資源配置、實施河道和人工增雨補給地下水，對地下水超采進行綜合治理后，邢臺百泉又恢復了昔日泉水噴涌的景象。百泉復涌是一個復雜且漫長的工程，僅控制造成斷流的一個因素或治理一個方面很難達到預期理想的結果。因此，合理開發，高效利用，科學管理和節約水資源，并實施地下水超采綜合治理，是實現百泉復涌的有效途徑。