謝琳琳,郝曉輝,邵維強
(1.濟寧市任城區自然資源局,山東 濟寧 272000;2.山東省水利科學研究院,山東 濟南 250014;3.高密市王吳水庫運營維護中心,山東 高密 261500)
濟寧市任城區水資源匱乏,而且當地水資源過度開發利用導致地下水位不斷下降,一部分地區成為超采區。超采區內含水層枯竭,產生地面沉降、水質惡化等一系列生態環境惡化,進而危及供水系統安全、糧食安全和生態安全,嚴重制約經濟建設良性發展。
按照年均下降速率大于0.2 m/a,且現狀年地下水埋深大于6 m 的地區劃為超采區。根據調查分析,任城區地下水超采主要是淺層孔隙水超采。任城區行政區面積為651 km2,采用疏干體積法計算界定超采區面積為207.5 km2,均為一般超采區,主要涉及11 個街道,分別為李營、二十里鋪、南張和城中區各街道。
濟寧市任城區多年平均地下水資源量為13 579 萬 m3/a,可開采量為 11 296 萬 m3/a,可開采系數為0.83。經統計,任城區淺層地下水多年平均超采量為170 萬m3。
任城區淺層地下水超采區現狀年開采量6 243.7 萬m(3不包括農業取水),其中城鎮公共供水開采量5 110 萬m3,占總開采量的81.8%;企事業單位自備井開采量1 133.7 萬m3,占總開采量的18.2%。現狀年濟寧市任城區淺層地下水超采區農業用水開采量為664.5 萬m3。公共供水水源地的開采是造成任城區地下水超采的重要影響因素。
1)地下水位嚴重下降,形成降落漏斗。2005年前,由于城區地區集中存在大量開采井,采水強度高,城市水源地地下水位持續下降,最終形成較大面積的降落漏斗。2005 年枯水期,水位標高低于15 m 的水位降落漏斗面積38.94 km2。目前淺層地下水水位埋深基本在8~10 m。
2)造成地面沉降與地裂縫。由于地下水超采強度高,面積大,導致原濟寧市市中區全部及任城區北部產生了嚴重的地面沉降,部分區域出現塌陷區。超過145 km2面積城區發生超過60 mm的沉降,造成地面凹陷、建筑開裂、道路損壞等嚴重問題。
3)誘發新的污染源,造成水質惡化。區域性降落漏斗使地下水水力梯度增大,導致部分水流向發生變化,造成地表污水,不達標廢水下滲流向超采區降落漏斗中心,污染地下水源,水質環境進一步惡化,嚴重威脅到人民的飲水安全。
1)優化產業結構。合理引導農、林、牧、漁業良性發展,優化用水結構。限制耗水高作物的批量種植,鼓勵耗水低、附加值高的蔬菜、水果、花卉、養生中藥材將作物生產,發展休閑觀光農業。以李營、二十里鋪苗木基地為依托,形成森林公園,其間輔助以花木觀賞等特色農業。
2)嚴控項目地下水開采。嚴格執行水資源論證制度,從嚴控制新增取水許可的審批。尤其對超采區及周邊地區,全面執行地下水開采總量控制指標,確需取用地下水的,盡量在指標內調劑解決。
3)依法封停超采區地下水取水設施。在地下水限采區內,未經批準的和取水許可已經到期的自備水井,一律封停;其它有效許可的地下水取水設施根據有關法律規定限期封閉,深層地下水機井一律關停。2019 年度,任城區依法封停深層地下水481 眼,淺層地下水井1 035 眼,實現壓采深層地下水3 964 萬m3,淺層地下水4 162 萬m3。
4)“退城進園”計劃。山東魯抗醫藥股份有限公司位于淺層地下水超采區任城區南張街道和濟陽街道境內,為使產業發展集群化,和優化城市經濟布局,實施“退城進園”搬遷至鄒城市和濟寧高新區,實現壓采淺層地下水35.06 萬m3。
5)鼓勵再生水回用。鼓勵再生水回用,超采區內開發利用再生水的,不受當地用水控制指標限制。加快推進城鄉污水處理及再生水回用工程設施建設,逐步提高污水集中處理率和再生水回用率。工業生產、城市綠化、道路噴灑、生態景觀等要優先使用再生水。到2020 年,地下水超采區內再生水回用率達到30%以上。
1)引汶入濟工程。建設下源溝引汶入濟工程,疏通十八華里干渠,連通普陀溝、孟憲洼溝、天寶寺溝、幸福溝等,將大汶河水通過下源溝、北躍進溝等溝渠引入洸府河、與之前建成的引洸、引泗入城工程的水資源共享互通,形成完整水網,綜合利用本地及客水雨洪資源。
2)平原水庫、濕地公園建設。充分利用采煤塌陷區地形條件,通過建設平原水庫,新建孟憲洼水庫、于白水庫、睿湖濕地等。根據引汶入濟的來水流量與用水流量,以及庫區現狀塌陷區和采砂坑范圍,確定水庫規模。
孟憲洼平原水庫依托岱莊煤礦采煤塌陷區,以孟憲洼溝為中心,興利庫容657 萬m3,總庫容987 萬 m3,可補源地下水 1 768 萬 m3,折合井灌區灌溉面積0.58 萬hm2。
于白平原水庫建設在于白煤礦塌陷區上,興利庫容1 350 萬m3,總庫容1 620 萬m3。水庫建成后,可補源地下水2 050 萬m3,折合井灌區灌溉面積 0.67 萬 hm2。
3)建設地表水廠。公共供水的水源開采是造成任城區地下水超采的重要影響因素。因此,建立地表水廠,將在超采區的公共供水用地下水置換成地表水,是任城區超采區治理的重要措施。
濟北高新技術產業園是任城區的用水大戶,生產、生活用水多為地下水。因此在南躍進溝附近建設地表水廠(具有引水功能河段),設計總供水能力為30 萬m3/d,通過鋪設管道方式向濟北高新技術產業園供水,解決園里工業生產用水。
4)南水北調配套工程。濟寧市任城區和高新區通過一期工程實現引江水量0.08 億m3。
1)積極開展人工回灌補源。在梁濟運河及支流改擴建排灌站用于農田灌溉,同時擴挖河道,建設配套的橋涵閘、返水站等。結合其它改擴建排灌工程系統,增加地表水灌溉面積0.13 萬hm2,同時減少開采淺層地下水465.5 萬m3。豐水期補給地下水,增加補給量,促使地下水位回升,逐步改善地下水生態環境。
2)加強濕地建設與保護。濟寧地區汛期降雨量占到全年降雨量的70%以上,雨洪資源較為豐富。利用采煤塌陷區、采砂坑等有利地形條件,通過采取適宜的生態治理技術,結合水網調蓄工程逐步建設國家濕地公園,并擴建現有人工濕地、水庫,實現引水入城水網調蓄,凈化水質,回補地下水,逐步實現地下水超采區采補平衡。通過水庫土方開挖,在修復地下水生態的同時塑造區域景觀,還城區以“綠水青山”。
濟寧市任城區通過政策引導、依法管控、水源置換、生態修復等多方面措施實現了地下水超采區的有效治理,緩解了任城區水資源面臨的嚴峻形勢,并提高了供水保障能力,改善了區域水環境質量。