山西省廣靈縣水神堂域水資源開發利用分析與研究

馮亞輝，李書友

(1.中水北方勘測設計研究有限責任公司，天津 300202；2.南水北調中線實業發展有限公司，北京 100176)

廣靈縣位于山西省東北部高原邊緣、恒山東麓、大同市境東南，為山西省東北門戶，地理坐標介于東經113°51′～114°24′，北緯39°35′～39°56′之間。東與河北省蔚縣相望，北與陽高縣、河北省陽原縣接壤，西和渾源縣交界，南與靈丘縣毗鄰?？h境南北寬36 km，東西長48 km，總面積1 283 km2。

水神堂泉域位于廣靈縣境北半部，泉域總面積518 km2，占縣境轄區面積的40%。泉域主要包括出露于縣城南部的枕頭泉、百步坑泉、水神堂泉，出露于作疃鄉西北部海坡山前的作疃泉、華山泉，出露于莎泉鄉西部堂坡山前的莎泉，出露于斗泉鄉西北部桃子梁半山腰的一斗泉。

近年廣靈縣及水神堂泉域地下水位持續下降，泉水出流量較2000年以前衰減近一半，水資源保護問題日益突出。

1 水資源開發情況

1.1 水資源量

廣靈縣地下水資源量分三部分進行計算，分別是一般山丘區、山間河谷盆地及巖溶山區，廣靈縣國土總面積1 207 km2，其中一般山區面積662 km2，巖溶山區面積148 km2，山間河谷盆地397 km2；水神堂泉域面積518 km2，其中巖溶山區面積148 km2，一般山區面積370 km2。廣靈縣多年平均地下水資源量為5 262萬 m3/a；水神堂泉域多年平均巖溶水資源量為1 187萬 m3/a；一般山丘區裂隙孔隙水量為863.4萬 m3/a，泉域地下水資源量2 050.4萬 m3/a。

1.2 供水設施

廣靈縣及泉域范圍內的供水設施按工程類型劃分，主要有蓄水工程、提水工程、引水工程、水井工程四大類；按水源劃分，主要為地表水供水水源和地下水(孔隙水和巖溶水)供水水源。泉域巖溶水的開發利用形式主要有兩種，即在泉水出流區建設提引水工程直接取水與在泉域內鑿井取水。

截止2018年，廣靈縣共建成各類水利工程3724處，其中小(Ⅰ)型水庫4座，小(Ⅰ)型水庫2座，塘壩43座，窯池2處，泵站25座，機電井3648眼。

1.2.1 蓄水工程

廣靈縣共建成水庫6座，塘壩43座，窯池2處。水庫總庫容1 926.4萬 m3，興利庫容718萬 m3，其中：小(1)型水庫4座，總庫容1 768萬 m3，小(2)型水庫3座，總庫容148.4萬 m3。

水神堂泉域范圍內共建有水庫5座，總庫容1 246萬 m3，塘壩37座，總庫容39.8萬 m3。

1.2.2 引、提水和水井工程

廣靈縣共建有泵站25座，其中小(1)型泵站10座，小(2)型泵站15處；機電井3 648眼(全部為淺層地下水井)，其中規模以上561眼，規模以下3 087眼，灌溉機電井490眼，已全部配套。

水神堂泉域范圍內共有引提水工程17處，泉口引提水工程3處，分別為水神堂揚水站、廣益灌溉管理站和下河灣揚水站；機電井265眼，其中工業水井24眼，農業灌溉井193眼，生活用水井48眼(城鎮居民供水井6眼，農村供水井42眼)。

1.3 供水量

根據大同市2018年水資源公報統計，廣靈縣水利工程供水量為4 713萬 m3，其中地表水源供水量為2 163萬 m3，占總供水量的45.9%；地下水源供水量2 514萬 m3，占總供水量的53.3%；中水回用量36萬 m3，占總水量的0.8%。

水神堂泉域范圍內，供水量為2 019萬 m3，其中機井工程供水量1 710萬 m3，揚水站供水量309萬 m3。

2 水資源利用情況

2018年廣靈縣用水總量為4 713萬 m3。其中農業用水4 105萬 m3(其中農田灌溉4 105萬 m3，占農業用水的92.4%)，占總用水量的87.1%；工業用水量235萬 m3，占總用水量的5.0%；生活(包括城鎮公共)用水量348萬 m3，占總用水量7.4%，其中城鎮生活用水量112萬 m3，農村生活用水量236萬 m3；生態環境用水量25萬 m3，占總用水量的0.5%。

2018年水神堂泉域范圍內，用水總量為2 019萬 m3，其中農業用水量1 419萬 m3，占用水總量的70.3%；工業用水量235萬 m3，占用水總量的11.6%；生活用水量348萬 m3，占用水總量的17.2%；生態環境用水量17萬 m3，占取水總量的0.8%。

2018年廣靈縣和水神堂泉域范圍內用水量見表1，用水結構見圖1和圖2。

表1 廣靈縣和水神堂泉域范圍內用水量

圖1 廣靈縣2018年用水結構示意圖 圖2 水神堂泉域2018年各行業用水量示意圖

3 用水水平分析

根據廣靈縣社會經濟狀況和現狀年用水量調查統計成果，計算廣靈縣各用水指標。經計算，泉域現狀年人均綜合用水量255 m3，高于大同市(183 m3)和山西省(200 m3)，約為全國平均水平(432 m3)的60%；城鎮居民生活用水定額為88 L/人·天，與大同市(88 L/人·天)持平，低于山西省(95 L/人·天)和全國平均水平(139 L/人·天)，農村居民生活用水定額為43 L/人·天，低于大同市(69 L/人·天)、山西省(61 L/人·天)，不足全國平均水平(89 L/人·天)的一半；畝均灌溉定額為154 m3，與大同市(164 m3)基本持平，不足全國平均水平(365 m3)的一半；工業增加值用水量為35 m3/萬元，與山西省(44 m3/萬元)和全國平均水平(41 m3/萬元)相差不大。

水神堂泉域用水效率與大同市、山西省和全國平均對比見表2和圖3。

表2 水神堂泉域用水效率對比表

圖3 水神堂泉域用水效率對比意圖

4 水資源保護面臨的形勢分析

4.1 泉水流量持續衰減

目前，水神堂泉域除位于集中排泄帶的水神堂泉、百步坑泉尚有出流，其它泉眼均已斷流。據1987年開始進行水神堂泉水監測至今的資料顯示，監測初期泉水流量0.5 m3/s左右，現在已減少為0.2 m3/s左右，2001-2019年較1987-2001年共減少46.9%。2011年7月，泉水流量為0.091 m3/s，2012年7月，泉水流量僅為0.009 m3/s，水神堂泉衰減趨勢顯著。在灌溉取水量較大的夏季，泉水流量的減少更為明顯。

4.2 用水結構不盡合理

現狀年，泉域內雙水源供水保障體系尚未全面建成，且水源結構較為單一，地下水占比太高。農業、部分工業用水甚至高耗水企業仍以地下水為主。2018年底，廣靈縣農業實際灌溉面積達到28.0萬畝，比2008年的20.4萬畝增加7.6萬畝，主要是井灌區；農業用水3 624萬 m3，占總用水量的85%。大量開采地下水導致水神堂泉、枕頭河泉流量逐年下降，作疃泉、百坑泉、沙泉、華山泉、長江峪泉、直峪泉、白羊峪泉等泉水逐漸斷流。

4.3 水資源浪費依然存在

泉域內農業節水設施落后，農業灌區工程配套不完善，灌溉渠系有效利用系數較低，田面標準不高，配套不完善，維修更新不及時，存在大水漫灌現象，難以適應水資源高效利用的要求。工業及城市生活部分輸水主管網年久失修，用水跑、冒、滴、漏現象普遍存在，水資源重復利用率較低；老舊住宅小區在建設二次加壓設施和二次供水管網時，設計、材質、施工標準較低，導致小區居民用水壓力不足，跑冒滴漏現象更為嚴重，水資源浪費現象依然存在。

4.4 管理制度體系尚未建全

地下水監管能力不足，覆蓋泉域內的地下水監測體系尚未完全建立，部分農業灌溉水井尚未實現用水監測計量。地下水管理制度體系尚不健全，專門的地下水管理條例尚未出臺，管理人員缺乏，監管能力不足，關井壓采工作面臨一定困難。有利于地下水壓采的創新性管理機制體制尚需建立。

4.5 節水型社會建設

節水型社會建設需要以涉水事務一體化管理體制為保障。節水責任主體還有待進一步明確，考核、監督和懲罰措施力度有待加強，相關部門未形成有效合力。水資源高效利用的工程技術體系還不完善，先進實用的高效節水技術開發和推廣應用力度還不夠，節水工程設施建設嚴重滯后。

4.6 水資源循環、配置亟待完善

廣靈縣及水神堂泉域尚未建設跨流域調水工程，流域內也未建立長效的水系循環、連通機制，水資源配置有待完善。

5 水資源保護措施

水神堂泉是廣靈縣的主要供水水源之一，對于水神堂泉域水資源的保護，各級人民政府與水行政主管部門始終給予高度重視，相關部門與單位做了大量的勘探研究工作，尤其是廣靈縣水務局，多年來在泉域水資源法制建設、泉域水資源開發利用狀況、水污染及水環境質量狀況以及水資源動態監測與管理保護等方面做了大量卓有成效的工作，為地下水水位下降控制、地下水水質保護，以及水生態環境恢復等方面起到了重要作用。為進一步維護泉域水量、水質、水生態的功能與資源屬性，針對泉域水資源開發利用存在的問題，對泉域水資源保護提出以下措施。

5.1 大力推進農業節水

針對泉域農業灌溉大量開采地下水的情況，應加強農業節水，在現行的土地政策和水資源利用現狀的基礎上，考慮自然條件、經濟發展和人口增長的需要，在生態環境承載量范圍之內，對灌區的水資源進行合理配置和總體規劃，推行高效經濟的節水設備，同時對灌區陳舊設備和工藝進行改造和革新，達到節水效果的同時，保證產量和效益的雙豐收。在有條件的地方適當發展低壓管道輸水灌溉、噴灌、微灌等先進節水技術。完善農灌供水計量設施，提高渠系利用系數。

5.2 實施關井壓采

在滿足經濟社會發展需水要求的前提下，對現有開采井實施關井壓采的措施。在關井壓采過程中，應結合大同市超采區綜合治理工程的要求，制定水神堂泉域地下水控制開采規劃和治理目標，嚴格控制和壓減地下水開采量。充分利用區外調水、當地地表水及中水，并綜合考慮農業用水、工業用水、城市用水、環境用水及生態用水的需求，合理配置水資源，實施水源置換。

5.3 加強非常規水源的利用

為推進污水收集、處理及回用，應優先完善現有污水處理設施，提高現有污水處理廠的水質處理水平，推進已建污水處理廠廢污水收集管網配套建設以及提標改造的規劃建設內容盡快實施。新建污水處理廠應同步配套完善相應的收集管網，實現污水回收全覆蓋。提高中水回用水平，泉域內所有生活污水經管道集中匯入污水處理廠進行處理，達到農業灌溉標準后，可回用于農業灌溉使用或生態景觀用水，以減少地下水開采量，增加非常規水源的利用。

結合廣靈縣鄉村建設規劃，在重點鄉鎮建設污水集中處理設施，鄉鎮與村莊采取分散獨立的污水處理模式，所產生的污水，原則上經各自管渠系統收集后，進入各自規劃的污水集中處理設施，經統一處理后盡量回用。

5.4 實施補源工程

加強泉域內生態環境建設，實施坡耕地退耕還林還草，形成山、水、田、林、湖綜合治理模式，以涵養水土，增加大氣降水入滲量；泉域灰巖裸露補給區選擇有利地質地貌條件，因地制宜地建設一批水利工程，充分攔蓄洪水和小泉、小水，減少地表水外流量，增加對地下水的補給量等；在泉域徑流區內，修建必要的回灌工程，補充地下水資源；加強植被建設，既可增加降水入滲時間，又可削減洪峰流量，改變徑流過程，為地表水向地下水轉化創造有利的條件，增加地下水的補給量，從而保護泉域水資源。

5.5 加大泉域水環境治理力度

開展泉域污染源調查，根據調查結果開展針對性的水環境治理工作；加強城市污水集中處理，規范企業入河排污口審批，加大水行政巡查處罰力度專項治理活動，特別是重點保護區范圍內排污口的控制；應加快實施鄉村污水治理工程，污水能夠接入縣政污水管集中處理時，應接入縣政污水管網；規模較大(常住人口大于100人)、居住相對集中、經濟較發達的村，宜建設污水排水管網和集中污水處理設施，污水通過處理達標后排放或回用；規模較小(常住人口小于100人)、居住分散、地形條件較復雜的村及分散的農戶等，應采用分散處理技術，污水達標排放或回用。

5.6 加強監控信息系統建設

根據水神堂泉域水資源開發利用現狀調查分析結果，針對目前泉域水資源監測網站點布設中存在的問題，水神堂泉域需完善地下水水位監測、水質監測，入河排污口的水質、水量監測，以全面提升泉域的水資源、水環境監控、預警和管理能力。

(1)加強水神堂泉域地下水水位、水質監測監控，對泉域內的地下水水位、水質實施全面監測，填補泉域地下水監測的不足，全面、合理布設泉域地下水水位、水質監測點，可采用農村供水井、水源地水井等原有地下水井，安裝水量、水質在線監測設備，按照《水環境監測規范(SL219—98)》等相關要求定期實施監測；建立泉域地下水動態信息監控系統，實時上傳流量、水位、水質等監測信息，以便及時發現泉域水資源、水環境存在的問題，并為進一步開展泉域水資源、水環境的統一管理和保護提供數據依據。

(2)增加對重點企業排水量、排水水質監測，并建設水污染意外事故報警系統，便于及時發現問題、處理問題，以便將水環境受到的污染降到最小。

5.7 加強泉域水資源開發利用的管理

對泉域內的水井逐一登記、填表、發放取水許可證，限定用水指標，對開發利用不合理的用水戶按水資源管理條例的有關規定及時調整，必要時停采或限采；按照《山西省泉域水資源保護條例》的規定，禁止新建、改建和擴建與供水設施和保護水源無關的建設項目；在泉域范圍內的企業，必須根據取水許可管理的有關規定，編制水資源論證報告和水環境影響評價報告，依法辦理取水許可相關審批手續，并接受當地水行政主管部門及泉域管理部門的監督管理；嚴格限制泉域內擅自挖泉、截流和鑿井，凡興建取水工程的單位和個人都必須提出申請后，報上級審查批準后方可施工，以保證泉口的基本流量。

6 結語

針對廣靈縣及泉域水資源面臨的嚴峻形勢，建議全面開展泉域水生態修復和保護。通過工程措施與非工程措施相結合的方式，強化水資源保護，依法實施泉域水資源的科學調度、合理開發與保護，在維護泉域水資源自然功能和改善生態環境的前提下，實現水資源的可持續利用，保障縣域經濟社會的可持續發展。