長江流域地下水資源分布及開發(fā)情況

李琳莉

（黃岡市生態(tài)環(huán)境局蘄春縣分局，湖北 黃岡 435300）

長江流域地下水資源利用的潛力很大，所以，通過準(zhǔn)確摸底在“大保護(hù)”新形勢下長江流域地下水資源的數(shù)量與質(zhì)量，并深入研究如何科學(xué)合理地利用與保護(hù)長江流域地下水資源，對于推動自然資源的可持續(xù)利用，實(shí)現(xiàn)流域經(jīng)濟(jì)建設(shè)和水資源環(huán)境保護(hù)的和諧發(fā)展有著重要意義。

1 長江流域研究區(qū)域概況

1.1 長江流域自然地理

長江是中國第一大河，長江干流全長接近6 400 km，資源頭到入海口，水面落差約6 600 m，流域總面積180×104km2。長江發(fā)源于青海省唐古拉山脈，流經(jīng)青海省、西藏自治區(qū)、四川省等19個省、市、自治區(qū)，穿越丘陵、平原、山脈、高原等多種不同地形，最終在上海市的崇明島匯入東海。整個流域自北向南橫跨干旱、半干旱、半濕潤，濕潤四個氣候分區(qū)，呈現(xiàn)多樣性氣候，但大部分地區(qū)屬于副熱帶季風(fēng)區(qū)，熱量資源豐富。江源區(qū)氣溫是整個流域最低的地方，中下游多年平均氣溫為17 ℃左右，年降水量為1 092 mm，年實(shí)際蒸散量為835 mm。

整個流域的形狀為東西扁長，南北較短，地勢西高東低，長江上游主要有山地和丘陵，下游則以平原居多，整個流域山地丘陵占據(jù)近七成，平原近三成。

1.2 長江流域水文地質(zhì)

從各個方面以及地貌水文等條件，長江流域主要可以劃分為平原區(qū)和山丘區(qū)兩種類型。以基巖裂隙水和巖溶水為主的山丘區(qū)，前者含水巖組主要包括一般碎屑巖、變質(zhì)巖和巖漿巖，貯水構(gòu)造分布極不均，含水性能差異較大，富水性中等、弱；而后者主要分布在滇、黔、川、渝、渝、鄂、湘等地區(qū)，富水性強(qiáng)、中等；基巖裂隙水和巖溶水兩種地下水礦化度普遍小于1 g/L。平原區(qū)地下水則以松散巖類孔隙水為主，含水巖組以第四系、古近系、新近系等松散、松軟沉積物為主，巖石孔隙發(fā)育，富水性強(qiáng)、中等，在流域內(nèi)各處都有出現(xiàn)。

流域中的山丘部分地下水全部通過降水來補(bǔ)充，其排泄多是通過河道排泄，非常一小部分則是被開采和在山澗河谷被蒸發(fā)；而平原區(qū)的補(bǔ)充來源則比山丘區(qū)豐富，除了降水之外，還可通過地表水以及山前側(cè)向補(bǔ)充，其排泄比山丘也更為平均，河道排泄和開采蒸發(fā)各占50%左右。

2 研究方法和數(shù)據(jù)來源

查閱資料后，選擇將山丘和平原分區(qū)進(jìn)行計(jì)算，選擇流域中礦化度較小的部分（小于2 g/L）的淺層地下水，研究將平原區(qū)劃分為一般平原區(qū)及山間平原區(qū)2種Ⅱ級類型區(qū)，將山丘區(qū)劃分為一般山丘區(qū)和巖溶山區(qū)2種Ⅱ級類型區(qū)。而一般平原區(qū)又可劃分為162個Ⅲ級類型區(qū)，山間平原區(qū)可劃分為78個Ⅲ級類型區(qū)，一般山丘區(qū)可劃分為422個Ⅲ級類型區(qū)，巖溶山區(qū)可劃分為168個Ⅲ級類型區(qū)，全部共計(jì)830個Ⅲ級類型區(qū)，本研究將Ⅲ級類型區(qū)作為基本計(jì)算單元。針對平原區(qū)地下水，研究采用補(bǔ)給量法進(jìn)行計(jì)算，并統(tǒng)計(jì)其對應(yīng)的排泄量，以便進(jìn)行水量均衡分析。而對于山丘區(qū)地下水，采用排泄法進(jìn)行計(jì)算，并以總排泄量來表示山丘區(qū)地下水資源量。為確定各區(qū)域?qū)?yīng)的地下水類型，本次研究以縣級行政區(qū)及水資源三級區(qū)套地級行政區(qū)為分區(qū)單元，當(dāng)分區(qū)單元均為單一平原區(qū)或山丘區(qū)時(shí)，該分區(qū)單元地下水資源量無重復(fù)計(jì)算量；而當(dāng)分區(qū)單元包括平原區(qū)和山丘區(qū)2種地下水類型時(shí)，考慮到平原區(qū)的部分補(bǔ)給量來源于山丘區(qū)的排泄量，因此該類區(qū)域進(jìn)行分區(qū)單元地下水資源量計(jì)算時(shí)，需要從平原區(qū)和山丘區(qū)的地下水資源量之和中扣除二者的重復(fù)計(jì)算量，計(jì)算公式如式（1）（2）所示：

（1）第1部分是平原區(qū)地下水資源中的山前側(cè)向補(bǔ)給量，該部分水量又作為排泄量計(jì)入山丘區(qū)的地下水資源量中。

（2）第2部分是平原地表水體中由山丘區(qū)河川基流量組成的部分。因此，兩者重復(fù)計(jì)算量可用式（2）進(jìn)行計(jì)算。式中：Qcb、Qjp分別為平原區(qū)山前側(cè)向補(bǔ)給量、山丘區(qū)河川基流形成的平原區(qū)地表水體補(bǔ)給量。最終，文章依據(jù)分區(qū)單元的地下水資源量分析成果，統(tǒng)計(jì)了長江流域各水資源二級區(qū)和省級行政區(qū)地下水資源量。

3 地下水分布特征

3.1 長江流域地下水資源分區(qū)

根據(jù)長江流域Ⅲ級類型區(qū)2001~2016年水文氣象資料及水文地質(zhì)參數(shù)，通過上述方法計(jì)算出各個分區(qū)的地下水資源量，分析統(tǒng)計(jì)出長江流域地下水的資源分布情況，平原區(qū)的地下水資源明顯豐富于丘陵區(qū)，是富集區(qū)，資源量高達(dá)250.2×108m3。其中平原區(qū)的上游流域模數(shù)均值明顯高于中下游流域的模數(shù)均值，北岸大于南岸模數(shù)均值。省級行政區(qū)來看，陜西省及四川省的地下水資源模數(shù)顯著高于其他省份的模數(shù)，其余省份對應(yīng)的模數(shù)相差不大，整體處于18.0×104~24.0×104m3/km2之間。

3.2 長江流域地下水位變化

從20世紀(jì)以來，隨著人口增長和城市化發(fā)展，中國地質(zhì)調(diào)查局開展了其他以及長江地下水年度統(tǒng)測工作，長江流域統(tǒng)測面積92×104km2，主要在平原盆地區(qū)，包括四川盆地、昆明盆地、昭通盆地、江漢—洞庭盆地、南襄盆地、鄱陽湖周緣平原、長江皖江段、長江三角洲等地區(qū)。地下水主要有快速下降、緩慢下降兩種下降方式。長江流域的豐水期、枯水期是七八月份和十一、十二月份，在這兩段時(shí)間開始進(jìn)行地下水統(tǒng)測。這些年隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大、工業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)灌溉用水量增加，城市水源地和農(nóng)業(yè)井灌區(qū)地下水位均出現(xiàn)不同程度下降，但是長江流域的統(tǒng)測結(jié)果顯示，2020年度長江流域地下水水位基本保持穩(wěn)定，豐枯季水位變差不大。總體上，長江流域淺層地下水位的下降，在上游較下游明顯、流域北側(cè)較南側(cè)顯著。

3.3 長江流域地下水降落漏斗變化

然而，由于過去一段時(shí)間內(nèi)地下水的過度開采，水位下降至難以恢復(fù)，使某些區(qū)域形成大面積的降落漏斗。長江流域因地下水長期開采造成的水位下降區(qū)主要在南襄盆地和蘇錫常平原等地區(qū)。

2020年度豐水期，南襄盆地淺層地下水位埋深在0.48~35.80 m，平均埋深12.10 m，平均水位高程為114.37 m,最大降幅為5.46 m，最大升幅為9.43 m。相比2019年，2020年南襄盆地統(tǒng)測區(qū)無新增地下水降落漏斗，原襄陽市區(qū)地下水降落漏斗因水位抬升已消失。原南陽市區(qū)地下水降落漏斗中心水位降幅約4.3 m，以112 m等水位線閉圈，漏斗面積增大48 km2，同比增大269%；原新野縣地下水降落漏斗中心水位降幅1.2 m，以97 m等水位線圈閉，漏斗面積為230 km2，同比增大約41.5%。南襄盆地地下水主要補(bǔ)給來源為降雨入滲補(bǔ)給，排泄去向以人工開采為主。相比2019年，南陽市降雨量相對減少，但因市區(qū)集中供水、農(nóng)田灌溉用水量的增大，使開采量增大約1×108m3，南陽市地下水降落漏斗范圍不斷擴(kuò)大；襄陽市相比2019年年降雨量增加約100 mm，開采量減少約0.3×108m3，使襄陽市地下水水位高程整體出現(xiàn)回升狀態(tài)，襄陽市區(qū)漏斗已消失。

蘇錫常水位降落漏斗是形成時(shí)間最早、分布面積最廣、水位埋深最大的水位降落漏斗。地下水統(tǒng)測表明，蘇錫常地區(qū)淺層地下水埋深總體較淺，淺層地下水水位整體相對穩(wěn)定，季節(jié)性變化較明顯。中部和東部的大部分地區(qū)地下水水位埋深小于5 m；在東部寧鎮(zhèn)揚(yáng)丘陵崗地地區(qū)多發(fā)育巖溶水和裂隙水，地下水埋深較大，整體埋深在20 m以內(nèi)。淺層地下水水位高低與地形起伏相一致，整體上西高東低，且越向西部，水位等值線越平緩。

蘇錫常地區(qū)深層地下水水位呈逐年上升趨勢，北部深層水埋深較淺，南部和東南部蘇錫常及南通地區(qū)水位埋深較大，且存大面積地下水降落漏斗。在常州市區(qū)、無錫市區(qū)及江陰地區(qū)存在相對較大面積的降落漏斗，中心水位埋深約45.62 m，面積約為439 km2；漏斗中心最大水位埋深呈現(xiàn)波動狀態(tài)，由2019年的136.5 m變化為135.8 m。蘇錫常地區(qū)深層地下水禁采以來成效顯著，區(qū)域性水位持續(xù)下降的局面得到有效控制。

長江流域地下水下降區(qū)（漏斗）面積普遍小于50 km2，在南襄盆地以及蘇錫常平原地區(qū)分布面積相對較大。漏斗主要成因是工農(nóng)業(yè)開采用水以及基坑開挖排水，隨著地下水壓采的實(shí)施，地下水漏斗面積在逐年減小。但地下水壓采、禁采措施不是解決地下水資源開發(fā)與控制地面沉降矛盾的積極對策和科學(xué)方法。應(yīng)從水文地質(zhì)條件、地質(zhì)環(huán)境等客觀條件出發(fā)，根據(jù)地下水功能要求、水資源配置方案及地下水利用保護(hù)的需要，對其實(shí)行宏觀調(diào)控，形成地表水資源和地下水資源的統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一利用的科學(xué)格局，合理利用淺層地下水資源，增加水資源調(diào)蓄能力。

4 長江流域地下水資源特征

4.1 長江流域地下水資源數(shù)量

長江流域多年平均地下水資源量為2 468×108m3，約占全國地下水資源量的30.3%，其中山丘區(qū)地下水資源量為2 255.8×108m3，平原區(qū)地下水資源量為247.6×108m3。根據(jù)2006~2020年水資源公報(bào)和自然資源部地下水資源量統(tǒng)計(jì)結(jié)果，從年際變化來看，長江流域地下水資源量最豐富的年份為2016年，達(dá)2 706.5×108m3，其次為2010年，達(dá)2 619×108m3。2011年由于旱情嚴(yán)重，地下水資源量僅為2 138×108m3。長江流域地下水資源量在空間分布上具有一定的不均勻性，2020年長江上游（宜昌以上)地下水資源量為1 132.19×108m3，占全流域的46.8%；長江中游（宜昌至湖口)地下水資源量為1 125.67×108m3，占全流域的46.5%；長江下游（湖口以下）地下水資源量為163.84×108m3，占全流域的6.7%。

4.2 長江流域地下水水質(zhì)

長江流域水環(huán)境總體優(yōu)良，長江流域的水質(zhì)上游優(yōu)于中下游，云貴渝等巖溶水分布區(qū)的水質(zhì)明顯好于其他地區(qū)。部分地區(qū)錳、鋁含量偏高的原因是降水量的減少和原生劣質(zhì)水的廣泛分布。保證長江流域地下水水質(zhì)良好在整個“長江大保護(hù)”中占據(jù)重要地位。

5 長江流域地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀

中國人均地下水擁有量為172.97 m3，人均地下水資源擁有量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展增加的用水需求之間的矛盾加深，尤其是長江下游地區(qū)，2020年，上海市的人均地下水資源僅為56.96 m3。長江流域人均地下水資源區(qū)域分布與地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平呈反比，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的江浙滬地區(qū)，人均地下水資源較少，而在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的西南地區(qū)，人均地下水資源超過了平均水平。2020年，長江流域人均地下水擁有量排名前三的分別是四川省、青海省、湖南省，分別為723.21 m3、644.43 m3、659.98 m3；萬元產(chǎn)值地下水用水量排名前三的分別是青海省、四川省、貴州省，分別為130.31 m3、125.15 m3、114.67 m3，廣東、福建在長江流域所占面積較小，故未納入地下水資源配置的計(jì)算。

6 結(jié)論

（1）長江流域降水的地區(qū)分布不均，總體上東部大于西部，南部大于北部，中游大于上游；長江流域蒸散發(fā)空間分布大體上呈現(xiàn)東部高于西部，低海拔高于高海拔，干流附近高于其他地區(qū)的特征；長江流域徑流量年際變化較大，年內(nèi)分配與降水相同，主要集中在夏季。

（2）2020年度長江流域地下水水位總體保持穩(wěn)定，豐枯季水位變化總體不大，局部地區(qū)地下水降落漏斗面積減小，地下水位呈回升趨勢。長江流域地下水儲變量較去年整體上呈增加趨勢，但是在烏江流域呈輕微減少狀態(tài)，四川盆地增加最為明顯，共增加23.72×108m3。

（3）長江流域總體地下水資源量豐富，2020年地下水資源總量為2 421.7×108m3。其中，山丘區(qū)地下水資源量為2 092.79×108m3，平原區(qū)為331.32×108m3。長江中上游地區(qū)地下水資源量豐富，在整個長江流域地下水資源量占比較高，長江下游地區(qū)單位面積地下水資源量豐富，但流域面積較小，地下水資源總量有限。

（4）長江流域水環(huán)境總體優(yōu)良，長江流域的水質(zhì)上游優(yōu)于中下游，云貴渝等巖溶水分布區(qū)的水質(zhì)明顯好于其他地區(qū)。部分地區(qū)錳、鋁含量偏高的原因是降水量的減少和原生劣質(zhì)水的廣泛分布。

（5）長江流域地下水開發(fā)利用水平整體很低，地下水資源開發(fā)利用潛力大，局部地區(qū)由于以往不合理的開發(fā)所引發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題已大為改善，巖溶塌陷、地面沉降等問題得到了較好的控制。