廊坊市深层地下水保护对策研究

齐 兵

(河北省廊坊水文水资源勘测局,河北廊坊 065000)

1 总论

廊坊市水资源极为短缺,由于全市可供水量分布不均,北部地区明显高于中南部,使得中南部地区缺水严重。目前解决水资源供需矛盾的方法是超采浅层地下水和开采深层地下水。由于深层地下水恢复期长,一旦出现大幅度下降将很难恢复。大量的开采导致廊坊市中南部深层地下水水位多年来一直处于下降状态。要彻底缓解供需矛盾,就需要开源节流,将深层地下水开采量置换出来。

2 廊坊市深层地下水概况

2.1 深层地下水动态

由于北京和天津的区域划分,廊坊市被分成北部和中南部两部分,北部地区包括两县一市,中南部地区包括四县两区一市。由于距离较远,地层结构不同,水文地质条件也不同。北三县市由于地表水资源较为丰富,深层地下水开采量较小,中南部因没有可利用地表水资源,深层地下水开采量大,是区内主要供水水源。因此两区域深层地下水变化变化存在不同的变化特征。

2.1.1 年内变化

北三县市深层地下水(指第Ⅲ含水组)开发利用主要是工业及生活用水。由于开采量不同,各地埋深差别较大,具体分布为:燕郊开发区形成一漏斗中心,中心埋深为 40m左右;其它地区一般地下水埋深为 25m左右,最小地下水埋深出现在三河新集,埋深为 15m左右。

中部地区,深层地下水开发利用主要是生活及工业用水,南部地区,深层地下水开发利用主要是工业、农业及生活用水。由于廊坊市中南部地区浅层地下水多数为有咸水区而不能充分利用,所以该区域深层地下水开发利用程度很高。由于多年超采,廊坊市中南部地区深层地下水埋深要远远大于北部地区。具体分布为:除固安、永清深层地下水埋深为 30m左右外,廊坊市区、霸州东南部、文安南部及大城深层地下水埋深均在 60～76 m之间,广阳、安次、文安大部深层地下水埋深在 40～60 m之间。

深层地下水每年 4、5月水位下降得很快,与浅层地下水不同的是,深层地下水受降水影响较小,且变化比较滞后,每年 11月至次年 3月一直处在上升期。廊坊市中南部地区2008年各月平均深层地下水埋深具体变化见图 1。

图1 2008年廊坊市中南部地区深层地下水平均埋深过程线

2.1.2 年际变化

深层地下水主要受开采量的影响,由于廊坊市中南部地区深层地下水农业开采量较大,因此降水量的大小及分配直接影响到开采量的大小,同时降水的补给也对深层地下水变化起到了较大的作用。降水是深层地下水变化直接、间接的影响因素,其年际年内分配情况直接反应在深层地下水埋深变化过程线上。廊坊市深层地下水水位 1999年至 2002年处于下降状态,主要由于多年降水量偏少,开采量大;2002年降水量较大,地下水开采量减少,地下水位略有回升;2003年后又开始下降,2007年出现小幅回升,而后又在下降。

2.2 深层地下水开采现状

2008年廊坊市深层地下水开采量为 3.791 4亿 m3,深层地下水超采量为 1.079 4亿m3。由于深层地下水超量开采,已经出现了不容忽视的环境地质问题。这些环境地质问题主要有:地下水位持续下降使水位降落漏斗不断发展和扩大、地面沉降、机井报废、水源地产水量下降、有咸水区底板下降等。

3 深层地下水节水及替代研究

为了守住廊坊市的深层地下水资源,就需要减少深层地下水开采。但廊坊市水资源及其短缺,要保证廊坊市人民群众的正常生产生活和经济社会的持续发展,就要从开源、节流两个方面来减少深层地下水的开采。开源主要从现有技术条件下,寻找可行的,但未被开发利用的水源,从而将深层地下水水源置换出来;节流主要是加强节水措施,从政策和宣传等各个方面,强化节水。只有这样才能在不影响经济社会正常发展的情况下,实现水资源的可持续利用,守住廊坊市的深层地下水。

图2 廊坊市部分代表站平均深层地下水埋深过程线

3.1 节水

3.1.1 农业节水

区域水资源特点:属严重资源型缺水区,水资源开发利用率已达到 90%以上,地下水严重超采,形成多个大面积地下水漏斗。农业节水主要考虑区域水资源状况发展节水灌溉。一是逐步减少农业用水中对深层地下水的开采,逐渐使用咸淡混浇或薄层淡水代替。二是在井灌区全面推广管道输水,经济条件好,农业规模化经营程度高的地方发展喷灌、微灌。三是加强降水、地表水、地下水和土壤水的联合调度和高效利用,合理利用经处理的城市生活污水。四是渠灌区以发展渠道防渗为主,适宜地区逐步发展井渠双灌。五是普遍推广非充分灌溉理念,以供定需。六是调整农业种植结构,种植耐旱作物,压缩耗水量高的作物的种植比例,从而减少地下水开采。效仿发达国家的节水经验,推广节水基础设施建设。分析多种气象因素指导灌溉,使灌溉节水化、科学化、现代化。大力发展喷灌技术,减少地面灌溉面积。

3.1.2 工业节水

工业用水因增长较快、要求保证率高、集中、水质好,一直是水资源供需矛盾的焦点,推进工业节水对保障经济社会可持续发展意义重大。与农业节水不同,工业节水不仅有水量的问题,也有水质的问题。因此工业节水相对比较复杂,且不同行业节水措施与途径也不相同。节水重点应放在用水大户、污染大户上,按节水标准规划发展,并由点到面,逐步推进。并采取以下措施:

一是控制生产力布局,促进产业结构调整。加强建设项目水资源论证和取水许可管理制度,限制高耗水项目上马,禁止引进高耗水、高污染工业项目,以水定产,以水定发展。积极发展节水型的产业和企业,通过技术改造等手段,加大企业节水工作力度,促进各类企业向节水型方向转变;新建的企业必须采用节水技术。二是参照《廊坊市用水定额》及各行业的节水标准,对企业的用水进行目标管理和考核,推行计划用水,促进企业进行技术升级、工艺改革,设备更新,逐步淘汰耗水大、技术落后的工艺设备。三是推进清洁生产战略,加快污水资源化步伐,促进污水、废水处理回用。采用新型设备和新型材料,提高循环用水浓缩指标,减少取水量。四是强化内部用水管理和建立完善三级计量体系,加强用水定额管理改进不合格用水因素。五是有咸水地区工业发展利用微咸水。重点放在加强污水治理和污水回用;循环用水,提高水的利用效率;减少取水量和排污量三个方面。这三个方面相辅相承、相互推动,从而达到工业节水的目的。

3.1.3 城镇生活节水

一是实行计划用水和定额管理。分类制定科学合理的用水定额,逐步扩大计划用水和定额管理制度的实施范围,适时对城市居民用水推行定额管理制度。针对不同类型的用水,实行不同的水价,以价格杠杆促进节约用水和水资源的优化配置,强化计划用水和定额管理力度。鼓励用水单位采取节水措施,并对超计划用水的单位给予一定的经济处罚。居民住宅用水彻底取消“包费制”,全面实现分户装表,计量收费,逐步采用阶梯式水价或两不知水价方式,提倡合理用水,杜绝跑、冒、滴、漏等浪费现象。二是全面推向节水型器具,提高生活用水节水效率。强化国家有关节水政策和技术标准的贯彻执行力度,制定推行节水型用水器具的强制性标准。制定鼓励居民家庭更换使用节水型器具的配套政策,大力推广“节水型住宅”,引导居民尽快淘汰现有住宅中不符合节水标准的生活用水器具。针对用水量大的环节,如便器、洗衣机等,开发研制新的节水型器具,尽可能减少不必要的用水。城市绿化要推广节水喷灌技术和利用“中水”。三是加快城市供水管网技术改造,降低输配水管网漏失率。研究确定城镇自来水管网漏失率的控制标准和检测手段,并明确限定达标期限。完成对供水管网的全面普查,建立完备的供水管网技术档案,制定管网改造计划。四是加大城镇生活污水处理和回用力度,在缺水地区积极推广“中水道”技术。在城市改建和扩建过程中,积极改造城镇排水网,设市城市都要建设生活污水集中排放和处理设施。规划建设城市污水处理设施时,同时安排污水回用设施的建设;城市大型公共建筑和供水管网覆盖范围外的自备水源单位,都应建设中水系统,并在试点基础上逐步扩建居住小区中水系统建设的推行实施范围。五是在城市工业产业布局逐步合理、产业结构逐步优化的前提下,应实现城市及郊区水务统一管理、资源统一规划、综合利用,做到上、中、下水设施统一建设、小区集中处理、大区之间连通协调、市区郊区合理串供,努力建成蓄水、集水、节水、减排、清污、回用的城市节水清洁型供用水体系。逐步改变过去一个水系、一条河道的单一水源向城市供水的方式,采取“水系联网,地表水与地下水联调,优化配置水资源”的方式。重点是推广节水设备、调节水价以及广泛的节水宣传。

3.2 开源

综合考虑廊坊市水资源状况,力求从现有的水源中寻找替代水源。

3.2.1 中水水源

中水水源是现有水源中较为可靠且容易开发的水源。合理发展、充分利用,可以作为深层水的部分替代水源,是缓解水资源紧张形势的一条较为合理、切实可行的重要途径。开展中水回用工作是对水资源最大限度的节约,同时也使水资源的使用效率达到最高;中水回用以城市污水作为水源,符合开发低质水的原则;而水资源保护中最重要的一条正是废水回用资源化。中水可以用作以下几方面用途:(1)道路、绿地浇洒。(2)洗车。(3)冲厕。4)市区景观河道。为创造城市良好的水体环境,中水可补充维持城市河道生态流量,补充公园(庭院)水池、喷泉等景观用水。(5)城区中水道。中水道以冲厕等杂用水为主,可以在规划中的区域建设广域中水道,供居民区使用。(6)部分对水质要求不高的企业用水。根据廊坊市超采区城镇用水,包括工业和生活处理达标的可再利用的水量。参考《廊坊市创建国家环境保护模范城市环境污染控制专项规划》以及廊坊市现状污水处理能力确定。2008年城乡污水处理回用率达到 20.4%左右,2010年增加到 25%左右,2015年增加到34.2%左右。2008年污水回用量为 0.539 8亿 m3、2010年0.707 3亿 m3、2015年1.071 7亿 m3。基本可以满足以上用途的需水,可置换部分深层地下水。

3.2.2 微咸水水源

开发利用微咸水、咸水。廊坊市浅层地下水中南部大部分地区为微咸水和咸水,因此,要加大非传统水资源利用,科学利用微咸水、咸水资源,通过咸淡轮灌、咸水淡化、中水回用等不同措施,扩大微咸水及咸水的利用范围,增加利用量,不仅增辟可利用的水资源,缓解我市水资源短缺的局面,而且与河水、中水、当地水,雨水统筹安排,优化调度,修复与改善生态环境。

(1)可以用于农田灌溉

咸水灌溉不同于淡水灌溉,它不仅要考虑满足作物对水分的需求,而且要控制盐分的危害。咸水灌溉对盐分控制的要求是使土壤中的盐分累积不超过作物耐盐度,而增加的盐分经降雨或灌溉的淋洗能够排出,达到土壤盐分周年或多年平衡,不发生盐分的累积。要控制盐分的危害,实行咸淡水的轮灌或混灌是行之有效的方法。咸淡水的轮灌是根据作物耐盐特性及本地区的水资源条件,实行咸淡水资源的联合运用。作物生长旱季用咸水灌溉,弥补作物水分不足,雨季后有淡水资源时用淡水。咸水和淡水混合灌溉,能改善灌溉水质,扩大水资源利用量。咸淡水的混合比例应根据当地的作物种植、水源条件、控制水质标准要求而定。

(2)可以用于农村人畜饮水

廊坊市是资源型缺水城市,地下水严重超采,淡水资源匮乏,浅层咸水面积大,分布广,成井浅,投资少,容易开采。采用咸水淡化设备,淡化后的水矿化度可小于1 g/L,达到国家饮用水的标准,可作为农村人畜饮水。

(3)可以用于城市工业和居民生活

利用咸水用于居民生活洗涤、冲厕、洗车等,可替代生活用自来水。还可利用咸水喷洒道路、消防用水、游泳池、喷水池用水以及浇灌城市草坪绿地,补充湖塘水体养鱼用水等。

据微咸水实际开发利用情况和水资源利用规划,2008～2015年微咸水利用量为可开采量 40～80%左右,即 2008年0.381 6亿 m3,2010年为 0.476 9亿 m3,2015年为 0.763 1亿 m3。这样可以置换部分深层地下水。

3.2.3 南水北调水源

根据南水北调工程规划,2010工程可完工投入使用,引水工程分配给廊坊的水量分别从北京、天津干渠及白洋淀给廊坊市区和南五县(市)供水,可供水量 P=50%年为 2.424 1亿m3,P=75%年为 2.544 4亿 m3。届时可置换深层地下水。

3.2.4 地表水

超采区地表水资源匮乏,但可利用雨洪资源。通过河道、坑塘、洼淀等蓄积雨洪资源,可部分置换深层地下水。

要充分集蓄雨洪资源,使雨水入渗回灌地下水。修建透水路面、边道,增大降雨入渗。改高草坪为低草坪,滞蓄雨洪资源。实行雨污分流,使雨水径流排入河道、湖塘,增加淡水,净化水体,增加对地下水回补,淡化地下水质。

4 结语

廊坊市 2008年共开采深层地下水 3.791 4亿 m3,在现状情况下通过节水、寻找替代水源可减少部分深层地下水的开采,但仍有很大差距。一旦南水北调通水后,可完全替代深层地下水。届时,深层地下水仅作为备用水源,除紧急情况下不会被开采,可以慢慢恢复。我们最终会守住廊坊市的深层地下水,为子孙留住这片净水,实现水资源的可持续利用。