翟远征 ,王金生 ,滕彦国 ,郑洁琼 ,曹阳
(1.北京师范大学水科学研究院,100875,北京;2.地下水污染控制与修复教育部工程研究中心,100875,北京)
地下水取水总量控制管理技术研究
翟远征1,2,王金生1,2,滕彦国1,2,郑洁琼1,2,曹阳1,2
(1.北京师范大学水科学研究院,100875,北京;2.地下水污染控制与修复教育部工程研究中心,100875,北京)
在对现有的地下水取水总量控制管理相关理念、制度、法律法规和技术方案等进行调查研究的基础上,以实现人类可持续发展为最终目标,秉承“以人为本”和“统一管理”的理念,制定出了一套以“将地下水水位控制在合理水平”为直接目的的地下水取水总量控制管理技术方案,以期为超采区内的地下水资源管理提供理论依据和技术参考。
地下水;取水总量;控制管理;研究
地下水资源枯竭的最直接表现就是地下水水位持续下降,出现地下水降落漏斗,而大量的理论研究结果和实践经验也表明,海咸水入侵、生态环境退化和地质环境灾害等问题的发生和发展,均与地下水水位的下降有着密切的关系。因此,通过一定的控制管理技术,使地下水水位维持在合理水平的同时,又可以最大程度地满足人们的用水需求,成为一个重要课题。
近年,许多国家和地区,尤其是地下水超采区的水行政主管部门,针对超采区内的实际情况,制定了不少相关管理措施,如我国2002年10月1日开始实施的《中华人民共和国水法》第四十七条明确规定:国家对用水实行总量控制和定额管理相结合的制度;2006年4月15日开始施行的《取水许可和水资源费征收管理条例》和2008年4月9日开始实施的《取水许可管理办法》对地下水取水总量控制也作了要求;国家《“十一五”规划纲要》也明确提出“要加强水资源的统一管理,做好上下游、地表地下水调配,控制地下水开采”;地方政府水行政主管部门制定的相关管理条例更多。
然而,纵观我国目前的地下水取水总量控制管理相关条例或规定,并结合颁布后实施的一些情况,发现尚存在一些问题。在很多地方原先划定的超采区内,地下水水位依然存在不同程度的下降,即条例的颁布实施并没有达到预期效果。究其原因,主要是因为管理理念不科学,没有紧密结合当地的实际情况,具体表现在:
①地下水超采区一般是地表水等其他水资源相对匮乏,或者不能满足社会发展需要的地区,在这些地区禁采或限采地下水,容易激化水资源供需矛盾。
②在相关条例颁布实施前,不清楚地下水可持续开采量有多少,导致制定的开采方案缺乏科学依据。
③在相关条例颁布实施的同时,没有提供可供利用的其他水资源来填补地下水供水量减少后的缺口,或其他水资源供应不足,从而导致在地下水禁采区和限采区,违反规定私自开采地下水甚至偷采地下水的现象比较普遍。
④在相关条例颁布实施的同时,节水措施没能同步跟进,导致社会对水资源的刚性需求量依然持续增加。
针对这些原因,本文在对现有地下水取水总量控制管理相关理念、制度、法律法规和技术方案等进行调查研究的基础上,以实现人类可持续发展为最终目标,提出 “以人为本”和“统一管理”的理念,制定出了一套以“将地下水水位控制在合理水平”为直接目的的地下水取水总量控制管理技术方案。
制定旨在对地下水取水总量进行控制管理的相关规定时,首先要充分认识到地下水资源的资源属性,即地下水资源通过参与全球水循环实现补给更新的能力,这是制定地下水取水总量控制管理措施的根本依据;其次还要充分考虑到人类生存对水资源的依赖和经济社会发展对水资源的客观需求,在对取水量进行控制的同时,相关的替代供水方案和节水措施等要同时跟进,否则很难奏效。本次研究制定的地下水取水总量控制管理技术方案流程如图1。
地下水水位的变化是水量变化的最直观反映,对于一个具体地区,一定的地下水水位预示着地下水水量的多少;而且,由地下水开采引起的生态环境和地质环境问题,也多由水位变化直接引起。因此,“将地下水水位控制在合理水平”就成为对地下水取水总量进行控制的目标。
设计合理的地下水水位,在维持地下水可持续利用,并且不产生危害人类的生态环境和地质环境问题的同时,使地下水供水量达到最大,成为问题的关键。而且,设计合理的地下水水位也是计算地下水可持续开采量的前提。
以地下水可持续开采量为基准,辖区内地下水资源实际开采量大于可持续开采量的地区为超采区,用红色标示;地下水资源实际开采量与可持续开采量基本持平的地区为采补平衡区,用黄色标示;地下水资源实际开采量小于可持续开采量的地区为有潜力的地区,用蓝色标示。
图1 地下水取水总量控制管理技术流程
红黄蓝管理分区,对于地下水取水总量控制管理十分重要,是制定相应管理措施的前提依据。由于总量控制主要是针对超采区,本文主要介绍针对超采区的管理措施。对于采补平衡区和有开发潜力的地区,可以超采区出现的问题和管理措施为鉴,防止超采现象的发生。
社会用水是刚性需求,因此即使对地下水进行了分区,并对各分区采取了不同的管理措施,但要想把地下水水位维持在一定水平,仅控制地下水取水总量是不够的。因此,在对地下水取水总量进行控制的同时,采取一定的措施弥补供水量的不足,同时适当减少社会用水需求量,从而缓和甚至解决供需矛盾,才是解决问题的根本。
(1)减少总用水量
我国广大地区的用水效率还普遍较低,尚存在较大节水空间。按照水资源在人类社会中的用途,通常可以分为农业用水、工业用水和生活用水三大类。在我国绝大部分地下水超采区,农业往往是用水大户。因此,从长远来看,大力提高农业用水效率应该是解决水资源供需矛盾的最好办法,可以说,我国农业用水量减少到一定水平后,缺水问题将大大缓解。
(2)增加其他水源供水量
地下水供水量占人类社会总用水量的比例很小,在全世界范围内大都如此。我国多年地下水供水量占社会总供水量的20%左右,比例较大的主要集中在我国北方地区。因此,适当增加其他水源的供水量,可以替代一部分甚至是全部地下水供水量,从而使地下水水位得到恢复。
增加其他水源供水量的办法很多,包括增加江河、湖库供水量,海水淡化利用,雨洪资源利用,工业用水循环利用,废水资源化,矿坑排水资源化和跨境(跨流域)调水等。不同地区,应根据当地的实际情况,因地制宜,选择合适的解决途径。
(3)补给地下水
通过各种人工入渗措施,把各种地表水源补充到含水层内,可以增加地下水资源,更重要的是可以直接促进地下水水位的恢复,实现管理目标。我国的地下水人工补给工作目前还处于起步阶段,但已在控制地面沉降、扩大地下水开采资源、利用含水层贮存等方面起了明显的作用。
有利于补给地下水的措施包括在地下水补给区提高介质的渗透性,建设用于渗水的拦水坝、渗透池,在城市马路、人行道路上使用透水性材料,将停车场由硬化地面改为草坪,利用田面蓄水入渗,充分利用绿地进行入渗,将路面、屋顶上的水引入绿地,在有条件的地方建造地下水库等,都有利于含水层接受水源补给,从而促进地下水水位的恢复。
(4)调整地下水开采布局
开采布局对地下水水位的空间分布有着重要的影响。同样的开采量,布局合理,有利于使区域地下水水位处于合理水平;反之,布局不合理,很可能导致局部出现严重问题。因此,根据当地的实际情况,在不减少地下水取水总量的情况下,如能适时调整地下水开采布局,也有利于地下水管理目标的实现。
[1]沈大军.水管理学概论[M].北京:科学出版社,2004.
[2]刘丹,黄薇,刘振胜,等.长江流域取水许可总量控制指标制定方法研究[J]. 中国水利,2007(13).
[3]沈大军,刘斌,郭鸣荣,等.以供定需的水资源配置研究——以海拉尔流域为例[J].水利学报,2006,37(11).
[4]David K.Todd,Larry W.Mays.Groundwater Hydrology (third edition)[M].John Wiley&Sons,Inc.,2005.
[5]中华人民共和国水利部.中国水资源公报 (2000—2007年)[M].北京:水利水电出版社,2001—2008.
责任编辑 张瑜洪
Study on the technique of total quantity controlling management of groundwater exp loitation
Zhai Yuanzheng,Wang Jinsheng,TengYanguo,Zheng Jieqiong,CaoYang
Based on the total amount of existing water control and management of groundwater and related concepts,systems,laws and regulations and technical programs on the basis of investigation and research,in order to achieve the ultimate goal of sustainable human development,uphold the“people oriented”and“unified management” philosophy,developed a set of“the water table at a reasonable level”for the direct purpose of total control and management of groundwater water technology solutions to the water for over-exploitation of the region management of groundwater resources to provide the theoretical basisand technical reference.
groundwater;total quantity of groundwater withdrawal;controlling management;study
2010年水利部地下水保护行动项目专题。
P641.8
B
1000-1123(2011)11-0026-02
2010-12-06
翟远征,在读博士研究生。