李 瑞 刘 猛 陈小凤
(安徽省水利部淮河水利委员会 水利科学研究院 安徽省水利水资源重点实验室 蚌埠 233000)
安徽省淮北地区地下水资源开采潜力与管理初议
李 瑞 刘 猛 陈小凤
(安徽省水利部淮河水利委员会 水利科学研究院 安徽省水利水资源重点实验室 蚌埠 233000)
淮北地区是安徽省水资源较为缺乏和开发利用程度较高的地区之一,地下水资源是该区城乡生活和工农业生产的主要供水水源,本文调查描述了安徽淮北地区的地下水资源开发利用现状,并借此进行了地下水资源的开采潜力评价,可为科研与管理人员了解淮北地区水资源状况提供支持,同时本文在此基础上提出了该地区相应的水资源使用与管理建议。
淮北地区;地下水井;开采潜力
淮北地区是安徽省水资源较为缺乏和开发利用程度较高的地区之一,地下水资源是该区城乡生活和工农业生产的主要供水水源,几乎是淮北市、阜阳市、亳州市和宿州市城乡生活供水的唯一水源,地下水具有不可替代的作用。查明和掌握地下水资源的时空分布及其动态变化规律,摸清地下水资源的开发利用现状及存在问题,对于指导当前和今后更长时期地下水资源的合理开发利用与有效保护,具有十分重要的意义。
安徽省淮北地区位于东经114°55′~118°10′和北纬32°25′~34°35′之间,包括阜阳、宿州、淮北、淮南、蚌埠、亳州6个市27个县(市郊区),全区总面积37437km2(淮南市、蚌埠市的淮河以南地区面积已经扣除),其中平原区面积36694km2,占总面积的98%;山丘区面积743km2,占总面积的2%;水面面积为792km2,占总面积的2.1%。属暖温带半湿润季风气候区,1956~2007年年均降水量862.5mm,最大年降水1345.4mm(2003年)是最小年降水量543.3mm(1966年)的2.48倍,多年平均汛期(6~9月)降水量占年降水总量的62.0%;1980~2007年年均蒸发量为832.4mm,多年平均干旱指数为1.01,多年平均气温14.6℃,无霜期195~217d。据2006年安徽省水资源公报,淮北地区2006年国内生产总值为1489.15亿元,总耕地面积3000.82万亩,农田有效灌溉面积1968.25万亩,农田实灌面积1219.48万亩。
2006年淮北地区供水总量55.3亿m3,其中地下水的供水量为28.9亿m3,占总供水量的52.2%。供水量是指各种水源工程为用户提供的包括用水输水损失在内的总供水量,又称毛供水量,因此地下水的供水量就是地下水的开采量。在地下水开采量中,浅层淡水(包括裂隙岩溶水)开采量为24.2亿m3,占地下水总开采量的83.7%,深层承压水开采量为4.7亿m3,占总开采量的16.3%。淮北地区各行政分区地下水开采量见表1。
2006年淮北地区地下水总用水为28.9亿m3,城镇生活用水、农村生活用水、工业用水、农田灌溉用水、林牧渔用水中地下水用水量分别占其总用水的89.0%、70.0%、72.5%、36.8%、47.0%,各市级行政区地下水用水占其总用水的比例见表2。从表中可以看出,大多数地区城镇生活、工业、农村生活用水中地下水占70%以上。
(1)浅层地下水开采率
淮北地区浅层地下水资源量为65.19亿m3,现状开发利用量为23.12亿m3,浅层地下水开采率为34.74%。淮北地区浅层地下水开采率见表3。
(2)裂隙岩溶水开采率
淮北地区岩溶裂隙水资源量为3.17亿m3,现状开采量为1.05亿m3,岩溶裂隙水的开采率为33.18%。淮北地区岩溶水裂隙水开采率见表4。
年地下水埋深的变化反映了年降水量的变化和地下水的开发利用情况。选择淮北地区具有代表性的69个地下水位站1980~2006年平均埋深资料分析,淮北地区多年平均地下水埋深2.33m,1980~1990年系列各地下水年均埋深较浅、变幅较小,1990年以后地下水埋深变幅加大,且埋深有明显的加深趋势。不同时段主要行政区地下水埋深计算成果见表5。
(1)浅层地下水和裂隙岩溶水资源比较丰富,但开采不均衡
浅层地下水现状开发利用量为23.12亿m3,开采率为35.47%,阜阳市的浅层地下水开采率最高为48.86%,宿州次之为42.59%,蚌埠市最低仅为8.93%。裂隙岩溶水现状开采量为1.05亿m3,开采率为33.18%,其中淮北市、宿州市的裂隙岩溶水开采率分别为74.04%、9.77%,裂隙岩溶水面上的开采利用极不均衡。
(2)中深层孔隙水赋存条件好,但开采过度
淮北地区中深层孔隙水主要分布在西部地区,现状开采量为4.7亿m3,占平均中深层孔隙水资源量的38.7%,1980年以来开采量年增长率为3.37%。淮北地区中深层孔隙水应作为区域备用水水源地和应急供水水源地,而不应常年大规模开发利用。
(3)地下水开采量逐年增加,环境地质灾害凸现
1980年以来淮北地区地下水开采量的年增长率比地区总供水量的年增长率高,总供水量和地下水开采量的年增长率分别为4.08%、4.32%。地下水的开采利用中存在开采层位集中、开采区域集中、开采时间集中的“三集中”现象。地下水的过量开采破坏了地下水及其赋存介质间固有的生成—赋存—运动之间的平衡关系,地下水在寻求新的平衡过程中,必然对原有的生态环境产生一系列的影响,从而出现了地面沉降、地面塌陷、荒漠化及沙化等现象。
(4)生活和工业用水中地下水所占比例高,地下水污染现象严重
淮北地区在城镇生活用水、农村生活用水、工业用水、农田灌溉用水、林牧渔用水中地下水用水量分别占其总用水的89.0%、70.0%、72.5%、36.8%、47.0%;区内亳州、阜阳、淮北市城镇生活用水的99%以上依赖地下水,亳州、淮北、宿州市工业用水的90%以上使用地下水,全区农村生活用水的50%以上取自地下水,生活用水、工业用水对水质的要求相对较高。
(5)地下水资源可开采量有限,但浪费严重
2006年淮北地区地下水总用水量为28.9亿m3,生产用水占69.7%,其中农业用水占42.2%,工业用水占27.5%,而淮北多数地区仍保持传统灌溉方式,其有效利用率平均仅有30%~40%,此外,工业用水的重复利用率平均仅为30%~40%,远低于发达国家70%以上的水平,可见水资源浪费的问题极为突出。
以地下水剩余量(地下水的可开采资源量与实际开采量之差)、地下水剩余程度(地下水剩余量与可开采资源量之比)、地下水剩余模数(单位面积年地下水剩余量)三个指标衡量地下水的开采潜力,并从地下水剩余量、可增加的地下水开采量、有前景的地下水水源地三个方面,分析地下水的开采潜力。
表1 2000~2006年淮北地区各行政分区地下水开采量表(亿m3)
表2 淮北地区行政分区各用水项中地下水用水占总用水比例单位:%
淮北地区的浅层地下水剩余量、剩余程度、剩余模数见表6。
据现状浅层地下水开采量,淮北地区浅层地下水剩余量为13.73亿m3,其中蚌埠市剩余量最大,占总剩余量的34.3%,亳州、阜阳、淮北、宿州的剩余量占总剩余量的12%~17%不等,淮南市的剩余量仅占总剩余量的8.4%。
淮北地区浅层地下水剩余程度37.3%,阜阳市最低为16.5%、蚌埠市最高为84.0%,各县剩余程度最低是宿州的萧县为12.5%,最高是蚌埠市的怀远为87.9%,剩余程度小于20%的县有亳州市的亳州,阜阳市的阜阳、界首、太和、阜南,宿州市的砀山、萧县,剩余程度大于50%的县有蚌埠市的蚌埠北部、怀远、五河、固镇,淮北市的濉溪,淮南市的潘集、凤台。
表3 淮北地区浅层地下水开采率表
表4 淮北地区岩溶裂隙水开采率表
表5 不同时段各地区地下水埋深计算成果表 单位:m
淮北地区浅层地下水剩余模数为3.74万m3/(km2·a),其中蚌埠最大为8.97万m3/(km2·a),淮南次之为8.50万m3/(km2·a),最小是阜阳为1.69万m3/(km2·a)。各县中剩余模数最大是蚌埠市的蚌埠北部为30.77万m3/(km2·a),最小是阜阳的太和为1.48万m3/(km2·a),剩余模数小于2万m3/(km2·a)的有亳州市的亳州,阜阳市的阜阳、临泉、太和、阜南、颍上,宿州市的萧县。
今后应通过外区域调水、水资源优化配置等来增加地下水的补给,涵养地下水资源,增大地下水开采潜力,以保障经济社会的可持续发展。
淮北地区北部和中部地表水源缺乏,但地下水分布广,埋藏浅,具有发展农业井灌的有利条件,自1967年开始大规模农灌机井建设,至目前机井总数16.8万眼,其中配套机电井数量为10.4万眼,另外淮北地区还存在一批机井配套设施严重毁坏、井底淤积报废的井。近年来,随着区域经济的振兴,如果将现有机井重新进行清淤、维修和护理,加强抽水配套设施建设,则可以大大增加浅层地下水的开发利用量,再与先进的灌溉技术相结合,必将极大地提高淮北地区农业灌溉的保证程度。
淮北地区裂隙岩溶水剩余量、超采量、剩余程度、超采程度、剩余模数、超采模数见表7。
淮北地区裂隙岩溶水剩余量为1.621~1.731亿m3,其中淮北市占25%,宿州市占75%。淮北市均是濉溪县的岩溶水剩余量,宿州市宿州和萧县剩余量相当,两县的剩余量之和占了宿州市剩余总量的85%;淮北地区的超采量为0.440~0.456亿m3,均为淮北市淮北城区的超采量。
淮北地区裂隙岩溶水的剩余程度为84.1%~84.9%,其中宿州市的宿州最高为91.6%~92.1%,灵璧最低为69.4%~71.1%;淮北地区即淮北市城区的超采程度为144.2%~158.2%,超采相当严重。
淮北地区裂隙岩溶水的剩余模数为0.44~0.47万m3/(km2·a),其中宿州市的萧县最高为2.92~3.11 万 m3/(km2·a),泗县最低为0.42~0.45 万 m3/(km2·a);淮北地区的超采模数为0.12万m3/(km2·a),淮北市淮北城区的为1.69~1.75万m3/(km2·a)。
表6 淮北地区浅层地下水开采潜力成果表
表7 淮北地区裂隙岩溶水开采潜力成果表
淮北地区东北部岩溶区,大面积的碳酸盐岩裸露于低山丘陵区或隐伏于平原松散层之下,在碳酸盐岩裂隙岩溶中贮存和运移的裂隙岩溶水水质好、水量大,是有远景的大中型工业供水水源,对该区域的供水具有重要意义。地矿部门近来圈定的岩溶水远景水源地有淮北二电厂水源地、符离集夹沟水源地、灵璧泗县水源地、萧县水源地,这些水源地均具有一定的开采利用潜力。
征收水资源费是体现国家水资源有偿使用制度,调节水资源利用方式和行为的重要经济杠杆。进一步规范取水许可和水资源费征收管理工作,可节约水资源,促进水资源的合理配置和高效集约利用,推进节水型社会建设,同时也为水资源开发利用及改善水环境提供了有力的资金保障。
在水价管理方面,现行水价与淮北地区普遍缺水的状况不相适应,水的价值与价格相背离,改革水价,制定适应市场经济和本地区实际情况的水价势在必行。
随着经济社会的发展,下垫面条件和地下水的补、径、排条件不断发生变化,地下水资源量也将随之变化,应该根据条件的变化不断开展地下水试验研究,并不断加强和完善地下水监测工作。
建设具有一定人工智能的地下水动态监测与评价系统,覆盖全区域(区域、地、县)的支持多媒体信息和Internet技术的计算机网络和数据库系统,信息预处理与入库、维护系统,并通过Internet和Intranet向行业内外提供信息发布服务。借此可实时掌握区域地下动态变化情况,并进行地下水评价,控制开采量,及时了解区域地下水突发性事件,为区域地下水水资源和水环境状况提供综合分析、为区域综合决策提供信息支撑。
淮北地区自上世纪七八十年代大规模开发地下水以来,已形成近7000km2的地下水漏斗区,要进一步核查淮北地区现有的166859眼浅层地下水开采井,做到科学管理,对已淤积的井及时报废,并根据淮北地区浅层地下水资源可开采量的地区分布制定科学合理的布井方案,以对浅层地下水资源进行合理开采;要逐步压缩现有的913眼深层地下水开采井,特别是对已形成地下水漏斗区的且自来水管网能达到范围内的自备井要进行封停,以有效回补地下水,减少深层地下水资源的开采量
[1]安徽省水资源公报.2000-2007.
[2]水利部淮河水利委员会.淮河流域及山东半岛水资源评价.新华出版社,2006.
[3]水利部淮河水利委员会.淮河流域及山东半岛水资源开发利用现状调查评价报告.2004.
[4]安徽省水利厅.安徽省水资源评价与利用研究.2004.
[5]安徽省·水利部淮委水利科学研究院.安徽淮北地区浅层地下水资源调查评价报告.2004.
[6]安徽省·水利部淮委水利科学研究院.安徽淮北地区地下水资源开采潜力研究与应用.2007.
[7]刘猛,王振龙.安徽省淮北地区地下水动态变化浅析.治淮,2008,7.
李瑞(1981-),女,工程师,主要从事水文水资源研究与规划工作。
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