□黄素琴(河南省许昌水文水资源勘测局)
许昌市是我国30个严重缺水城市之一,由于当地地表水资源十分匮乏,地下水自然成为主要供水水源。长期开采地下水,虽然缓解了许昌市水资源紧缺的当前矛盾,解决了市民生产和生活问题,却造成了地下水严重下降形成漏斗和地面沉降等一系列环境和地质问题。同时,超量开采地下水,还造成地下水资源枯竭,使供水的安全程度大大降低,严重制约了城市国民经济的可持续发展,因此,合理开发、科学利用地下水资源已刻不容缓。
许昌市地处河南省中部,淮河流域颍河水系上游。许昌市属暖温带大陆性季风气候,多年平均降水量为703.3m m。降水受季风影响,年内分配不均,汛期降水集中,占全年的64%,非汛期降水稀少;年际变化也很大,最大年降水量为1157m m,最小年降水量为463m m,两者几乎相差2.5倍。多年平均水面蒸发量为1200m m,多年平均陆面蒸发量为550m m。这种状况不仅为地表水的利用带来困难,而且使降水对地下水的补给丰枯不均,地下水的合理开发利用对策就尤为重要。
许昌市多年平均地下水资源量为6.19亿m3,其中山丘区地下水资源量为2.34亿m3,平原区地下水资源量为4.18亿m3,平原区与山丘区地下水重复计算量为0.33亿m3。地下水资源模数平均为13.7万m3/km2。
在山丘区地下水资源量中,河川基流量为1.15亿m3,山前侧向流出量为0.25亿m3,开采净消耗量为0.95亿m3。在平原区地下水资源量中,降水入渗补给量为3.64亿m3,山前侧向流入量为0.25亿m3,地表水体入渗补给量为0.30亿m3,井灌回归量0.31亿m3,合计地下水总补给量4.50亿m3,扣除井灌回归量后,平原区地下水资源量为4.18亿m3。
许昌市农业用水以开采浅层地下水为主,工业及城市生活用水以开采中深层地下水为主,浅层水为辅。2010年全市地下水开采量为4.78亿m3,其浅层地下水开采量为4.60亿m3,中深层地下水开采量为0.18亿m3。总用水量为7.52亿m3,地下水占63.5%。许昌地处平原,地表水资源匮乏。除魏都区和禹州市主要用地表水源外,其它县市区供水量主要靠地下水,地下水供水量均在69%以上。
以往水资源评价、规划工作中,对地下水资源不够重视,缺乏地表水与地下水的统一规划。一些地区地下水开发利用布局不合理,地下水开采对生态环境产生了负面影响。一些地区地下水开采存在一定程度的盲目性,使得机电井利用效率不高。地下水开发利用没有同农业节水很好地结合,地下水开发利用的综合效益难以发挥。
地下水超采,使地下水位不断下降,含水层含水量急剧减少,土壤孔隙被压缩,造成地面沉降。1995年许昌市对1958年以来设置的高程点进行复测对比,结果发现,全城区范围均发生地面沉降,其中沉降最大值为188m m;沉降50m m以上区域54km2,占全区面积的61.2%。从沉降进程看,20世纪70年代前地面沉降量很微小,之后,随着工农业的发展和人民生活水平的提高,地下水开采量逐年递增,大大超过补给量,以致出现大范围地面沉降。地面沉降速度与地下水位下降速度紧密相关,且基本同步发展,沉降范围也基本与地下水漏斗范围一致。
在实际工作当中,很难执行“两水”统管、统调、统价,尤其是统调、统价方面,很难做到,未能充分发挥地下水的调节作用。重建设轻管理的现象比较普遍。有很多机电井和水源地建成以后,由于疏于管理,配套不全,再加上电力供应不足、运行费用较高、维护费用难以落实等原因,难以达到设计水平。地下水资源管理力度不够。由于机电井的所有权、使用权比较复杂,管理难度较大。没有施行一井一表计量,地下水实际开采量的统计不准确,难以做到对地下水资源的有效管理。
由于历史原因,地下水监测工作一直没有固定经费来源,许昌现有的监测井多是生产井、报废井或者简易民井,专用监测井很少,符合《地下水监测站建设规范》(SL360-2006)要求的监测井更少。目前,能收集到监测数据的地下水监测79眼。现行地下水监测手段落后,主要是人工监测,监测设备就电线、万用表、卷尺、记录本,不仅耗费大量人力物力,监测质量也难以提高。
为科学合理地开发地下水资源,对地下水应进行统一管理,合理布井,科学开采,并采取行之有效的行政、法律、经济、宣传等多方面的管理措施,依法治水,实现地下水资源的可持续开发利用,为城市建设和经济可持续发展提供安全可靠的供水保障。
地下水补给量与地表水的用水量、用水结构、用水效率等关系十分密切,地下水补给量、可开采量以及开发利用中存在的问题等都是动态变化的。随着经济社会高速发展、水利工程建设的快速发展和地表水利用效率的提高,这种变化更加剧烈。因此,应定期开展地下水资源调查与评价工作,及时调整地下水资源补给量及可开采量,发现利用中存在的问题,为合理利用、有效保护,为政府部门科学决策提供科学依据。地下水资源调查与评价工作要统一部署、规范技术要求、严把质量关,使评价工作真正落到实处、达到预期目的。
加强水资源的统一规划,统一管理,统一调度。立足于当地水资源条件,对地表水和地下水联合调度。通过对水资源的联合调度和综合管理,以最大地发挥各自的能力,降低环境的恶化。许昌市一般7-9月份为多雨季节,而且是用水量少的季节。3-6月份为少雨的季节,也是用水量多的季节,这一时期因地下水长时间得不到补给,也是地下水位最低的时期,这一时期应减少地下水供水,尽最大可能利用地表水源。其目的有二:一是缓解地下水位的下降,防止地下水环境恶化,缩短地下水补给途径,增加地下水补给量;二是雨季来临之前尽可能地腾出库容,以备雨季时增大蓄水量,通过地表水和地下水的联合调度,可以是地表水和地下水获得充分的补给和有效的利用。合理利用地表水,科学开发地下水,建设废水利用系统,推广节水灌溉技术,以实现水资源的优化配置。
地下水的开采,应保持开采和补给平衡,防止因水位下降而破坏环境。开发利用要坚持丰补枯采的原则,丰水期限制开采地下水,利用现有的颍汝干渠,充分发挥工程潜力,增加地表水引用量。并在丰水期,利用市区的颍汝干渠、护城河、清潩河、清泥河、运粮河引水补给地下水,促使地下水位回升,增加地下水的储存量,使地下水位逐步回升,减少地下水漏斗区面积。
节约用水是解决水资源紧缺,实现水资源平衡的一项战略性措施。坚持不懈地进行节水宣传工作,通过宣传教育,提高全民的节水意识,增强大家节约用水的责任感和紧迫感,在全社会树立起节约用水、保护水资源的生产和生活方式。在充分发挥现有工程供水潜力的同时,要运用经济手段,优化水资源的配置。通过改革水价,利用价格杠杆,调节用水量和用水结构,实现节约用水的目的。积极开展工业节水新技术、新工艺和新设备的应用和推广,提高水的重复利用率。要大力推广农业节水灌溉,农业灌溉采用科学的、现代化的灌溉方式,比如喷灌、滴灌、渗灌等节水灌溉新技术,大幅度提高水的有效利用率。