扬州市地下水资源特征及可持续利用对策研究

许凤群, 王　荃

(1.扬州市邗江区水利局, 江苏 扬州　225000; 2.扬州市广陵区水利局, 江苏 扬州　225000)



扬州市地下水资源特征及可持续利用对策研究

许凤群1, 王荃2

(1.扬州市邗江区水利局, 江苏 扬州225000; 2.扬州市广陵区水利局, 江苏 扬州225000)

摘要：利用扬州市近30年来地下水资源的资料,结合水文地质条件,分析扬州市各层地下水水位变化的动态特征及成因。研究显示了地下水位动态变化主要受人工开采、气象、水文等因素的影响。根据不同区域的主要影响因子,提出了划定地下水禁止开采区和限制开采区、加强地下水管理与保护、推行“节水型社会”建设、建立非传统水源利用工程体系、利用地表水资源压缩开采地下水等有针对性的可持续利用的对策。

关键词：地下水;可持续利用;对策;扬州市

水是人类维持生命和发展经济不可缺少的宝贵资源。目前有40多个国家(包括中国)30多亿人口受到水危机的困扰,其中13亿人口没有充足的饮用水,发展中国家有1/2人口遭受缺水之苦,平均每天有6000人因缺水或水污染而死亡[1],日益严重的水危机威胁着人类生存和经济社会的发展。如何科学合理地保护和开发有限的地下水资源,确保水资源能够高效、可持续地利用,是实现经济社会可持续发展的关键因素。扬州近年来随着社会经济发展和城市化进程的加快,水资源开发利用过程中的供、用、耗、排关系等发生了较大的变化,生活、生产、生态环境用水需求量迅速增加,造成扬州市水资源开始出现短缺,局部地区地下水位急剧下降。为防止这一问题进一步发展,有必要对扬州地区近年来地下水动态规律进行系统的分析,明确地下水水位的变化趋势,分析变化的主要影响因子,进而有针对性地提出地下水资源的可持续研究对策。

1区域概况

1.1　自然地理概况

扬州市域地理位置坐标在北纬32°15′～33°25′,东经119°01′～119°54′之间。本文研究区域包括扬州市区及其下辖的6个县市(区)。为了监测扬州市地下水资源状况,水利部门在典型区域分别设定了74眼深层地下水观测井,进行日常地下水位数据的监测收集。

1.2　气象特征

扬州市属南北气候过渡带,亚热带湿润气候区,季风显著,冬冷夏热,四季分明。降水的年际变化较大,年最大降雨量1520.7mm(1991年),最小488mm(1978年),变幅达3.4倍。一年中最大降水主要发生在汛期(5～9月),平均降雨量667.8 mm,约占全年的67%[2]。相对集中的汛期会对地下水位的动态变化,特别是会对浅层地下水位的变化带来显著影响。

1.3　水文特征

扬州市大部分区域地处里下河地区,境内河网众多,水系发达,水网隶属长江、淮河水系,长江流经其南部,多年平均水位2.95m,除6、7月外,常年低于潜水水位;新通扬运河、京杭大运河平均水位6.50m左右,常年高于潜水水位。区内宝应湖、高邮湖、邵伯湖等与长江相连,配套域内纵横河网共同构成多种功能的水系网络[2]。发达地表水系可以对浅层地下水的补给提供帮助。

2扬州市地下水资源特征

2.1　总体特征

松散岩类孔隙水是扬州各县(市)区最主要的地下水类型。按照扬州市水文地质特征,自上而下将松散岩类孔隙水划分为潜水、第Ⅰ承压水、第Ⅱ承压水、第Ⅲ承压水、第Ⅳ承压水等5个含水层[2]。在对地下水资源的开发利用方面,总体形成以下主要特征:

第一，各行政区主采层各不相同。扬州市域横跨长江三角洲、里下河平原、丘陵岗地等三个水文地质单元。各县(市)区地下水含水层分布各异,各行政区的主采层也各不相同。其中,市区(广陵区、开发区)以开采Ⅰ、Ⅱ承压水为主,邗江区以开采Ⅱ承压水为主,江都区、高邮市以开采Ⅱ、Ⅲ承压水为主,宝应县主要开采Ⅲ、Ⅳ承压水,仪征主要开采Ⅰ承压水。

第二，地下水整体上以Ⅱ、Ⅲ承压层为主要开采层。扬州市各行政区主采层虽有差异,但对全市开采量的统计资料进行分析,整个市域是以开采Ⅱ、Ⅲ承压层水为主,其中,Ⅱ承压层水占总开采量的30.80%,Ⅲ承压层水占33.60%,合计占总开采量64.40%[3]。

第三，地下水开采量具有季节性变化。扬州市各行政分区地下水用途主要是农业灌溉用水(仪征市),居民生活及城镇公共用水(江都区、高邮市、宝应县)及工业用水(全市),逐月开采量的大小受季节影响非常明显,主要特点表现为夏多冬少。

第四，地下水水质总体良好,局部地区个别指标超标。主要超标因子为氨氯、氯化物、总硬度等。[3]。

2.2　年开采量动态变化特征

扬州市对地下水的利用早期主要以开采浅层地下水为主,开采深层地下水从二十世纪六十年代开始。二十世纪八零年代以前,工、农业及生活用水多以地表水为主,仅城镇局部开采地下水。进入八十年代以后,随着经济复苏和改革开放的深入,地下水开采规模开始扩大,并逐步向深层次发展。到二十世纪末期,地下水开采达到高潮。扬州市域范围内总井数已达到1079眼,井深多为60-200m深井,年开采总量达6115.6万m3。进入二十一世纪以后,地下水资源开始统一加强监管,地下水开采量逐渐减少。扬州市近15年(2000-2014年)来,全市地下水总开采量虽各县市(区)各有差异,但总体呈逐年下降趋势(图1)。

图1　扬州市地下水开采量动态变化图(1985-2014年)

2.3　地下水水位动态变化特征

2.3.1潜水水位变化

扬州市潜水以民用井为主,单井开采量很小。潜水水位动态变化主要受大气降水入渗补给影响,并略有滞后现象,表现为降水入渗型动态特征类型。埋深以仪征月塘水库、扬州市区、高邮市区为中心逐渐向外变浅。在2000-2010年间,随着居民家庭水暖空调的广泛使用,扬州市浅层地下水开采量逐年增加,地下水位快速下降,在2010年左右开采量达到最大。扬州市自2010年以后陆续取缔水暖空调。据监测数据,扬州市1985年到2010年,潜水水位总体下降迅速,年均降幅达0.2米左右,2010-2014年潜水地下水位总体趋于平稳(图2)。

图2　扬州市潜水地下水埋深动态变化图(1985-2014年)

2.3.2第Ⅰ承压水动态变化

据监测数据,各行政分区地下水位呈开采型动态特征,仪征市1985年到1995年间,数位下降明显,2000年后水位总体平稳,埋深大于20m的地区位于仪征市马集镇以北区域,其他大部分地段埋深一般在2～10m左右。该层市区埋深在2～7m,邗江区埋深在4m左右,高邮市埋深在8米左右。近五年除邗江区、高邮市局部地段由于开采量的增加,呈缓慢下降外,大部分地区地下水位均呈上升趋势。全市上升区主要位于仪征市马集镇以北区域,近5年来,平均升幅约为0.51 m·年-1(图3)。

图3　扬州市第Ⅰ承压地下水埋深动态变化图(1985-2014年)

2.3.3第Ⅱ承压水动态变化

第Ⅱ承压水是扬州市最主要的开采层。在1985到2000年间,分布在扬州城区、高邮城、宝应城一带的第Ⅱ承压水位总体呈下降趋势,尤以城区下降最快,已形成了一个较大范围的水位降落漏斗,漏斗中心在平山乡堡城汽修厂至毛纺厂一带,埋深大于36m。2000年以后,水位逐渐稳定,并有缓慢上升趋势,江都区升幅在0.60～2.20m,高邮市升幅在0.71～2.10m,宝应县升幅在1.12～1.70m。下降区主要位于市区扬州汇丰纺织厂及高邮市扬州希捷箱包有限公司,降幅分别为0.34m和0.62m,呈缓慢下降型,总体基本处于稳定状态(图4)。

图4　扬州市第Ⅱ承压地下水埋深动态变化图(1985-2014年)

2.3.4第Ⅲ承压水动态变化

第Ⅲ承压水也是我市的主要开采层,全市有189眼开采井,主要集中于高邮市中南部、宝应县东南及江都市的东北部。在1996年以前,由于地下水大量开采,形成一个以高邮城区为中心的水位降落漏斗,其15m水位埋深等值线已将扬州城、江都市的部分地段包围起来。2000年以前,平均下降速率约0.5m·年-1,市区局部地区下降速率甚至达到1.5m·年-1,直到2000年以后才止跌并逐渐回升。近5年来,该层位地下水位全市总体呈上升趋势,除江都区樊川关和村水厂监测井地下水位平均每年下降0.60m外,其余大部分监测井地下水位呈上升趋势,上升区主要位于高邮市、宝应县以及江都大部分地区。高邮市升幅在每年0.58～3.55m;宝应县升幅在每年1.25～1.94m,江都区升幅在每年1.70～3.70m(图5)。

图5　扬州市第Ⅲ承压地下水埋深动态变化图(1985-2014年)　注:第Ⅲ承压水主要在高邮市、宝应县、江都区开采利用,该水位为最大埋深。

2.3.5第Ⅳ承压水地下水位动态

第Ⅳ承压水开采量较少,主要是高邮、宝应少量零星开采。2013年开采量仅占全市的18.2%。该层位设有5眼水位监测井,位于高邮市和宝应县,高邮市埋深在20.00～25.93m,宝应县埋深在18.60～25.60m。至2014年末,该层位大部分监测井地下水位总体呈上升趋势[2]。

3扬州地下水资源可持续利用对策

供与需的平衡是水资源可持续利用的基本保障。扬州市从提高水资源利用效率入手,初步构建了以地下水资源总量控制与定额管理为核心的地下水资源管理体系、与水资源承载能力相适应的经济结构体系、以资源优化配置和高效利用为核心的工程技术体系以及自觉节水的社会行为规范体系[4]。根据扬州市地下水资源现状及各主要用水区地下水位动态分析,提出研究区地下水资源涵养与可持续利用的主要对策。

3.1　划定地下水禁止开采区和限制开采区

根据江苏省地下水位红线规定,扬州市第Ⅱ承压限采水位埋深为20m(沿江一带15m),禁采水位37m;第Ⅲ承压限采水位埋深为30m(沿江一带25米),禁采水位47m[2]。根据扬州市地下水监测年报数据,第Ⅰ承压主要在南部沿江一线及扬州市区,埋深较浅,开采潜力较大。除仪征市马集镇以北区域地下水位埋深超过20m及邗江区瓜洲镇、高邮市在夏季用水量增多,使得开采量增大,水位降低较快,属缓慢下降,为限采区,限制开采量外,其余区域均可开采。第Ⅱ承压市区扬州汇丰纺织厂及高邮市扬州希捷箱包有限公司、邗江区埋深超过20m,均应划为限采区,控制开采量,并加强水位监测。第Ⅲ承压仪征市最大埋深超过30m,划为限采区,控制开采量。在地下水限制开采区内,不得新增深井数量,并逐步压缩地下水开采量。对确需使用地下水的企业,在不影响地下水水位回升的条件下,可以申请开采地下水。

3.2　加强地下水管理与保护

日常管理以《水法》、《取水许可和水资源费征收管理条例》和《江苏省水资源管理条例》等法律、法规为依据,严格执行水资源论证、取水许可审批、征收地下水资源费、超额用水累进加价等制度。对取水、用水、排水、污水处理及回用等经济社会用水过程的多个环节实施水资源科学化管理。将地下水作为战略储备水源,开展地下水压采方案编制工作,对部分闲置、停用、用水单位无特殊水质要求的水井进行填封,对确需保留的水井,纳入规范管理,科学开采,促进地下水采补平衡。

3.3　推行“节水型社会”建设

随着社会经济的不断发展,水资源供需矛盾日益显现。扬州2008年开始推进节水型社会建设,在农业节水方面,通过调整农作物结构,因地制宜发展喷灌、滴灌等节水先进技术,推行渠道防渗和管道输水工程,减少渗漏损失,提高渠系水利用率,不断推广高标准、高技术含量的农田节水灌溉技术;工业节水方面主要通过淘汰落后的用水设备和工艺、推广工业废水回用、串联使用和“零”排放等手段,不断改进生产工艺,提高工业用水重复利用率;生活节水方面则通过推广应用节水型器具、推行城市居住小区再生水利用技术,建立和完善城市再生水利用技术体系,同时积极开展灌区、社区、企业(单位)、学校等节水型载体建设,不断提高全社会的居民节水意识。

3.4　建立非传统水源利用工程体系

结合当前“海绵城市”建设要求,在有集雨条件的地区,因地制宜修建蓄水工程,采取“截、蓄、调”等技术措施,通过疏浚河道、塘坝，小水库除险加固等工程增加河塘库蓄水能力,用于农业灌溉;屋顶雨水收集技术是用一种经济、实惠的方式来收集和储存雨水,可以用于各种用水需求,也可以用来补充地下水含水层,在建筑领域积极推进雨水收集技术,雨水收集是减少地下水开采的一个途径[5]。至2014年,扬州市污水处理总量达18243.62万m3,而再生水利用量仅有2358.1万m3，占全市用水总量(378159万m3)的0.62%,建设中水回用管道,将中水优先用于道路冲刷、冲厕、清洗车辆等,并部分用于企业生产用水,缓解水资源供需矛盾[2]。

3.5　充分利用地表水资源,压缩开采地下水

2003年《江苏省水资源管理条例》明确规定:开发利用水资源,应当统筹安排地表水和地下水,优先开发利用地表水,合理开采浅层地下水,严格控制深层地下水。扬州市南依长江,淮河入江水道、大运河纵贯南北,境内拥有高邮湖、邵伯湖、宝应湖等湖泊,地表水资源非常丰富。开发利用水资源,应坚持优水优用的原则,合理开采使用浅层地下水,严格控制开采深层地下水,以保证深层地下水的可持续利用。特别是在地下水开采控制区应适当增加地表水的利用量,减少地下水开采,以促进地下水位的回升,保证地下水的可持续利用。另外,绿地植被具有优秀的渗水、蓄水能力,充分利用城乡绿化生态建设,加强浅层含水层的调蓄功能,不仅可增加水资源的可利用量,减少水资源无效的蒸发消耗,而且可为南水北调工程提供水资源调节储存空间。

3.6　加强地下水的动态监测,坚持优水优用

扬州市内开采的地下水90%左右用于工业用水,造成优质水低用的浪费,应将有限的优质地下水资源用于人们的生活、食品等方面。对于工业用水,除非是其他水源无可替代的,否则应尽量限制使用地下水。同时,制定科学合理的地下水开采使用规划,坚持优水优用[6]。

4结语

扬州市地下水的开发经历了30余年的历程：2000年以前,受过度开采等因素的影响,造成各层地下水水位总体下降明显,并在扬州城区、高邮市区等局部区域形成漏斗。进入21世纪以后,随着《水法》、《江苏省水资源管理条例》的相继出台,各行政区水利部门加强管理,严格执行地下水资源论证与取水许可审批制度,实行计划用水及超计划加价用水等管理措施,近10年来,各层地下水水位总体均呈上升趋势。这说明当前的管理模式是合理有效的。浅层地下水受降雨量、地质条件和开采量等主要因素影响,水位动态变化幅度大而频繁,但具有可恢复性。可持续利用的着力点应放在浅部,与经济发展的结合点就在于维持浅部地下水的动态均衡上;深层地下水可补给性差,地下水水位动态变化主要受人工开采的影响。不同区域可采用不同的可持续利用策略:对于地下水水位缓慢下降的区域,定为限采区,严格限制地下水的开采量;地下水水位急剧下降的区域,不得新增深井数量,并逐步压缩地下水开采量。其他区域需要加强地下水资源的动态监测,坚持优水优用。

参考文献：

[1]联合国教科文组织.世界水发展报告[R].4版.巴黎：联合国教科文组织，2012.

[2]扬州市水利局.扬州市地下水资源调查评价报告[R].扬州：扬州市水利局，江苏省地质环境监测总站，1999.

[3]扬州市水利局.扬州市地下水监测年报[R].扬州：扬州市水利局，江苏省水文水资源勘测局扬州分局，2000-2014.

[4]扬州市人民政府.扬州市节水型社会建设“十二五”规划[R].扬州：扬州市水利局，扬州大学，2013.

[5]李莉,吴道祥,杨远杰,等.淮北市地下水资源可持续利用[J].水科学与工程技术,2013(3):7-10.

[6]扬州市邗江区水利局.邗江区水资源综合规划[R].扬州：扬州市邗江区水利局，2014.

(责任编辑：李金宇)

On the Characteristics of Groundwater Resources in Yangzhou City and Their Countermeasures of Sustainable Utilization

XU Feng-qun1, WANG Quan2

(1.Hanjiang District, Yangzhou City Water Conservancy Bureau, Yangzhou225000, China;

2. Guangling District, Yangzhou City Water Conservancy Bureau, Yangzhou 225000, China)

Abstract:Based on the information for groundwater resources in Yangzhou city in recent 30 years, and combined with the hydro-geological conditions, this paper analyses the dynamic characteristics and the causes of groundwater level changes in Yangzhou city. The study shows that the dynamic changes of groundwater level are mainly influenced by artificial mining, meteorological and hydrological factors. According to the main influencing factors in different regions, it presents the corresponding countermeasures of sustainable utilization, such as designating prohibited and limited groundwater exploration areas, strengthening groundwater management and protection, implementing the construction of water-saving society and so on.

Key words:groundwater; sustainable utilization; countermeasures; Yangzhou City

中图分类号:P 641.8

文献标识码:A

文章编号:1008-3693(2015)04-0032-05

作者简介：许凤群(1972—),女,扬州市邗江区水利局工程师。 莫丽丽(1980—),女,扬州商务高等职业学校商务系讲师。

收稿日期：2015-09-06 2015-09-25