浅析前坪水库供水区地下水源的置换和保护

陈立强 李冠杰

浅析前坪水库供水区地下水源的置换和保护

陈立强 李冠杰

根据淮河流域经济社会可持续发展的需要，近期拟建前坪水库。前坪水库位于淮河一级支流沙颍河的支流北汝河上游、河南省洛阳市汝阳县县城以西9km的前坪村，是以防洪为主，结合灌溉、供水兼顾发电的大型水库。水库总库容5.92亿m3，最大坝高90.8m，控制流域面积1325km2。水库兴利调节城市年供水量6300万m3。前坪水库供水规划范围为：汝州市区，汝阳县城区、汝阳工业区、汝阳县的小店镇、上店镇，郏县县城；供水后水库水源将置换汝阳、汝州和郏县地区地下水源，区域地下水长期超采问题将得到解决。

一、供水区地下开采现状

1.地下水可开采量

汝阳县城位于北汝河左岸丘陵区一、二级阶地，地下水可开采模数约为12万 m3/km2，地下水埋深一般在5～50m之间，单井出水能力为5～60t/h。根据汝阳县开发区地下水资源普查成果，开发区内地下水储量总体不丰富，有开采潜力的地区包括大安南新村富水区和大安—内埠断层富水带，地下水埋深在200m左右，两处水源地最多可凿6眼井，最大供水能力为310 t/h左右，与入驻企业用水需求相差甚远。

汝州市城区及郏县城区均位于北汝河左岸一、二级阶地上，多属泥沙及砂卵石含水层，有少部分岩石裂隙水，浅层地下水一般埋深在2～30m左右，深层水埋深一般在200m以上，现状以开采浅层水为主。参考《河南省水资源》中的地下水可采量模数图，该区域地下水可采量模数为10万～15万m3/km2之间。地下水可采量模数以12万m3/km2计，则建成区面积88.9km2范围内浅层地下可开采量为1067万m3。

2.地下水开采现状

供水区2012年总供水能力4075 万m3，实际年总供水量为3661万m3，其中地下水供水量3201万m3，占总供水量的87.4%。供水区地下水和地表水比例说明该区域地下水取水量占总取水量的比重过大，地表水供水占比过小，供水结构不合理。

前坪水库供水区2012年供水能力和供水量统计结果见表1。表1中自备井供水能力1878万m3，占地下水供水能力的46.1%，说明分散自备井取水量占比例过大，呈现较严重的地下水无序开采现象。供水区地下水可开采量为1979万m3，而实际年地下水供水量达3201万m3，年供水量是可开采量的1.62倍，地下水超采情况比较严重。

3.供水区地下水位观测

前坪水库供水区现状无序超采城市地下水，造成地下水位下降、局部地面沉降，对城市水环境造成严重影响。汝州市及郏县部分井近年地下水埋深观测情况见表2、表3。

表1 前坪水库供水区2012年供水能力和供水量

表2 汝州市部分井地下水埋深观测表

从地下水埋深观测结果分析，汝州市及郏县地下水埋深呈明显地逐年加大趋势，并且趋势在不断加速过程中。其中汝州市11号观测井地下水埋深2007年平均为11.1m，而2013年地下水平均埋深16.34m，较2007年埋深增加5.24m，2007～2013年平均每年埋深增加0.87m，地下水水位逐年明显降低。由于地下水位下降，大量取水井取水不足或报废，造成可供水量达不到供水能力要求，供水缺口较大。上述结果表明，前坪水库供水区地下水超采溢采情况严重，地下水位明显下降。

表3 郏县部分井地下水埋深观测表

表4 前坪水库城镇供水区设计水平年可供水量表

表5 供水区设计水平年水量供需平衡表

表6 水库供水置换地下水水资源量 单位：万m3

二、供水区地下水开采问题

1.地下水滥采超采现象严重

近年来，非法开采城市地下水的现象仍然存在，各类自备井开发建设规模不一、多而混乱、总体开采量过大，造成地下水位下降、局部地面沉降，对地下水资源造成严重影响。无序开采城市地下水，造成公共供水设施不能正常发挥效益，大量取水井取水不足或报废，造成供水量达到供水能力要求，不利于社会资源的合理配置。

2.地表水开发利用程度低

前坪水库供水区内城镇供水（水厂和自备井）和农业灌溉供水大部分为地下水，当地地表水及过境水（北汝河）开发程度低，地表水供水量占总供水量比例仅为12.6%。

3.供需矛盾突出，浪费严重

由于供水区城镇化水平的迅速提高，致使城镇人口及工业发展速度较快，现有水利工程的供水能力，不能满足日益增长的需水要求，缺水量较大，城镇供需矛盾十分突出。同时节水意识薄弱，供水区用地下水浪费现象严重。

三、供水区需水量分析

1.水库供水量分析

根据供水区汝阳、汝州和郏县城市总体规划，前坪水库规划供水区规划水平年2025年可供水量为4373万m3，见表4。前坪水库供水区规划水平年2025年缺水量5985万m3，见表5。规划水平年2025年供水区缺水量全部由前坪水库供给，供水率按0.95计算，水库毛供水量6300万m3。

2.水库供水置换地下水资源量

为治理地下水超采问题，根据河南省、市地下水取水政策与封闭自备井实施方案，到规划水平年2025年不再增加浅层地下水开采量，保留现状水厂供水规模，除少量规模较大、合规合法的自备井继续供水外，将封闭大部分自备井，同时控制总的地下水供水能力小于地下水可开采量，以保护地下水资源。

因此，到2025年，按保留水厂现状供水规模、封闭85%（按取水量）的自备井计算，浅层地下水供水能力为1979万m3，可供水量为1914万m3。在满足需水的条件，水库供水置换地下水水资源量1287 万m3，见表6。

四、结语

前坪水库年可供城市水量6300万m3，在满足需水的条件下，供水区地下水开采量1914万m3，水库供水置换地下水水资源量1287万m3，可减少开采地下水资源量1287万m3。

前坪水库供水后，将置换汝阳、汝州和郏县地区地下水源，实施了水源替代和地下水压采措施；封闭不符合规划的自备井；实现了地下水资源量开采量小于可开采量的保护目标，使地下水资源得到涵养；大幅度减少了供水区地下水资源开采量，解决了供水区域地下水长期超采的问题，并且使供水区实现了水资源的合理分配

（作者单位：淮河流域水资源保护局淮河水资源保护科学研究所 233000 河南省水利勘测设计研究有限公司 450008）