申子通, 陈南祥, 贺新春
(1.华北水利水电大学,河南 郑州 450045; 2.珠江水利科学研究院,广东 广州 510611)
珠江流域片地下水资源开发利用现状及保护对策分析
申子通1, 陈南祥1, 贺新春2
(1.华北水利水电大学,河南 郑州 450045; 2.珠江水利科学研究院,广东 广州 510611)
以珠江流域片区域地下水为研究对象,阐述了珠江流域片地下水类型、分布特征及其开发利用情况,分析和总结了珠江流域片地下水开发利用中存在的问题,提出了相应的保护对策,即:深入开展区域地下水基础研究工作、进一步完善地下水动态监测体系、采取综合修复治理措施、构建地下水科学管理体制等。
珠江流域片;地下水资源;开发利用;保护对策
珠江流域片(简称“珠江片”)水资源丰富,供水以地表水为主,少部分地区以地下水作为供水水源,地下水开采量较小。但是,随着流域片内国民经济的发展,尤其是上游地区在承接沿海地区产业转移的过程中,用水量急剧上升,用水矛盾也日益凸显,而科学合理地开发珠江片内的地下水是解决矛盾的有效途径。
珠江片地下水分布的大致规律是:东部较西部丰富,东南沿海多雨地区较西北少雨地区丰富[1]。珠江片地下水类型多样,水资源丰富,开发利用的潜力巨大,但如果开采不合理就会带来诸如污染、地面沉降、海水入侵等一系列的生态环境问题。因此,研究如何合理开发和保护珠江片地下水资源,对区域地下水资源的可持续利用,实现经济社会与资源环境的协调发展具有重要意义[2]。
珠江片位于我国南部,地理位置为东经102°06′—117°18′,北纬3°41′—26°49′,流域片面积约65.32万km2,占国土面积的6.8%,珠江片包括珠江流域、韩江流域、粤东沿海诸河、粤西桂南沿海诸河、海南岛及南海诸岛河流以及澜沧江以东国际河流等部分,地跨滇、贵、桂、粤、琼、湘、赣、闽等8个省级区域[3]。
珠江片地域辽阔,北以五岭、苗岭与长江流域分界;南临南海;东起玳瑁山、博平山山脉,与九龙江水系相邻;西以乌蒙山、梁王山为界,与金沙江为邻;西南部与越南、缅甸毗邻。流域片内地势北高南低,西高东低,总的趋势是由西北向东南倾斜。流域片由西北向东南跨越3个自然阶梯。第1阶梯为流域片西部的山地、高原及断裂盆地,海拔2 500~3 000 m,山地以滇西北横断山地最为显著,高原地貌呈现岩溶山原特色。第2阶梯为云贵高原东南边缘的山地、丘陵性盆地,海拔200~800 m,地势北高南低,以花岗岩丘陵、石灰岩丘陵和红色盆地为主要代表。第3阶梯为冲积平原或三角洲,主要位于河谷和沿海河口处,分布大小不一。南部的海南岛中部为山地丘陵,四周为台地阶地与平原;雷州半岛则以台地为主,半岛内河川短小,由中部向东、南、西三面分流入海。
2.1 地下水资源概况
珠江片地下水资源多年平均总量为1 306亿m3,约占全国地下水资源总量的15.9%,其中山丘区地下水资源量为1 227.66亿m3,占流域片地下水资源总量的94%,平原区地下水资源量为78.34亿m3,约占流域片地下水资源总量的6%;按流域分布水系,珠江流域为821.3亿m3;韩江流域为74.13亿m3;粤东、粤西及桂南沿海诸河为183.7亿m3;海南岛为80.25亿m3;红河流域为146.6亿m3[4]。
珠江片地下水水质比全国其他地区好,符合Ⅰ—Ⅲ类水质标准的面积占地下水分布面积的90%以上,但部分平原地区的浅层地下水污染严重,水质较差。水环境质量变化总体保持稳定,地下水污染主要发生在城市及周边地区[5]。
2.2 地下水类型及其分布特征
按地下水赋存的主要条件,珠江片地下水类型主要分为松散沉积孔隙水、岩溶裂隙溶洞水、基岩裂隙水。具体分布情况及富水特征见表1。
表1 珠江片地下水类型、分布区域及富水程度
2.3 地下水开发利用现状
珠江片地下水规模以上开采井33 593眼,其中山丘区24 307眼,占全部规模以上开采井的72.4%;平原区9 286眼,占全部规模以上开采井的27.6%。
按行政区划分,规模以上开采井最多的是广西区,为13 443眼,占全部规模以上开采井的40.0%,具体分布情况见表2。
表2 按行政区划分珠江片规模以上开采井分布情况 眼
按流域单元划分,规模以上开采井最多的是西江流域的13 410眼,占全部规模以上开采井的39.9%,其具体分布情况见表3。
据统计,2012年珠江片地下水资源总量约为1 444.06 亿m3,占水资源总量的26.64%,比多年平均地下水资源的量多10.57%;地下水供水量为35.40 亿m3,占地下水资源量的2.45%,其中珠江区供水量35.00 亿m3,红河流域供水量0.40亿m3[6-7]。
按行政区划分,2012年珠江片地下水资源分布中广西省地下水资源量最大,为634.23亿m3,江西省最小,为10.32亿 m3。现状开发利用中广东省地下水供水量最大,为17.00亿m3,开发利用程度为3.41%;江西省最小,为0.10亿m3,开发利用程度为0.97%;云南省的开发利用程度最高,为6.18%,贵州省开发利用程度最低,为0.39%。其具体情况见表4。
表3 按流域单元划分珠江片规模以上开采井分布情况 眼
表4 按行政区划分珠江片地下水资源分布及开发利用现状
按水资源二级分区划分,2012年珠江片地下水资源分布中红柳江地区地下水资源量最大,为213.40亿m3,珠江三角洲地区最小,为57.80亿m3;现状开发利用中粤西、桂南沿海诸河最大,为11.90 亿m3,所占地下水资源量的比例也最大,为7.55%,红河流域最小,为0.40亿m3,所占地下水资源量的比例也最小,为0.34%。具体情况见表5。
表5 按水资源二级分区划分珠江片地下水资源分布及开发利用现状
虽然珠江片地下水开发利用程度比黄河、海河流域低很多,但由于流域地质条件复杂多变、基础研究薄弱、管理体系不完善等,仍然存在许多问题,具体归纳如下:
1)区域地下水利用基础研究不够深入。目前,针对地下水开发利用的基础研究及其应用主要集中在北方干旱缺水地区,而我国南北地质条件差异很大,对于珠江片地区,尤其是上游地质条件复杂的岩溶地区的基础研究还不够深入,甚至比较落后,与其现有的社会经济发展需求不匹配。
2)地下水动态监测体系不够完善。珠江片现阶段地下水水位、水质等动态监测设施主要集中在广西、海南、广东等地区,其地下水监控面积与行政面积的比例分别为3.10%、3.10%、12.66%,但其监测站点已不能满足控制边界、描述流场状态、进行动态分析以及准确评价地下水资源存储量的需要,难以预测地下水发展动态,而上游地质条件复杂的岩溶地区的地下水监测设施还比较缺乏,贵州、云南等地下水监控面积与行政面积的比例仅为1.17%、0.74%。
3)地下水降落漏斗、地面沉降和地面塌陷等地质问题依然存在。珠江片虽然主要以地表水作为水源,但部分集中开采利用地下水的地区如湛江市,以平乐为中心、影响范围包括霞山—坡头—赤坎的大闭合区域的中层和深层地下水分别出现了973、906 km2的降落漏斗,中心水位埋深达22.44、24.60 m;海口市的解放路—海南华侨中学一带出现了752 km2的降落漏斗,中心水位埋深达到24.67 m,广西北海、广花盆地等区域也有零星分布的地下水降落漏斗,此外由于超采导致地面沉降和地面塌陷等的报道也常见诸报端。
4)地下水污染形势依然严峻。珠江片近年来经济快速发展,外来人口增多,生活污水、工业废水等处理能力不够,地下水污染形势依然严峻。珠江片地下水污染主要发生在广东、广西两省区,其中广东省的湛江市浅层水硝酸盐含量大多超标,中层、深层水的pH值大部分偏低,总铁、锰也大部分偏高;茂名市浅层水污染严重,较差与极差级地下水占88.90%;佛山市城区及其周边地带总铁、锰、氨氮、氯化物等超标;肇庆市地下水水质较差,“三氮”、锰超标;深圳市地下水氨氮、亚硝酸盐、锰和铁超标。广西南宁地下水pH值、铁、锰、亚硝酸盐氮超标率分别为35.7%、34.7%、52.0%和8.2%;柳州市在化冶一带地下水水质为极差级;桂林市在米粉厂至饮料厂一带约2.5 km2的范围内出现面状污染;玉林市超标率最大的组分为锰和亚硝酸盐氮,超标率分别为29.1%和22.1%。此外,在流域上游,地表水、地下水交换复杂的岩溶区,由于矿藏开采导致的污染问题,更应该引起人们的重视。
5)海水入侵现象依然存在。海水入侵不仅威胁着流域片沿海地区的供水安全,还是珠江片沿海地区面临的主要生态问题。珠江片海水入侵主要发生在北海、湛江等地,广西北海市海城区水源地的海水入侵已经停止,其外围监测点的氯离子比有所下降,入侵区范围也基本一致,在4.0 km2左右;禾塘村水源地南部新港镇一带的海水入侵也有所减弱,入侵范围变化不大,在0.4 km2左右,外围监测点的氯离子也有较大幅度的降低;湛江市的硇洲岛海水最大渗透距离1 000 m左右,入侵区内30~80 m深度范围的地下水含水层水质不同程度地咸化,高浓度咸化区主要为600 m范围内的近海地带。
6)各地、各部门管理不够协调。目前,流域片各省级行政区内对地下水的监测和信息管理是以行政区为单元,与地下水的补给特征、运移规律、赋存条件等特征不相符,且区域内的国土、水利、环保等各部门的数据统计口径、计算方法、管理规划思路等不够一致,甚至出现相差很大的结论。
针对目前存在的问题,应采取以下措施:
1)深入开展区域地下水利用基础研究工作。目前,北方地区地下水利用技术虽然比较成熟,但并不完全适用于南方地区,尤其是西南岩溶地区,地下水具有分布不均,补给、储存、运移复杂,泄流速度快,径流稳定性差等特点。因此应加大科研投入,开展水文地质调查、地下水监测、物理模型构建等方面的研究,查清区域地下水组成结构、补给方式、运动变化规律,综合分析区域地下水承载力和可开采量,为地下水开采提供科学技术支撑。
2)进一步完善地下水动态监测体系。地下水开发利用工作是一个系统工程,各项工作开展都需要数据支撑。目前,珠江流域片地下水监测工作还比较薄弱,仅在广西、海南、广东等地监测实施较多,但已不能满足监测控制要求,其他地区所建立的地下水监测网络都不具有系统性,监测站点呈零星分布;对流域片地下水的研究也仅限于局部地区,水文地质资料相当匮乏,应逐步建立流域的地下水动态监测体系,为地下水基础研究工作提供相关数据支撑。
3)采取综合修复治理措施。在广西北海、海南、广东雷州半岛、广花盆地等地区因地下水超采导致地下水降落漏斗、地面沉降和地面塌陷等地质问题,可利用蓄水工程进行地下水回灌或在水文地质条件适宜的地区建设回灌井,将雨水和富余的地表水灌入合适的含水层,实现人工补给和丰蓄枯补。此外还可对超采区逐步削减开采量、寻找替代水源、推广中水回用、海水淡化、微咸水利用、节水技术等;对城市周边地下水污染等除了可采取物理、化学、生物及复合的修复措施外,还可采取划定保护范围、保护区内严禁排污等管理措施;对西南岩溶区,在发展经济的同时应做好地下水资源保护及其利用发展规划。
4)构建地下水科学管理体制。现阶段地下水的管理既存在属地管理又存在部门管理,这种现象在一定程度上导致多部门交叉重复管理,浪费管理资源。此外,这种管理体制易在发生问题时部门之间产生推诿扯皮,因此,要构建科学的管理体制。首先,加快行政体制改革,整合各部门之间的资源,建立统一的管理机构或沟通协调平台,明确管理责任;其次,将地下水的开发、利用、保护与供、用、耗、排及废水处理等水循环利用的各个过程紧密联系起来,实行一体化管理;最后,完善地下水的相关法律法规,提升依法治水的高度。
珠江流域片地下水资源丰富,地下水开发利用程度低,开发利用地下水是解决未来经济发展用水供需矛盾的有效途径。针对现阶段开发利用中存在的问题,采取深入开展区域地下水利用基础研究、进一步完善地下水动态监测体系、采取综合修复治理措施、构建地下水科学管理体制等保护对策。
[1]王智慧,邓锐.珠江流域片地下水集中利用区域水质现状与污染成因初步分析[J].人民珠江,2005,26(4):70-72.
[2]雷静,张琳,邓宇杰,等.长江流域地下水资源开发利用与保护研究[J].人民长江,2012,43(3):48-51.
[3]中国河湖大典编纂委员.中国河湖大典:珠江卷[M].北京:中国水利水电出版社,2014.
[4]珠江水利委员会水文局.珠江区及西南诸河(红河流域)地下水利用及保护规划报告[R].广州:珠江水利委员会水文局,2006.
[5]中华人民共和国环境保护部.全国地下水污染防治规划(2011—2020)[R].北京:中华人民共和国环境保护部,2011.
[6]珠江水利委员会.珠江片水资源公报(2012)[R].广州:珠江水利委员会,2013.
[7]长江水利委员会.2012年长江流域及西南诸河水资源公报[R].武汉:长江水利委员会,2013.
(责任编辑:乔翠平)
Development and Utilization Status and Countermeasures of Groundwater in the Pearl River Basin
SHEN Zitong1, CHEN Nanxiang1, HE Xinchun2
(1.North China University of Water Resources and Electric Power, Zhengzhou 450045, China;2.Pearl River Water Conservancy Science Research Institute, Guangzhou 510611, China)
Taking local groundwater in the Pearl River basin as a study object, the type of groundwater and the distribution characteristics and the status of development and utilization were introduced, the problems in the development and utilization of groundwater in the Pearl River basin were analyzed and summarized, the corresponding protection measures were put forward, that is, the basic research on the local groundwater should be deeply conducted, the dynamic monitoring system of groundwater should be further improved, the comprehensive remediation measures should be adopted, scientific management system should be set up, etc..
the Pearl River basin; groundwater resources; development and utilization; protection countermeasures
2015-09-26
申子通(1989—),男,河南商丘人,硕士研究生,主要从事水资源管理、地下水利用及生态水文等方面的研究。E-mail:294644075@qq.com。
10.3969/j.issn.1002-5634.2016.02.006
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1002-5634(2016)02-0037-04