北方缺水地区地下取水水资源论证关键技术分析

刘子辉

(河北省水利科学研究院，河北 石家庄 050057)

水是生命之源、生产之要、生态之基，是人类不可缺少的宝贵资源。随着社会经济的发展，人类对水的需求量不断增加，水资源问题日益突出，严重制约着人类社会和经济的发展。建设项目水资源论证工作服务于取水许可制度，是加强水资源宏观管理、科学决策的重要手段和步骤。近年来，随着建设项目水资源论证报告书编制与审查制度不断深入完善，从决策源头上有力的促进了水资源的优化配置、高效利用和有效保护，对于保证取水许可科学合理审批，保障建设项目合理用水，促进经济社会发展与资源环境相协调产生了重要作用。

全国目前600多个城市中，400多个城市以地下水为饮用水源，占城市总数的60%以上。北方地区60%以上的生活用水、约一半的工业用水和三分之一的农业灌溉用水来自地下水。显然，以地下水为取水水源的水资源论证，是建设项目水资源论证中重之又重的部分，地下水源因其隐蔽性、复杂性及不确定性而成为水资源论证的难点所在，对于复杂的水资源论证报告书编制，需要设立论证专题。现在对于在何种情况下需要设立专题、设立什么样的专题，都尚需研究[1]。开展地下取水建设项目水资源论证关键技术研究，有利于正确处理大型工矿企业、城镇水源地、产业聚集区的开展与水资源承载能力之间的关系，建立系统完整的区域生态文明制度体系，对于水资源的合理高效利用以及生态文明建设的开展具有重要的推动作用，特别是对于水资源缺乏的北方地区具有重要意义。

1　地下取水水资源论证关键问题分析

围绕《建设项目水资源论证导则》(以下简称《导则》)要求，结合地下取水建设项目实际情况，就报告编制的部分关键问题、技术要点及审查要求加以分析说明如下：

1.1　论证依据

以地下水作为水源的论证项目，抽水试验工作往往受经费不足或其他客观因素的影响，很难达到供水水文地质勘察规范的要求，大多是借用、参考相邻区域的试验资料。由于水文地质条件非常复杂且千变万化，简单的借用缺乏合理性和代表性。

个别建设项目的水资源论证采用的资料其代表性和一致性均难以满足论证工作的需要，有的资料距现状水平年比较早，反映不了现状情况；有的用原工作成果资料代替论证所需的资料，没有收集和利用现状条件下的现有资料，没作详实的分析工作，使得论证结果没有足够的说服力。

1.2　工作等级及工作深度

地下取水水资源论证工作有别于水资源规划，地下水资源评价及建设项目水文专题分析，工作等级的确定是以建设项目取水规模为主要依据，在充分考虑当地水资源状况及开发利用程度、区域用水水平、水文地质条件复杂程度等综合因素基础上确定的，如根据分类指标最高级别，地下水超采区地下取水水资源论证不管取水规模大小等级均为一级，如取水量较小，工作等级确定的过大，就会给实际工作带来困难[2]。

《导则》中将水资源论证工作等级划分为三级，由地下取水、用水合理性分析、取水影响和退水影响的分类指标最高级别分别确定，最终按照分类指标的最高级别确定论证等级。对于具体的论证项目，还应根据实际情况进行必要的优化调整。论证深度随论证级别而定，收集资料详实也不尽相同，所要求的水文资料系列时间也不同，现实工作中往往是在项目取排水口位置未确定、建设项目的生产工艺了解不够、取退水影响分析深度不够等前提下就开始论证，由此造成基础资料和认识匮乏，论证前提不充分，达不到预期效果。

1.3　论证范围

论证范围的确定是论证工作的前提条件，直接影响论证效率和质量，《导则》对论证范围的规定较为笼统，实际操作时往往为了不引起水事纠纷案件只考虑了行政区域划分，而忽略了流域和水文地质单元。

水资源论证过程中如果取水量较小，论证范围过大，工作量大，浪费严重；如果取水量较大，论证范围过小，不能满足深度要求。如果没有一定区域水资源开发利用综合分析，仅限于项目是否有可靠的水源，这只解决了建设项目水源的问题，没有解决区域水资源是否安全的问题。论证区域的确定，对于项目及周边用水对区域水资源累计影响和水环境累计影响的分析也是十分重要的。

在论证工作中，合理确定论证范围是保证地下取水水源论证工作质量的重要因素。论证范围过大，会造成人力、财力等不必要的浪费；范围过小，又会导致结论不可靠而不能满足要求[3]。具体操作时可以根据以下三个方面来确定：

(1)目标含水层组和地下取水水源地的平面位置，即根据水文地质条件、取水量和区域地下水资源调查评价的成果等实际要求确定范围。

(2)目标含水层组的空间分布，根据必要的地质勘探孔资料确定范围大小。

(3)建设项目所在地区的实际情况，如取水量大小、对水质的要求、地下水分布特征等。

1.4　取水水源论证

地下水取水包括孔隙水、裂隙水、岩溶水、地热水等。开展地下取水水源论证，就是利用多种技术方法开展一系列的计算和分析以证明目标水源在水量和水质方面能够满足项目取用水需求，且不引起较严重的水环境问题。但是，地下水源因其具有隐蔽性、复杂性及不确定性等特点，成为取水水源论证的难点。

使用地下水作为水源的建设项目水源论证方案要在充分分析当地水源条件的基础上，阐明使用地下水的确切理由。水源论证方案应服从水资源总体规划思路、配置方案、水量分配方案，应符合地下水管理法律法规的要求，满足地下水超采区(禁采区、限采区)、水功能区的管理规定，满足最严格水资源管理制度的要求，并需要注意南水北调来水后的水源切换问题。

1.5　可开采量的计算

在地下取水水源论证过程中，可开采量的计算是最关键、最核心的任务，也是技术难点所在。由于各水源地的水文地质条件不同，已有的水文地质资料丰富程度不同，以及不同论证等级对计算成果精度的要求不同，因而在实际工作中，时常采用几种适合论证范围内水文地质条件和地下水系统特性的方法计算，以便互相对比和验证。常用的方法有水均衡法、数值法、概率统计分析法等。

上述三种计算方法各有优缺点，如水均衡法的原理和计算公式简明，但计算项目较多，有些均衡要素难以准确测定，或者要花费较大的勘探试验工作量，特别是对开采条件下各项要素的变化及边界条件的确定比较困难。数值法是对渗流方程的一种近似解法，它可以处理复杂的水文地质条件，本身的精度完全能满足生产要求，反而比简化条件下的解析解更精确，但要构建复杂的数值模型。概率统计分析法局限在于：一是要求观测资料系列越长越好，而且选用资料最好按相关变量的自然周期选取；二是在进行水资源评价时，必须查明地下水动态的成因，找出最主要的影响因素。因此，必要时可采用多种方法进行相互验证。

1.6　地下水水质评价

《导则》仅概略的提出地下水水质应执行《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)[4]开展工作。各种不同目的的用水水质标准是地下水水质分析评价的准则，这些标准是在生产实践中不断总结、修改和完善的，所以在进行水质评价时应当以最新的标准为依据[5]。但目前的水资源论证中对这一部分内容的论证往往篇幅较少，论证深度不足。

地下水水质现状评价是地下水资源评价和保护的重要内容，评价结果的客观与否，在很大程度上取决于所选取的评价指标的全面性和代表性，以及评价标准和评价方法的合理性。应当依据有关标准，在地下水水质调查分析资料或者水质监测资料基础上，开展地下水水质评价工作。其中，地下水水质监测应能反映分析范围内地下水水质状况和论证范围内地下水水质动态。而在地下水水质变化复杂的地区，应分区、分层开展评价。

1.7　取水影响论证

由于建设项目取水打破了原有的系统平衡(水量、水位、水温、水质)，就必然要对其他相关利益方产生影响。那么都影响了什么？影响程度如何？这个问题要很好地论证。地下水取水影响论证在论证报告中占有非常重要的地位，同时是论证报告最容易出问题的地方，也是论证报告的薄弱环节，往往出问题都出在影响论证没有做好。

不少论证报告更多停留在定性分析上，对影响对象、影响范围、影响程度等的分析均没有详细量化计算，使得取水影响分析不透彻、不到位。具体表现为：论证内容不够全面；评价深度不够、不具说服力；定性的多、定量的少；附图缺少构件，无法判断论证范围是否包括了建设项目可能影响的范围；结论不够明确、责任含糊不清。

地下水取水影响论证的难点是如何预测影响程度和影响范围，地下水水源地运行后会形成一定范围地下水降落漏斗，漏斗的范围及中心水位降深预测后，地下水取水影响就可以从定性分析上升为定量的分析。

1.8　水文地质图件

图表是报告中展示相关论断、成果的重要途径，具有一目了然、事半功倍的成效。然而，提供的图表往往存在一些不足之处。一些初学者对附件的作用和意义缺乏了解，因而在会同项目建设业主准备相关附件时存在应付的思想，致使所提供的附件不全或无效。

报告中的图件分为两大类，即必备图件和可选图件，必备图件是指《导则》中明确要求提供的基本图件成果，可选图件是指《导则》中虽未明确但为更好表达而建议提供的图件，无论是必备图件还是可选图件，都应当围绕表达的需要而提供，报告图件制作时应注意做到主题突出、地图清晰、构件完备、色彩协调。

为支撑文字表述的观点和论断，在报告相关章节中的表格涉及水量、水位、水质等各方面。与图件类似，表格的多寡、详略等均应当围绕水资源论证的需要来作出取舍，报告图表绘制时应注意表格构件齐全、项目设置科学、表格格式一致[6]。

2　北方缺水地区地下取水水资源论证专题研究框架

北方缺水地区地下取水建设项目具有用水量大，对区域水资源配置格局影响重大等问题，其建设项目水资源论证一直是水资源论证工作的重点领域。在北方地区地下取水建设项目具有区别于其他地区的用水特点；加之，北方地区降雨量少，地表径流少，地下取水和天然生态保护之间存在着用水的尖锐矛盾，如何合理利用水资源，协调生活、生产和生态环境用水，对区域水资源合理开发利用具有重要的意义。

目前的论证工作中，水资源论证的重点主要在取水水源论证及取用水合理性分析等方面，往往不注重协调当地生产和生态环境建设用水，对区域水资源配置及保护重视程度不够，这与该地区开展水资源论证有关关键技术研究较为薄弱有关。因此迫切需要开展北方缺水地区地下取水水资源论证专题研究，总结北方缺水地区地下取水建设项目水资源论证中应重点注意的问题，提出具有针对性的对策措施，规范水资源论证工作，促进地下取水水源项目水资源论证工作的开展，研究框架图如图1所示，研究内容具体如下：

图1　北方缺水地区地下水取水水资源论证专题研究框架

(1)地下取水水资源论证工作现状调查分析。通过对北方缺水地区已有地下取水水资源论证工作的资料收集以及实地调研，总结论证中应重点注意的问题，提出具有针对性的对策措施。

(2)地下水取水水资源论证的具体要求。调查收集全国各省市地下取水水资源论证方面的管理办法，同时将所收集到的资料进行分类、总结、归纳，研究新形势下对缺水地区地下取水水资源论证的具体要求。

(3)北方缺水地区地下取水水资源论证的关键技术。根据对建设项目地下取水水资源论证工作现状及存在问题分析，紧扣新形势下对缺水地区地下取水水资源论证的具体要求，逐个剖析，开展关键技术研究。

(4)研究解决问题的办法。针对以上存在的具体问题，提出具有针对性的论证方法和要求。

3　结　论

本文仅对地下取水水资源论证工作的部分关键问题进行了探讨，其他内容如区域水资源开发利用分析、建设项目取用水合理性分析、退水影响分析、水资源保护措施等也是地下取水水资源论证报告的重要组成部分，也应同样重视。

为整体提高地下取水水资源论证工作的质量，有必要加强水资源论证中关键技术及有关专题研究，如本次北方缺水地区地下取水水资源论证专题的开展，有助于突破长期以来地下取水水资源论证工作中的薄弱环节，是贯彻落实最严格水资源管理制度、推动生态文明建设的迫切要求，是落实最严格水资源管理制度、促进水资源与经济社会协调发展的重要举措。

地下取水水资源论证是一项繁杂、涉及面广泛的技术性工作，有许多方面仍需在今后的工作中不断积累和提高，本文结合水资源管理工作实际，从技术角度探讨了几个需要重点关注的问题，并以北方缺水地区地下取水水资源论证专题为例，希望对同行水资源论证报告书的编制提供参考。