滨州市地下水超采区现状分析及综合治理对策

宋连瑞，马 琳

(滨州市水利勘测设计研究院，山东 滨州 256600)

滨州市位于山东省北部，土地总面积9660km2，是鲁西北三大城市群之一，我国重要的棉粮产区。2015年全市人口392.13万人，生产总值2470.10亿元，耕地面积595.07万亩。近年来，滨州市成为黄河三角洲高效生态经济区、山东半岛蓝色经济区和环渤海经济圈发展的重点区域，经济发展迅速、城市化进程加快，用水需求不断增长，无序开发利用导致地下水超采严重，深层地下水超采造成了地面沉降、地下水位下降、水生态环境恶化等一系列生态与环境问题。对今后水资源可持续利用、生态文明建设将会构成严重威胁。因此，全面治理地下水超采工作刻不容缓。

1 地下水资源状况

滨州市属黄河下游黄泛平原区，地下水类型主要为松散岩类孔隙水，按照埋藏条件分为浅层地下水(潜水)和深层地下水(承压水)。滨州市多年平均浅层地下水资源量为6.53亿m3，其中小清河以南浅层地下水资源量2.91亿m3，呈片状分布，埋深为1～3m；鲁北平原区浅层地下水和黄河干流区浅层地下水资源量为3.62亿m3，受古河道制约，呈带状分布，埋深为1～8m。咸水、微咸水分别位于滨州市境内北部、中部，总分布面积5378.8km2，这部分地下水可作为非常规水源开发利用，不计入当地地下水可开采量。承压水全市范围均有分布，总体趋势从南向北、从西南向东北逐渐增厚，承压水不作为常规水源开发利用，只作为应急后备水源对待，因此可开采量为零，不计入当地地下水资源量。地下水资源总量即浅层地下水资源量6.53亿m3。

根据最严格的水资源管理制度，2015年度水资源管理控制目标为1.86亿m3，占地下水资源总量的28.5%。

2 地下水开采现状

2.1 地下水超量总体呈下降趋势

滨州市2001年地下水开采量为5.07亿m3，至2015年降至1.93亿m3，近五年平均开采量1.8亿m3，为过去十年的57%，地下水开采量趋势如图1所示。

图1 2001—2015年地下水开采量趋势图

目前，地下水开采量占供水总量的12%，是当地重要的供水水源，地下水作为战略储备用水意义重大。

2.2 深层地下水超采严重，地下水位持续下降

全市深层地下水超采面积7652km2，占版图面积的79%，多年平均开采量(即超采量)为0.44亿m3。深层地下水主要用于工业用水，随着工业用水逐年增大，承压水持续处于超采状态，导致承压水位持续下降，自2001年以来达到1～3m/a，根据观测，2015年滨州市滨城区深层地下水头埋深达到91.9m。

2.3 浅层地下开采总量满足控制指标，仅局部存在超采，地下水位趋于平稳

浅层地下水主要用于农业灌溉，近五年平均开采量1.36亿m3，满足地下水控制指标要求。浅层地下水超采区面积577.47km2，占国土面积的6.0%，主要集中在黄河南部地区。地下水水位变化趋势自2001年以来总体上分两个阶段：一是自2001年至2011年，这一时期地下水位普遍呈下降趋势，浅层地下水埋深加大；第二个阶段是2012年至今，浅层地下水位呈平稳或上升趋势。

3 地下水超采导致的生态与环境问题

3.1 沉降区面积持续扩大，沉降量加大

深层水地下水的开采造成水位下降而引起含水层和弱透水土层有效应力增加，造成地面沉降。据观测，2015年以滨州市滨城区为中心，大于100mm的沉降区面积为117km2，中心点沉降量达到187.7mm；以博兴县城东为中心大于150mm的沉降区面积为19km2，中心点沉降量达到174.7mm(沉降期为39个月)。地面沉降造成局部地面、房屋出现裂缝等问题。

3.2 加剧了地表污水的下渗及地下水的污染

随着工业“三废”排放量的加大，农药和化肥的不合理使用以及生活污水排放加大，地表水受到不同程度污染，造成纳污河流水质恶化。由于地下水位下降，导致滨州市境内河水位均高于浅层地下水位，河水直接补给浅层地下水造成浅层地下水污染，再经承压层顶板进入深层含水层，使得深层地下水也受到不同程度的污染。据观测统计，相较于20世纪80年代硝酸根、亚硝酸根、氯化物和硫酸根含量大幅升高，以硝酸根为例，20世纪80年代浅层地下水中硝酸根含量小于2mg/L，局部在20～30mg/L，至2015年硝酸根含量大于30mg/L的面积增加了1100km2，局部达到265mg/L。

4 造成地下水超采的原因

4.1 经济发展迅速，需水量急剧增加

滨州市耕地面积595.07万亩，是全国重要的棉粮产区，农业灌溉需水量大，普遍存在灌溉保证率低的问题。2015年农业灌溉实际用水10.2亿m3，50%保证率下农业灌溉设计需水量为14.2亿m3，灌溉缺水4.0亿m3。

城市化经济处于快速发展时期，工业园区规模发展迅速，城市化进程快，导致工业和生活用水需水量急剧增加。以滨州市为例，2001—2015年，GDP从306.5亿元提高至2355.3亿元，城市化率从21.9%提高至54.6%。滨州市目前仍处于全面快速发展期，需水量会进一步加大。

4.2 补给水量减少，补采失衡

自20世纪80年代以来，气温升高、降雨减少、蒸发量增大导致雨洪水资源减少；另外，由于滨州市紧邻渤海，过境河道多由境内入海，过境河道中上游由于修建了大量水库、蓄水塘坝等蓄水工程，雨洪水经上游河道层层拦蓄，导致下游流量大大减少，甚至断流，造成境内地下水补给量减少。

4.3 用水结构不合理

现阶段用水的总体结构是：过度使用黄河水和地下水，分配长江水缺乏配套蓄水工程无法利用，地表水利用率低，污水回用刚刚起步。滨州市2015年总用水量为14.96亿m3，其中黄河水和地下水用水量占总量的80.3%，均超过控制指标。用水结构不合理是造成地下水超采的主要原因。

4.4 缺乏监督管理

长期以来，由于国家缺乏有关限制地下水开发的法律、法规，地方政府没有出台相关管理制度，地下水开采处于无序状态，截至2015年底，全市共有深层承压水开采井371眼，平均年开采量4410万m3。

5 综合治理措施

根据深层地下水“开采即为超采”的划定原则，深层承压地下水原则上只能作为应急和战略储备水源，深层地下水超采区全部划为禁采区。按照“总量控制、节水优先、统筹调配、系统治理”的原则，根据当地实际情况分析，提出如下治理措施。

5.1 压减浅层水和封存承压水

(1)压减浅层地下水

在5年左右时间内，将现状浅层地下水超采量全部压减，城市自来水管网覆盖范围内浅层地下水取水井全部关停。井灌区通过节水灌溉、地表水源替代等措施压减地下水开采量。

(2)封存承压水

根据置换水源配套工程的先后顺序，用10年左右时间，逐步对现状承压井全部封存。对深层承压水井采取永久填埋和封存备用两种封井方式封存。永久填埋承压井采用黏土球回填井孔，井口采用混凝土封堵；封存备用承压井采用阀门封井控制，仅供应急时开启使用。

5.2 水源置换

坚持“先外调水、后当地水，先地表水、后地下水，先非常规水、后优质水”的水资源优化配置原则，充分利用水网工程，实现外调水、当地地表水、地下水、非常规水“四水”联合调度，置换地下水超采水量。

(1)加快雨洪资源利用工程建设

加快实施新建水库及增容、河道闸坝拦蓄及河湖水系连通等雨洪资源利用工程建设。加强水库蓄水控制运用，充分滞蓄汛期雨洪资源；加强库库、库河联合调度，切实增强流域整体防洪能力和雨洪水资源拦蓄利用能力。经估算，可置换地下水量1000万m3。

(2)建设完成南水北调配套工程

为合理调蓄利用引江水量，通过新建水库，同时利用原有沿线水库进行蓄水调蓄，将长江水输送至地下水超采区，替代地下水。经估算，可置换承压水1600万m3。

(3)实施引黄供水提升工程

根据调查计算，通过对水库坝体与坝基防渗、护坡维修加固、修建防浪墙等措施进行扩建、加固，提升引黄调蓄能力，经过水库调蓄，可置换深层地下水量950万m3。

(4)积极推进非常规水利用

鼓励再生水回用，加快推进城乡污水处理及再生水回用工程设施建设，逐步提高污水集中处理率和再生水回用率，加快推进全市污水处理厂及再生水利用设施建设，并配套完善现有污水处理厂再生水利用设施。积极推动海水利用，可将淡化海水作为企业生产用水和城镇居民生活用水的补充水源。电力、化工、石化等行业大力推广直接利用海水作为循环冷却水，以节约大量淡水资源。据估算至2020年非常规水回用量900万m3可用于置换深层地下水。

通过以上措施共计可置换深层地下水4450万m3，基本满足置换水量要求。

5.3 控采限量

根据用水总量分配控制指标，划定地下水位黄、橙、红警戒线，实行预警管理。严格执行建设项目水资源论证制度，对未进行水资源论证或水资源论证未通过的建设项目，审批机关不得批准取水许可。严格规范地下水取水许可审批管理，对取用地下水总量已达到或超过控制指标的地区，暂停审批其建设项目新增取用地下水。

5.4 积极推行节水灌溉

积极推进农田水利项目建设，推进高效节水农业发展，推广现代农业节水灌溉技术。2015年全市累计完成农业节水灌溉面积291.81万亩，占总耕地面积的49%，仍有303.26万亩耕地未实施节水灌溉面积，农业节水仍有巨大潜力。

5.5 监督管理

推动地下水管理法制建设，完善和出台相应法规规章，细化地下水管理制度和措施，明确监管责任，强化法律责任，增强地下水超采区治理法规政策的可操作性和执行力。

6 结语

为严格控制超采区地下水开采，遏制超采区扩展，党中央、国务院对地下水超采区治理工作高度重视，做出了一系列重大部署。地下水超采的主要原因是用水结构不合理，治理的关键是对水资源优化配置，做好封井措施与置换水源配套工程。地下水超采治理工作涉及多部门，地方人民政府要充分认识到地下水超采带来的危害性和治理的紧迫性，需要政府强有力的领导，多部门密切协同共同完成。