谢琳琳,郝晓辉,邵维强
(1.济宁市任城区自然资源局,山东 济宁 272000;2.山东省水利科学研究院,山东 济南 250014;3.高密市王吴水库运营维护中心,山东 高密 261500)
济宁市任城区水资源匮乏,而且当地水资源过度开发利用导致地下水位不断下降,一部分地区成为超采区。超采区内含水层枯竭,产生地面沉降、水质恶化等一系列生态环境恶化,进而危及供水系统安全、粮食安全和生态安全,严重制约经济建设良性发展。
按照年均下降速率大于0.2 m/a,且现状年地下水埋深大于6 m 的地区划为超采区。根据调查分析,任城区地下水超采主要是浅层孔隙水超采。任城区行政区面积为651 km2,采用疏干体积法计算界定超采区面积为207.5 km2,均为一般超采区,主要涉及11 个街道,分别为李营、二十里铺、南张和城中区各街道。
济宁市任城区多年平均地下水资源量为13 579 万 m3/a,可开采量为 11 296 万 m3/a,可开采系数为0.83。经统计,任城区浅层地下水多年平均超采量为170 万m3。
任城区浅层地下水超采区现状年开采量6 243.7 万m(3不包括农业取水),其中城镇公共供水开采量5 110 万m3,占总开采量的81.8%;企事业单位自备井开采量1 133.7 万m3,占总开采量的18.2%。现状年济宁市任城区浅层地下水超采区农业用水开采量为664.5 万m3。公共供水水源地的开采是造成任城区地下水超采的重要影响因素。
1)地下水位严重下降,形成降落漏斗。2005年前,由于城区地区集中存在大量开采井,采水强度高,城市水源地地下水位持续下降,最终形成较大面积的降落漏斗。2005 年枯水期,水位标高低于15 m 的水位降落漏斗面积38.94 km2。目前浅层地下水水位埋深基本在8~10 m。
2)造成地面沉降与地裂缝。由于地下水超采强度高,面积大,导致原济宁市市中区全部及任城区北部产生了严重的地面沉降,部分区域出现塌陷区。超过145 km2面积城区发生超过60 mm的沉降,造成地面凹陷、建筑开裂、道路损坏等严重问题。
3)诱发新的污染源,造成水质恶化。区域性降落漏斗使地下水水力梯度增大,导致部分水流向发生变化,造成地表污水,不达标废水下渗流向超采区降落漏斗中心,污染地下水源,水质环境进一步恶化,严重威胁到人民的饮水安全。
1)优化产业结构。合理引导农、林、牧、渔业良性发展,优化用水结构。限制耗水高作物的批量种植,鼓励耗水低、附加值高的蔬菜、水果、花卉、养生中药材将作物生产,发展休闲观光农业。以李营、二十里铺苗木基地为依托,形成森林公园,其间辅助以花木观赏等特色农业。
2)严控项目地下水开采。严格执行水资源论证制度,从严控制新增取水许可的审批。尤其对超采区及周边地区,全面执行地下水开采总量控制指标,确需取用地下水的,尽量在指标内调剂解决。
3)依法封停超采区地下水取水设施。在地下水限采区内,未经批准的和取水许可已经到期的自备水井,一律封停;其它有效许可的地下水取水设施根据有关法律规定限期封闭,深层地下水机井一律关停。2019 年度,任城区依法封停深层地下水481 眼,浅层地下水井1 035 眼,实现压采深层地下水3 964 万m3,浅层地下水4 162 万m3。
4)“退城进园”计划。山东鲁抗医药股份有限公司位于浅层地下水超采区任城区南张街道和济阳街道境内,为使产业发展集群化,和优化城市经济布局,实施“退城进园”搬迁至邹城市和济宁高新区,实现压采浅层地下水35.06 万m3。
5)鼓励再生水回用。鼓励再生水回用,超采区内开发利用再生水的,不受当地用水控制指标限制。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。工业生产、城市绿化、道路喷洒、生态景观等要优先使用再生水。到2020 年,地下水超采区内再生水回用率达到30%以上。
1)引汶入济工程。建设下源沟引汶入济工程,疏通十八华里干渠,连通普陀沟、孟宪洼沟、天宝寺沟、幸福沟等,将大汶河水通过下源沟、北跃进沟等沟渠引入洸府河、与之前建成的引洸、引泗入城工程的水资源共享互通,形成完整水网,综合利用本地及客水雨洪资源。
2)平原水库、湿地公园建设。充分利用采煤塌陷区地形条件,通过建设平原水库,新建孟宪洼水库、于白水库、睿湖湿地等。根据引汶入济的来水流量与用水流量,以及库区现状塌陷区和采砂坑范围,确定水库规模。
孟宪洼平原水库依托岱庄煤矿采煤塌陷区,以孟宪洼沟为中心,兴利库容657 万m3,总库容987 万 m3,可补源地下水 1 768 万 m3,折合井灌区灌溉面积0.58 万hm2。
于白平原水库建设在于白煤矿塌陷区上,兴利库容1 350 万m3,总库容1 620 万m3。水库建成后,可补源地下水2 050 万m3,折合井灌区灌溉面积 0.67 万 hm2。
3)建设地表水厂。公共供水的水源开采是造成任城区地下水超采的重要影响因素。因此,建立地表水厂,将在超采区的公共供水用地下水置换成地表水,是任城区超采区治理的重要措施。
济北高新技术产业园是任城区的用水大户,生产、生活用水多为地下水。因此在南跃进沟附近建设地表水厂(具有引水功能河段),设计总供水能力为30 万m3/d,通过铺设管道方式向济北高新技术产业园供水,解决园里工业生产用水。
4)南水北调配套工程。济宁市任城区和高新区通过一期工程实现引江水量0.08 亿m3。
1)积极开展人工回灌补源。在梁济运河及支流改扩建排灌站用于农田灌溉,同时扩挖河道,建设配套的桥涵闸、返水站等。结合其它改扩建排灌工程系统,增加地表水灌溉面积0.13 万hm2,同时减少开采浅层地下水465.5 万m3。丰水期补给地下水,增加补给量,促使地下水位回升,逐步改善地下水生态环境。
2)加强湿地建设与保护。济宁地区汛期降雨量占到全年降雨量的70%以上,雨洪资源较为丰富。利用采煤塌陷区、采砂坑等有利地形条件,通过采取适宜的生态治理技术,结合水网调蓄工程逐步建设国家湿地公园,并扩建现有人工湿地、水库,实现引水入城水网调蓄,净化水质,回补地下水,逐步实现地下水超采区采补平衡。通过水库土方开挖,在修复地下水生态的同时塑造区域景观,还城区以“绿水青山”。
济宁市任城区通过政策引导、依法管控、水源置换、生态修复等多方面措施实现了地下水超采区的有效治理,缓解了任城区水资源面临的严峻形势,并提高了供水保障能力,改善了区域水环境质量。