田浩然 刘洪超 魏忠成
(1.松辽水资源保护科学研究所,吉林 长春 130021;2.吉林省水文水资源局,吉林 长春 130022)
地下水是重要供水水源和生态环境要素,在保障城乡生活生产、支持经济社会发展、维系良好生态环境等方面发挥着极其重要的作用。党中央、国务院高度关注东北三省地下水现状和保护情况,2015年《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》要求,实施地下水保护和超采漏斗区综合治理,逐步实现地下水采补平衡。2017—2020年,水利部开展了重点区域地下水超采治理与保护方案编制工作,为进一步细化重点区域地下水超采治理的目标任务与对策措施,为全面推动全国地下水超采治理工作提供了科学依据。本文在松嫩平原重点区域地下水治理与保护工作的基础上,针对白城市洮北区地下水超采问题提出了相应的对策和建议,可为类似地区的地下水超采治理与保护提供参考。
吉林省白城市洮北区位于吉林省西北部,西、南隔洮儿河与洮南市相望,东与大安市和镇赉县接壤,北与内蒙古自治区科尔沁右翼前旗相邻,是白城市的政治、经济和文化中心。洮北区总面积2568.8km2,有效灌溉面积252.86万亩,占耕地总面积的97.2%,总人口为48.58万,其中城镇人口30.60万,农村人口17.98万。全区下辖5个乡、6个镇、1个农场、1个精品畜牧开发区、1个经济技术开发区、7个街道办事处,区内交通便利。
区域内供水需求不平衡,出现了地下水超采现象,形成了地下漏斗。影响地下水动态的因素复杂多样,主要有气象、水文和人类活动等,地下水动态随影响因素的季节性及周期性变化而变化。
洮北区位于新华夏构造体系大兴安岭隆起带与松辽平原凹陷带的过渡地带,即洮儿河的山前扇形地带。自新第三纪以来,随着地壳的振荡运动,堆积了多层次不同特征的沉积物,构成了上为第四纪冰碛、冰水沉积、冲洪积的松散砾卵石、砂砾石含水层,下为第三纪沉积的弱胶结的细砂岩、中粗砂岩、砂砾岩含水岩层。二者构成了上下叠置的蓄水构造。
地下水的补给,主要是地下径流及上覆第四系孔隙水天窗式或越流式补给。在潜水含水层之下,伏有第三系含水层,沉积了较厚的第三纪沉积物。碎屑岩类裂隙孔隙层间承压水赋存于第三系砂岩、中粗砂岩、砂砾岩裂隙孔隙中。含水层顶板埋深27~88m,组成含水层的砂砾岩、中粗砂岩结构疏松,胶结较差,裂隙孔隙发育,补给能力较强。在穆家窝棚及大于家窝棚以西,地层翘起,缺失泰康组,大安组含水层埋藏变浅(小于50m),厚度大,颗粒粗,多为砂砾岩,水量丰富。向东南,含水层顶板埋深逐渐加大,最大达88m,含水层颗粒渐细,厚度小于30m,最小厚度19m,富水性减弱,补水能力减弱。
河水的渗漏补给,范围广,强度大。从蛟流河、洮儿河河床岩性看,绝大部分为砂砾石,透水性好,与地下水有着密切的水力联系,补排能力很强。洮儿河、蛟流河贯穿于扇形地上,且河床嵌入第四纪含水层中,通过径流补给地下水,多年平均补给量约为1.5亿m3。
灌溉补给,扇形地上分布有大面积水田,包括地表水灌溉水田和地下水灌溉水田,在灌溉过程中,灌溉水会渗入补给地下水,但补给量不大。
白城市浅层地下水中型超采区主要分布在以洮儿河灌区为中心的区域,用水主要为农业用水,主要用水户为水田灌溉用水户。超采区内现有居民5.87万人,耕地面积69.14万亩,全部为有效灌溉面积,其中水田灌溉面积33.60万亩,旱田灌溉面积35.54万亩;旱田灌溉面积中高效节水灌溉面积16.59万亩。超采区内共有灌溉用开采井10094眼,其中水田灌溉井4931眼,旱田灌溉井5163眼。超采区内灌溉用机井密度为20.4眼/km2。
通过长观井长期监测,水位普遍大幅下降(见图1),2000—2018年地下水位下降幅度为2.68~6.93m,平均下降4.41m,年均地下水位持续下降速率为0.25m/a。按地下水位持续下降区域外包线确定超采区面积为494.5km2。
注 图例数字为监测井编号。
白城市浅层地下水中型超采区2018年现状地下水实际开采量为3.03亿m3,实际超采量为2.23亿m3,超采区地下水开发利用率为376.5%,属于严重超采区。
洮北区近年年均开采地下水约6.00亿m3,已超出区域地下水补给量。区域多年平均地下水情况见表1。
表1 区域多年平均地下水情况 单位:亿m3
由于白城市浅层地下水中型超采区内大量超采地下水,改变了区域地下水的流向,增加了洮儿河冲洪积扇地下水的径流速度,使洮儿河冲洪积扇区域地下水位持续下降,地下水储量大量减少。引起超采区内部分离心泵出现吊泵等问题,一些早期建设的对口抽开采井出现报废现象,农民为了灌溉不得不新建管井和重新配备潜水泵开采地下水,造成了资金和设备的浪费,同时增加了取水成本。
由于地下水位的持续下降,原来在洮儿河冲洪积扇前缘的许多泡塘都出现了干涸、土壤沙化,严重影响了工农业生产和生态环境。
超采区多年平均地下水可开采量为8050.50万m3,2018年现状地下水实际开采量为30307.00万m3,超采严重。白城市地下水超采区建议实行地表水源置换等措施,新增地表水灌溉水田面积,减少地下水开采量,使地下水位逐步回升。
因洮北区所在区域具有含水层连通好、渗透系数大等水文地质特点,局部超采就会引起区域地下水位下降,而超采区外地下水开发利用程度高,已超过95%,因此,应把洮北区都设为限采区。在地下水限采区,一律不准新增地下水开采量,对当地社会发展和群众生活有重大影响的重点建设项目确需取用地下水的,应同步消减其他用水单位的地下水开采量。绝对禁止在洮北区范围内新增开发水田。
建立多部门协调机制,统一机井管理,开展全面登记备案,摸清底数。对机井进行全面普查,对所有机井建立档案,实行户口管理。通过普查,全面掌握每眼机井的深度、年取水量、水泵型号、位置、用途、产权单位、使用单位、打井时间、审批时间等信息;结合取用水管理整治专项行动和“雷霆护水”行动,重点摸清未经审批私打乱打、违规审批、超越权限审批、擅自调整取水用途等违法违规机井规模。强化审批监管,加强源头管控。
进一步完善地下水动态监测站网,监测地下水水位、水量、水质、水温等,并将监测信息传输至具有管辖权限的有关水行政主管部门。健全地下水取用水户监控与计量,城市和工业用水严格按照国家技术标准安装计量设施;农业生产用机井要逐步完善用水计量设施,尽快实现全覆盖;非农业生产用机井要全部安装取水计量设施,年取水量超过5万m3的须安装实时监控设施。对超采区、大埋深区地下水开采井和开采强度较大的机电井安装智能IC卡在线监测设施,对其他机电井安装“以水折电”计量设施。
a.推动农业水价综合改革,建立促进农业节水的奖惩机制,明晰水权、分配水量以及交易和流转等机制。
b.加快制定、落实农业水价综合改革相关配套制度,加快推进农业水价综合改革。鼓励和促进地表水资源利用,在超采区内实行地下水资源水费高于地表水资源水费政策,促使超采区内农户改用洮儿河灌区地表水,以利于水源置换工程的全面顺利实施。
c.健全农业用水定额管理,逐步推行超定额用水累进加价制度。根据节水量对采取节水措施、调整种植结构节水的规模经营主体、农民用水合作组织和农户给予奖励,提高用水主体主动节水的意识和积极性。
d.深化水资源费改革。进一步优化水资源费征收政策,突出水资源税改对水资源节约保护、地下水超采治理的促进作用。
白城市洮北区地下水赋存情况良好,但近年来由于农业灌溉大量开采地下水,引发地下水超采现象发生,存在白城市浅层地下水中型超采区依然没有彻底解决超采问题,洮儿河冲洪积扇区域地下水位持续下降,洮儿河冲洪积扇内地下水储量大量减少,许多泡塘出现干涸状况。针对以上问题,建议从强化承载能力刚性约束,加强地下水限采区管理,关停自备井与农灌井,健全地下水监测计量体系和推进水权水资源费改革5个方面开展工作,为有效治理白城市地下水超采现象提供科学依据,促进松辽流域重点区域地下水超采治理与保护工作顺利开展,达到地下水资源可持续开发利用的目标。