基于地下水压采的水资源优化配置研究

杨治中 刘 猛

近年来随着国民经济快速发展，太和县用水量显著增长，区域内水资源供需矛盾突出，长期超采深层地下水，严重制约着当地社会经济和生态环境健康发展。根据经济社会发展和环境改善对水资源的要求，本文结合安徽省太和县地下水压采方案，分行业进行了水资源供需分析，提出了统筹协调生活、生产和生态用水的水资源合理配置方案。

一、太和县水资源现状

太和县隶属于阜阳市，位于安徽省淮北平原腹地，面积1820km2，现有人口178 万人。按照县域河流水系的分布状况，可进一步分为颍河流域、黑茨河流域和西淝河流域。根据1956—2017年系列资料分析，全县多年平均降水量为15.02 亿m3，折合降水深825.2mm。全县多年平均地表水资源量3.32 亿m3，折合径流深182.4mm。全县50%、75%和95%频率地表水资源量分别为2.68 亿m3、1.43 亿m3、和0.58 亿m3。全县多年平均地下水资源量为3.12 亿m3。全县多年平均水资源总量为5.83 亿m3，50%、75%和95%频率水资源总量分别为5.12 亿m3、3.37 亿m3和1.90 亿m3。太和县流域分区水资源总量见表1。

表1 太和县不同频率分区水资源量计算成果表（万m3）

二、水资源开发利用情况

1.供水水源工程

2019年，太和县共有大中型水闸12 座，其中大型水闸2 座，中型水闸10 座；涵闸117 座，其中大型闸2 座，中型闸10 座，小型涵闸105 座；蓄水大中沟76 条；蓄水塘坝1361 座。全县总蓄水库容10493 万m3，其中，河道和沟网涵闸蓄水库容9096 万m3，各类塘坝蓄水1397 万m3。共有小型提水泵站7 座，总装机容量1743kW，提水规模25m3/s，主要分布在黑茨河、颍河沿岸区域，现状供水能力为5100 万m3，设计供水能力6447 万m3。共有供水机电井29.6 万眼，大部分为农业灌溉浅井，深层地下水机电井约210 眼，主要为城镇生产和居民生活供水。

2.供用水量

2019年太和县总供水量2.20 亿m3，其中地表水源供水量1.20 亿m3，占总供水量的54.5%；地下水源供水量0.96 亿m3，占总供水量的43.6%。在地下水源供水中，浅层地下水供水量为0.71 亿m3，占地下水源供水量的74.0%，深层地下水供水量为0.25 亿m3，占地下水源供水量的26.0%；中水回用量0.04 亿m3，占总供水量的1.8%。

2019年太和县总用水量2.20 亿m3，其中，农田灌溉用水量1.07 亿m3，林牧渔畜用水量0.14 亿m3，工业用水量0.46 亿m3，城镇公共和居民生活用水量0.45 亿m3，生态环境用水量0.08 亿m3。

3.现状用水水平

2019年太和县综合人均用水量为151.4m3，低于同时期全国平均水平的431m3；万元国内生产总值（当年价）用水量为48.4m3，低于同时期全国平均水平的60.8m3；城镇人均居民生活用水量（含公共供水）为99.0L/人·d，农村居民生活用水指标70.0L/人·d。农田灌溉亩均用水量115.8m3。

三、开发利用存在的问题

1.水资源可利用量不足

太和县地势平坦，境内河流大多属于过境河流，由于当地缺乏大中型调蓄工程，河道、湖泊的库容不大，蓄水能力差，导致地表水可利用量不足；另外，由于河流上游地区出于自身用水考虑，多建有河道节制闸拦蓄，一般在非汛期不向下游放水，汛期泄洪，因此更加剧了来水年内分配的不均匀。以上两点原因使得太和县境内地表径流在汛期或丰水年份大多流走，非汛期或干旱年份水量较少，地表水可利用量远小于地表水资源量。

2.水资源有效利用率不高

太和县水资源开发利用总体水平不高、利用效率较低。在农业生产中，主要表现为灌溉方式落后，灌溉水有效利用系数小，现状为0.608，水分生产率低，单方水粮食生产量在1.0～1.2kg 左右，与发达国家相差近一倍。工业生产中，2019年度太和县万元工业增加值用水量为46m3，高于全国38.4m3的平均水平，但与发达国家相比，用水效率仍有提升的空间。在居民生活用水方面，公众节水观念淡薄，管网漏失率较大，生活用水节水空间较大。

3.地下水超采问题突出

太和县地表水资源匮乏，城市和乡镇供水水源以深层地下水为主，而长期大量开采深层地下水已形成了较大范围的地下水超采区，造成区域地下水位大幅下降，太和县地下水降落漏斗面积已超过197km2。如果继续扩大开采，一方面会造成深层地下水含水层疏干、资源枯竭，存在供水安全风险；另一方面可能会引发地面沉降等环境地质问题。随着城市规模的扩大和经济的发展，未来太和县城镇水资源供需矛盾势必将愈加突出，缺水形势趋于严峻。

4.水资源供需不够平衡

以2019年为现状年，通过对不同来水频率的供水、用水情况进行分析，结果表明：在现状工程供水能力和供水格局下，在多年平均和50%保证率平水年份，太和县基本可维持现有的工农业生产用水需求，而在75%保证率中等枯水年份及95%保证率特殊枯水年份，太和县各流域均出现了不同程度的缺水现象，其中在特殊枯水年份，全县缺水情况较为严重，总缺水量达1.30 亿m3，缺水率达44.9%。

四、水资源优化配置方案

1.水资源配置原则

（1）供水安全原则

水资源配置要考虑城市和乡镇居民生活供水安全，即在应急状态下，首先保证人民群众的最基本生活用水需求。

（2）统筹协调原则

统筹协调社会经济发展与生态环境保护要求，合理安排生活、生产和生态用水，统筹调配地表水与地下水、当地水与外调水、常规水源与非常规水源等多种水源。

（3）地下水保护原则

在当地地表水和外调水供水可覆盖的区域，应逐步关停地下水取水工程，除为保证供水安全必须转为应急备用水源和对水质有特殊要求必须保留的，其余地下水取水工程必须限期封闭。

（4）污水回用优先原则

城市污水处理厂和乡镇污水处理站按不同的用途分级处理污水，优先将其用于热电、化工等工业企业，其次用于景观绿化、生态环境补水。

2.水资源配置格局

为解决太和县水资源不足、供需矛盾突出的问题，太和县提出“依托皖江水，限采深层水，用足地表水，蓄补浅层水，鼓励再生水”的水资源总体配置格局，通过对现有地表水源工程挖潜配套、新建以县域外调水（引江济淮颍河线路）为依托的骨干工程、增设地表输水管网工程建设等工程措施进一步挖掘当地水资源潜力；通过调整机电井布局、压采深层地下水等措施，实现合理利用地下水资源；加大污水处理回用、雨水集蓄利用系统等非常规水源工程建设力度；在充分发挥现有工程效益的基础上，以供水骨干工程来增强和提高地区水资源开发利用程度与调控能力。同时，要制定和完善应急供水预案，提高特枯水年以及突发事件的应对能力，保障社会经济正常秩序。

3.水资源配置方案

（1）行业水量配置

规划到2025年，太和县多年平均配置生活、工业（含建筑业，下同）、农业（含林牧渔业，下同）和河道外生态环境用水量分别为0.54 亿m3、0.59 亿m3、1.14 亿m3和0.084 亿m3，配置比例调整为22.9%、25.2%、48.3%和3.6%；规划到2030年，太和县配置生活、工业、农业和河道外生态环境用水量分别为0.55 亿m3、0.62 亿m3、1.13 亿m3和0.094 亿m3，配置比例进一步调整为23.0%、25.9%、47.2%和3.9%。

根据分行业水资源配置成果可知，规划期随着城镇化率提高和产业结构转型升级，太和县生活和工业配置水量所占比例不断增加，农业配置水量占比将随着农业节水灌溉技术的推广和进步逐步减少。

（2）供水水源配置

规划至2025年，太和县多年平均配置供水量为2.36 亿m3，其中当地地表水供水量0.77 亿m3，耿楼闸上地表水供水量0.15 亿m3，浅层地下水供水量0.64 亿m3，深层承压水供水量0.15 亿m3，引江济淮工程外调水供水量为0.46 亿m3，再生水及雨洪水供水量0.18 亿m3；规划至2030年，太和县配置供水量为2.40 亿m3，其中当地地表水供水量0.75 亿m3，耿楼闸上地表水供水量0.15 亿m3，浅层地下水供水量0.67 亿m3，引江济淮工程外调水供水量0.58 亿m3，再生水等其他水源配置供水量0.26 亿m3。

根据不同供水水源配置成果可知，随着引江济淮、引淮济阜等外调水工程的建设、再生水利用率的提高和地表水资源开发利用程度的加大，太和县规划期对地下水、尤其是深层承压水的依赖程度将逐渐降低。

（3）中心城区水量配置

针对中心城区缺水情况，在引江济淮工程未正式通水前，考虑通过新水源工程建设和再生水回用等手段，进一步挖掘县域内供水潜力。同时，加强当地地表水、地下水、再生水的多水源利用、调度和水资源监管，强化节水措施，实现中心城区多水源供水。待引江济淮工程建成通水后，随即调整供水结构，将外调水作为城区生活及工业用水的主要水源，深层地下水作为应急备用水源及少量对水质有特别要求的工业用水，逐步改变依赖深层地下水的用水格局。规划至2025年和2030年，太和县中心城区配置水量分别为0.71 亿m3和0.80 亿m3。

五、结语

太和县水资源优化配置方案，符合国家宏观政策和法律法规要求，规划实施后，通过优化水源，地表水与地下水、本地水和外调水、常规水源和非常规水源得到合理配置，解决了深层地下水过度开采问题，保证了规划期城镇生活、工农业发展用水，有利于太和县国民经济的可持续发展。生态环境用水量的配置，可以缓解近年来河湖干涸、水质污染等环境问题，提高人民群众生活质量，社会效益、经济效益和环境效益显著