张秀娟
(泰安市水文中心,山东 泰安 271000)
泰安市超采区位于宁阳县西部平原区,宁阳县位于山东省中南部,泰安市西南部,地处东经116°36′~117°25′,北纬35°46′~35°55′。属北温带大陆性半湿润季风性气候,一年四季分明,春季干燥多风,回暖迅速,光照充足,辐射强;夏季炎热多雨,气温高,湿度大,气压低,雨量集中;秋季天高气爽,气温下降快,辐射减弱;冬季寒冷干燥,雨雪稀少。宁阳县多年平均降水量为681.2 mm,年际变化大,丰枯悬殊,枯水年多于丰水年,最大年降雨量为1 447.5 mm(1964年),最小年降雨量为334.9 mm(2002年)。夏季降水量占年降水量的67%,且强度大;秋季降水量占年降水量的13%;冬季占年降水量的9%;春季占年降水量的11%。多年平均蒸发量1 213.6 mm(水面);最大蒸发量1 523.8 mm(水面,1956年);最小蒸发量935.7 mm(水面,1979年);年内蒸发量变化较大,其中5月份最大,12月份最小。宁阳县是一个水资源严重匮乏的农业大县,全县多年平均水资源总量3.25亿 m3,人均水资源占有量 387 m3,仅为全国人均水平的六分之一。
根据2014年完成的山东省地下水超采区评价成果,现状宁阳县地下水超采主要是浅层孔隙水超采的一种类型,地处宁阳县西部冲积平原,西部属涝洼黑粘土地,pH值7~8之间,中东部为壤土,地下水丰富。按照《山东省地下水超采区综合整治实施方案》的要求,以及《宁阳县浅层地下水超采区综合整治实施方案》的阶段性的治理目标,2016-2017年的压采目标为:压采浅层地下水33.52万 m3,封井28眼。实际压采水量为1 284.36万 m3,封井28眼,均为永久填埋。
泰安市浅层孔隙水超采区分布在宁阳县西部冲积平原,涉及东疏、泗店、八仙桥、文庙4个乡镇、街道办事处,超采区的分布及基本情况见下表1。
表1 宁阳县浅层地下水超采区分布情况
根据《山东省地下水超采区评价》(2014) 成果,地下水超采量为83.79万 m3/a,超采区地下水主要为农业灌溉所致。近年来随着宁阳县对超采区的综合治理,超采区的水位有所上升,地下水开采量逐渐减少,超采区面积逐步缩小。根据省市地下水压采总体方案的部署要求,结合宁阳县地下水超采现状、有关水利工程规划建设情况,以及国民经济和社会发展需求等,考虑到超采区治理的艰巨性和复杂性,提出阶段性治理目标:从2015年起,用5年左右的时间,到2020年,将现状浅层地下水超采量83.79万 m3,全部压减,每年压采目标为16.76万 m3,宁阳县浅层地下水超采区基本消除,地下水水环境有望得到明显改善,基本达到地下水采补平衡。超采量柱状图详见图1。
图1 宁阳县超采量柱状图
根据实测的资料情况,2019年1月1日,漏斗中心在东疏镇义和庄村,地下水年平均埋深为13.45 m。根据宁阳县动态观测井2002-2019年共18 a地下水动态监测资料,统计其2002-2019年的地下水埋深年变幅在19.20~12.96 m之间,2019年超采区地下水平均埋深为8.70 m,比2002年的11.05 m上升了2.35 m,地下水位上升明显,宁西平原典型井及年平均埋深变化趋势情况详见图2和图3。
图2 典型井年平均埋深变化趋势图
通过2002-2019年的地下水埋深变化情况图表可知,宁西平原年平均埋深速率变化为负值,说明近18 a来,水位总体没有呈现下降趋势。
超采区地下水位的不断下降,使浅层地下含水层厚度相应减少,使单井出水量减少,甚至使机井报废。同时还因地下水位降低导致耗油、耗电量增加,抽水成本大幅度提高。
由于超采地下水下降、降水量减少以及上游地表拦蓄量增加等原因,造成大部分地表河流干涸时段加长。
根据实测资料,2019年1月1日,漏斗中心在东疏镇义和庄村,地下水年平均埋深为13.45 m,经计算,2019年1月1日,宁阳县宁西平原超采区面积为98.2 km2,与2019年1月1日相比增加了15.5 km2,超采区面积范围详见图4。
图4 泰安市地下水超采区分布图
地下水超采还造成了湿地萎缩、湖泊干涸、地下水污染加剧等危害。
地下水超采区内,除居民生活用水与应急供水外,严禁新增地下水取水,加大地表水和再生水使用量。在超采区内确需取用地下水的,要在年度地下水开采总量控制指标里调剂使用,并逐渐削减地下水开采量。规范机井管理,排查登记机井数量,未经批准的和公共供水管网覆盖范围内的自备井,一律予以关闭,采用封存备用、永久填埋封停地下水井。
对超采区范围内的高耗水行业进行重新调整规划,优化结构调整,规划了山东晋煤明升达化工有限公司、山东恒信高科能源有限公司的搬迁规划方案,新上建项目必须进入化工园区或项目集聚区,入园后,企业用水由地下水变为地表水。
对超采区采用高效节水灌溉试点建设,这一举措将改善农田灌溉条件,农田质量、农业生产管理水平等,种植结构更加优化、促使作物增产。新建配套与节水改造工程,并与超采区综合治理工程相结合,把整个东疏镇区域的水系全部打通,真正实现了把大汶河水调入超采区进行回灌补源的目的。
狠抓替代水源工程建设,减少超采区地下水开采,置换地下水超采水量。加快水厂配套管网建设,利用月牙河水库地表水、引汶水替代城区工业用地下水。提高处理后污水的再生利用率,同时向社会积极推广回用水利用,提升了宁阳河的水体功能,改善了宁阳河沿岸的生态环境。依法规范机井建设管理,排查登记已建机井,未经批准的和公共供水管网覆盖范围内的自备水井,一律予以关闭。
对重点地下水取用水大户实施在线监控,实现自动遥测系统工程,完成系统平台软件拓展,实现与已有系统资源的无缝整合和系统集成升级。建设新的数据管理体系,实现多元数据整合与处理(即已建监测系统的数据整合),搭建水资源信息综合数据管理平台。实现水量远程监测站点和水位远程监测点的安装。
本文运用泰安市多年积累的地下水动态监测资料为依据,通过2002-2019年的地下水埋深变化趋势分析,得出超采区年平均埋深速率变化为负值,说明近18 a来,水位总体没有呈现下降趋势;并论述了地下水超采的危害,从而提出了宁阳县地下水超采区治理对策,对落实最严格水资源管理制度,朝着有利于水资源向良性循环方向发展,支撑经济和社会持续健康发展具有一定的参考价值。