谭咏清
广东省地质环境监测总站 广东 广州 510510
湛江市是广东省唯一存在地下水超采区的地市,长期的大量地下水开采导致湛江市部分地区存在地下水超采问题。为了强化地下水管理与保护、落实最严格水资源管理制度、促进地下水资源可持续利用,本文通过评价湛江市超采区的地下水超采状况来提供技术参考[1]。文章分析了2001-2010年和2016-2020年两个时段的超采区情况,提出了超采区治理保护的工程和非工程措施。希望通过此文可以提醒人们重视地下水资源的合理利用和保护,为湛江市的水资源管理和可持续发展提供支持。
湛江市作为地表水资源相对短缺的历史性干旱区,其地下水资源发挥着重要作用。然而,长期以来大量开采地下水导致湛江市部分地区存在地下水超采问题,引发了众多环境地质和生态问题。《关于广东省地下水超采区划定公告》明确了湛江市的赤坎、霞山和硇洲岛地下水超采区的严重性[2]。
近年来,湛江市积极推进《广东山省湛江市地下水超采区综合治理实施方案》(2016-2020年)的执行[3],努力改善当前的水质,进一步提高地下水的利用,有效控制地下水的环境污染,从而有效改善湛江市的环境质量。因此,湛江市的超采区地下水位逐步回升,并已经取得了预期的成效。具体超采区概况为:
赤坎区东濒湛江港,占地9km2,作为湛江市的核心区域,它的特殊性使得它以其独特的土质和丰富的矿产资源而闻名。地下水储量从北到南逐,岩性特征是由细小的砂粒和大颗粒的石灰石构成。赤坎区浅层地下水均为中等富水,深层承压水为富水。赤坎水库是本区内唯一可利用的地表水源,多年平均库容为0.358亿m3。湛江市赤坎水厂的建设,标志着湛江市实施了一项重要的城市供水战略,即大力发展地表水,同时有效抑制地下水的开采,以满足市民的饮水需求。
霞山区位于湛江市市区中心,靠近湛江港,东临麻斜海,北为经济技术开发区。赤坎区毗邻,而西、南两边则是麻章区,是湛江市的核心区域,占地117km2。该区地形主要由台地、平原和准平原组成,西北和西南部地势较高,向东和东南逐渐降低,直至治海地区。该地区位于湛江断陷中心,含水层厚度非常大,从10到16m不等,有些甚至超过了50m,而且从北到南还在不断增加。这里的岩石主要是粗砂,而深层的承压水则是由细砂构成的。区内浅层地下水以中等富水为主,深层承压水为富水。
硇洲岛位于湛江市,占地面积的56km2,它的海岸线与雷州湾相连,而且它的东部与中国的第一大火山岛毗邻,而且它的海域也在南海中。硇洲岛是一座火山岩岛屿,目前总人口接近5.0万。岛上的地质构造复杂,主要由玄武岩组成,具有丰富的玄武岩孔洞裂隙水资源。岛屿表层被松散层覆盖,含水层变化较小,岩石以粗中砂为主。硇洲岛的水源主要来自降雨渗入和来自大陆的侧向补给。浅层地下水水量中等丰富,而深层承压水则更为丰富。
湛江市2011-2015年地下水超采区的相关数据未在广东省水利厅、广东省水文局以及湛江市水务局等相关网站上进行公布,本文只对2001-2010年和2016-2020年的地下水超采情况进行评价。
从表1中可以看出,在2001-2010年期间,赤坎超采区的地下水位埋深范围为22.42-25.67m,平均值为24.34m;霞山超采区的地下水位埋深范围为21.34-27.61m,平均值为23.52m。因此,赤坎超采区的地下水位埋深最大,霞山超采区的最小。
表1 2001-2020年湛江市超采区地下水位埋深情况
赤坎超采区的地下水位在2001-2010年间显著下降,其年均下降幅度高达0.13m,而霞山超采区的地下水位也显示出了相似的趋势,其年均下降幅度也达到了0.04m。可以看出,在2001-2010年期间,赤坎超采区地下水位的下降速率远超霞山超采区的。按照《地下水超采区评价导则》(GB/T34968—2017)[4],赤坎超采区和霞山超采区的水位年均下降速率均未超过2m,这表明赤超采区和霞山超采区整体属于一般超采区。
虽然赤坎超采区和霞山超采区在2001-2010年期间整体上属于一般超采区,但在具体时间段内超采的情况各不相同。从图1中可以看出,赤坎超采区和霞山超采区在2001-2010年期间的超采程度有较大变化。在2007年,赤坎和霞山的超采状况有了显著改善,尤其是赤坎超采区的水位上升了约2.94m,这表明超采问题已经得到了有效的控制。而2006年以来,赤坎和霞山的超采状况仍然处于一般超采区,年均下降速率均小于2m。2008-2010年期间,赤坎和霞山的超采程度变化较为复杂,其中赤坎超采区2008年和2010年均存在超采增大的状况,超采等级分别为严重超采和一般超采,但2009年的超采量减小;霞山超采区2008年和2010年的超采量均减小,但在2009年超采严重,属于严重超采区。
图1 2001-2020年湛江市超采区地下水位年变幅图
从表1中可以看出,在2016-2020年期间,赤坎超采区的地下水位埋深范围为37.07-40.04m,平均值为39.31m;霞山超采区的地下水位埋深范围为11.14-20.97m,平均值为18.67m;硇洲岛超采区的地下水位埋深范围为1.19-4.69m,平均值为3.61m。因此,赤坎超采区的地下水位埋深最大,霞山超采区次之,硇洲岛超采区的最小。
在2016-2020年期间,赤坎超采区、霞山超采区和硇洲岛超采区的地下水位均呈升高趋势,水位埋深年均升高速率分别为0.60m、1.97m和0.7m。从2016-2020年的数据来看,霞山超采区的地下水位上涨幅度明显超过其他超采区[5],其中硇洲岛的上涨幅度稍大,而赤坎的上涨幅度则是最低的。根据《地下水超采区评价导则》(GB/T34968—2017),赤坎、霞山及硇洲岛的超采情况都是普遍存在的。
虽然赤坎、霞山和硇洲岛超采区在2016-2020年期间整体上属于一般超采区,但在具体时间段内超采程度各不相同。从图1中可以看出,三个超采区2016-2018年的超采量均呈减小趋势,但减少幅度较小;2019-2020年期间,三个超采区的超采量均出现了大幅度减小趋势,其中霞山超采区的超采量减幅最大,赤坎超采区和硇洲岛超采区的减幅相当。
随着人口增长和经济发展,湛江市对水资源的需求量逐年增加。城市建设、工业用水和农田灌溉等方面的用水需求导致地下水的大量抽取,超过了地下水的自然补给能力。长期以来,在水资源开发利用上存在不合理的情况。过度依赖地下水资源,导致地下水位下降和地下水储量减少。在超采区的形成过程中,水资源管理不够规范和有效。缺乏科学的水资源调度和监管,导致水资源的过度开采和浪费,加剧了超采问题的发展[6]。
4.1.1 水源替代
在湛江超采区的治理保护工程中,为了替代超采区的地下水资源,采取多种水源代替措施是至关重要的。针对湛江超采区的具体情况,以下是几点水源代替措施:
引调水工程:考虑修建长距离输水管道,将邻近地区丰富的水资源引入超采区,这需要进行详细的水资源调查和水量评估,确保水源稳定、可持续并符合质量标准。例如,环北部湾广东水资源被配置工程,待工程建成后,年均供应水将达到20.79亿m3,可大幅度提高湛江的供水保障能力[7]。
河湖调水工程:进行河湖调水工程,通过合理调控河流和湖泊的水位,将部分水源引入超采区。通过河湖调水工程,可以实现超采区地下水补给的增加,减轻地下水的过度开采压力。
人工回灌工程:通过注入大气降水、自来水、地表水等方式进行人工回灌,补充超采区的地下水资源。可采取注入井、建设滞洪区等措施,将水源注入地下水层,提高地下水位,缓解地下水不足的问题。
另外,还可采取建设海水淡化厂、建设雨水收集系统以及加强废水处理再利用等措施来减少对地下水的依赖,实现水资源的可持续利用。
4.1.2 地下水修复
地下水修复是一项复杂的任务,需要综合考虑多种因素采取一系列措施。以下是进行地下水修复的几点措施:
人工回灌工程。利用注射井、地表水和雨水的综合作用,减轻赤坎、霞山等地的地下水超采所带来的生态失衡和环境污染。硇洲岛的浅层地下水被过度开采,因此需要通过回灌来补充地表水和雨水[8]。
采取压采措施。为解决硇洲岛的地下水资源紧缺问题,加强土壤治理,通过修建地表工程来储存降雨。同时,通过降低香蕉的播种面积和优化农业生态系统,保护和恢复当地的生态平衡。
地表水厂建设。加强地表水厂的建设,并关闭那些已经被公共供水系统覆盖的自备井,将有效降低地下水开采量,缓解超采区的地下水环境问题。
建立健全地下水资源管理体系。地下水资源是跨区域、跨行业的共享资源,需要建立起相应的管理机构和监测系统,确保地下水资源的合理分配和可持续利用。
地下水超采区的综合治理。针对地下水超采区域,应制定相应的治理措施。加大宣传力度,引导公众节约、合理用水;加强法律法规的制定和执行,形成有效的约束机制;推进地下水补给工程建设,改善地下水资源的补给能力,减少超采对地下水资源的影响。
地下水资源保护的协作机制。地下水资源的保护需要各方的共同努力,应与相关部门和地方政府加强合作,共同制定和执行地下水资源保护的计划和措施,共同保护地下水资源[9]。
本文对广东省湛江市地下水超采问题进行了评价和分析,并提出了相应的治理保护措施。通过研究超采区的地下水位埋深和水位变化,揭示了超采的成因和对环境地质的影响。根据研究结果,提出了水源替代、地下水修复、建立健全地下水资源管理体系等工程和非工程措施。这些措施将有助于改善超采区的地下水状况,保护地下水资源,促进可持续利用。然而,超采区的治理需要政府、企业和公众共同参与,形成多方合力。政府应加强政策制定和监管,企业应增强水资源管理意识,公众应提高水资源利用的环保意识。未来需要加强超采区的监测与研究,不断优化治理方案。通过共同努力,确保湛江市地下水资源可持续利用,提供可靠的水资源支持[10]。本文的研究结果对于湛江市水资源管理与可持续发展具有重要的技术参考价值,为加强地下水资源保护与管理工作提供了科学依据。