昌邑市地下水压采综合治理措施初探

秦 峰,孙浩东

(1.潍坊市水利事业发展中心,山东 潍坊 261061;2.潍坊市水利建筑设计研究院有限公司,山东 潍坊 261061)

山东省昌邑市位于胶东半岛西端,是一个水资源相对匮乏的县级市,属于中国北方严重缺水地区。其中昌邑市卜庄镇位于青岛、烟台、潍坊三市交界,辖95个村,1.65万户,5.2万人,总耕地面积约8700hm2,是以农业为主的乡镇。卜庄镇北部距离渤海湾约20km,特别是东北部受海水入侵等因素影响,地下淡水资源匮乏、土地盐碱化较重,全镇约有7000hm2盐碱地。农田灌溉除了每年春灌通过峡山灌渠从潍河引水外,主要依靠降雨,庄稼产量低、土地价值较低。因此,缓解治理范围内水资源的紧缺状况,确保当地农业灌溉用水,开展地下水压采综合治理措施措施十分必要。

1 现状及存在的问题

昌邑市地下水位较深,咸水南侵现象突出,耕地盐碱化严重,且除汛期及丰水年河道内有水外,其余年份河道基本断流,导致治理范围内的耕地缺水严重。其中昌邑市卜庄镇农田灌溉除了每年春灌通过峡山灌渠从潍河引水外,主要依靠降雨,庄稼产量低、土地价值较低。引潍干渠自建成以来未进行过系统的治理,经多年运行,现有拦河闸、生产桥及分水闸经多年运行后老化破损严重,个别建筑物已丧失原有功能。

2 调水蓄水必要性

水资源互补是实现区域经济可持续发展,构建和谐社会、节约社会的要求。通过从富余水源引水,将加大雨洪资源利用,缓解水资源紧缺状况,确保当地农业灌溉用水,使有限的水资源得到合理的开发利用。建设河道拦蓄工程、进行河道疏挖等工程,有助于创造更多的社会价值和经济效益。这些工程可以增加地下水补给量和地表水引水量,从而减少对地下水的过度开采,使地下水位得到恢复。另外,治理盐碱土也是非常重要的一步,可以改善地下水生态环境,实现水资源与经济社会和生态环境协同发展,促进水资源与经济社会及生态环境协同可持续发展。通用水源置换、修复补源和引调水工程为“靠天吃饭”的土地提供水源,同时起到蓄淡压咸的作用。

3 工程措施

3.1 河道疏浚及灌溉沟渠清淤

对漩河及灌溉沟渠实施清淤疏浚,对漩河主槽进行扩挖,增加蓄水能力,并对部分河段沟渠进行生态护砌,对配套及沿线建筑物进行维修。漩河河道工程工程规模为小(2)型,相应洪水标准为 20 年一遇。东西防渗河现状淤积严重,沿线建筑物部分损毁,疏挖前单次蓄水最大容积为6.8万m3,疏挖后单次最大容积为10万m3,河道蒸发渗漏量按蓄水容积的15%计算,则东西防渗河单次可蓄水为8.5万m3,故东西防渗河单次增容1.7万m3,按照每年调蓄5次,则增容总量为8.5万m3,可蓄水总量为42.5万m3。

3.2 地表水源挖潜

为优化利用水资源,置换地下水超采区水量,开展系列地表水源挖潜措施。漩河是一条县级河流,流经卜庄镇郑家社区、大陆社区、卜庄社区、任家社区,常年处于断流状态。受海水入侵影响,昌邑市相关地区农田地下水偏咸,不适宜农作物生长,通过对东西防渗河和漩河治理,将潍河水引至漩河中游等工程措施,解决青年路以北漩河两岸的农田灌溉问题同时压采地下水。漩河补水工程通过郑家坡防倒灌闸引水,沿东西防渗河自流引水至漩河,按总量控制,东西防渗河可引流量为3.2m3/s。按照每年引水5次,每次引水10d,蒸发与渗漏损失按照输水量的15%考虑,则东西防渗河可输水 1175万m3。漩河治理前单次蓄水最大容积为43.10万m3,疏挖后单次最大容积为84.91万m3,河道蒸发渗漏量按蓄水容积的15%计算,则漩河单次可蓄水为72.17万m3,故漩河单次增容29.07万m3,按照每年调蓄4次,则增容总量为145.35万m3,可蓄水总量为360.85万m3。漩河补水工程通过引取北胶莱河地表水为两岸农田提供灌溉水源,通过实施东西防渗河、漩河治理工程,1a可置换2次地下水灌溉,可完成压减量460万m3。

3.3 灌溉引水工程

前芦扬水站位于胶莱河西岸,胶莱河防潮闸上游,原建于20世纪 60 年代,主要任务是提供农田灌溉用水,现已年久失修,功能接近废弃。为充分利用胶莱河水进行地表补源,改建前芦扬水站,恢复其原有功能。工程利用现状引水涵闸及前池,对主副厂房进行拆除重建。泵站设计引水流量 0.8m3/s,泵站建筑物级别为 5 级,设计扬程为 5.0m。泵站主要功能是从胶莱河引水,供 G206 北侧农田灌溉用水。前芦扬水站至 G206 段新建矩形输水渠,至王卢村南段清淤疏浚并防渗衬砌,自前芦扬水站引水向北新辟渠道至 G206,经 G206 穿涵至北侧排水沟,通过大寨路东侧排水沟至四支,解决前卢、新胜、王卢、大王、东任、北任等村灌溉问题,达到压采地下水的目标。卜庄镇灌溉引水工程通过前芦扬水站引取北胶莱河水作为灌溉水源,通过实施大寨沟及支沟治理工程,按灌溉需水量的12%补给地下水,则可完成蓄淡压咸水37万m3。

3.4 机井封停

为使地下水生态得到明显改善,实现全区地下水采补平衡,针对昌邑市实际情况,制定浅层井地下水压采工程计划。鉴于此次关停的机井具备一定使用价值,作为应急水源保留,采取封停备用方式,平常禁止取水,只在地表水源因突发事故无法保障供水时临时应急供水。采用混凝土预制板封盖或钢板遮盖保存并在井口配套防护装置,以杜绝企业或农民私自搬离遮盖物继续抽取地下水和人畜坠井等意外事故。由昌邑市水利局和卜庄镇有关工作人员成立领导小组,监督实施机井封停备用并验收,同时出台备用机井管理办法。昌邑市水利局负责本项目封存备用机井的维护检查和应急启用管理工作。建立封存备用机井的登记、建档、管理、维护和监督制度。

通过引水清淤,增加拦蓄水量,提高地表水利用量,为流域周边提供农业及生态水源,减少地下水开采,并通过回灌补源有效阻止地下水位的继续下降、防止咸水南侵,缓解昌邑市水资源短缺的危机,改善漩河两岸生态环境质量,维护地区社会安定和工农业的正常发展。

4 管理措施

4.1 建设水资源监测计量监控体系

通过利用国家地下水监测工程项目和目前已有的监测网络,规划布设适量的地下水监测站点,在超采区加强监测地下水位和水质动态。这种方法可以掌握地下水水位、水量和水质的变化情况,并为监督管理提供技术支持。

2022年,昌邑市增设8口新的地下观测井,以监测地下水位、水量和水质。这些新的井将被整合到现有的城市27口观测井管理系统中,目标是建立一个全面的水资源监测和测量系统。

4.2 水权市场建设

建立昌邑市水权交易市场,昌邑市水利局出台水权交易管理办法,制定农业水权交易规则并监督实施。在不影响粮食作物基本用水的前提下,保障农业取用水户通过水权交易获得节水收益。其中辖区内的可以由水利局或上级水行政主管部门进行统一调配分配,确保最大限度地实现用水效益和资源效益的统一。简而言之,农业水权交易受水利局监督管理,超出辖区需要向上级水行政主管部门申报;同时,在保证粮食作物基本用水的前提下,用水户可以通过交易节余水量水权获得节水收益。对于未交易的节余水量,则由水利局或上级水行政主管部门进行调配,以实现用水和资源效益的最佳结合。未交易的节余水量,昌邑市水利局、镇(街、区)政府、基层用水组织可按照政府指导价予以回购。为了确保农业用水合理、有序,昌邑市水行政主管部门根据用水总量控制指标和有效灌溉面积,核定每亩土地应获得的水权。此外,水行政主管部门会向用水单位或个人颁发水权证书,为了动态管理和确保水权证书的合法性,水权证书应该进行定期核定。昌邑市已成立公共资源交易平台,负责对各类水权交易进行审批管理;并根据水权交易平台建设方案的具体要求,在以往工作的基础上,升级水权交易综合管理系统,将各类初始水权确权户信息纳入水权交易网,便于相关用户及单位查询。同时制定《昌邑市水权交易管理试行办法》,为今后的水权交易工作提供依据与保障。

4.3 水利工程产权制度改革

按照“谁投资、谁所有、谁受益、谁负担”的原则,明晰水利工程尤其是小型水利工程产权主体。镇(街、区)政府、村委及基层用水合作组织配合昌邑市水利局对项目区范围内水利工程进行登记并颁发产权证书,载明工程性质、范围、产权所有者及其权利与义务、有效期等基本信息。对于项目区水利工程设施已明确产权主体的,按规定延续;对于新建、改建、扩建农田水利工程设施,在投入使用前一并给予明确使用主体并颁发产权证书。在保证工程安全运行的前提下,推进水利工程设施所有权与使用权合理分离。

4.4 农田水利工程及供水计量体系建设

考虑到各地农田水利条件不一,既有新建工程计量设施如何同步配套建设问题,又面临已建工程计量设施不完善,需要补充的问题。根据实际情况安排昌邑市新建、改建、扩建农田水利工程的总体布局(包括工程的覆盖面积、工程类型、分布区域和工程地点等)、主要建设内容及工程量[2]。

5 效果评价

5.1 有利于生态水利建设

科学、系统的河道治理规划是水利工程和河流生态系统和谐、平衡发展的关键纽带。本次漩河引水项目为保护资源、改善水环境、修复生态打下了良好基础,是生态城市建设的需要,是社会经济发展的需要。通过建设河道堰坝和蓄水设施,清理河道并挖掘河床,增加地下水补给量,同时提高地表水引入量,减少地下水开采,以达到恢复地下水位、改善地下水生态环境的目的,有助于协调水资源、经济社会和生态环境的可持续发展。

5.2 促进盐碱地改良

符合国家“藏粮于地、藏粮于技”战略,可以使土地资源得到充分利用,有效提高耕地质量,使农作物在产量与质量上均得到提升,同时通过治理盐碱,固土蓄水,提高了土地资源的利用率,扩大作物的播种面积,有利于改善生产条件和生产结构,保障生产安全,提高农业综合生产能力,带动经济可持续发展。通过缓解超采区的用水问题,减少对浅层地下水资源的开采以及促进当地农业结构调整,这项措施使得农业增效、农民增收成为了可能,并且为农村两高一优农业的持续发展创造了良好的条件。

5.3 推进绿色经济建设

随着城市规模的扩大,昌邑市正在致力于构建优良的城镇布局和空间发展态势,促进经济蓬勃发展的同时也提出了更高的人居环境要求。城镇经济的繁荣离不开城市环境和景观质量的提升,而这需要有效实施城镇管理。城镇环境的美好将直接有助于经济建设的推进。随着经济的不断增长,环境在经济发展中的作用也越来越重要,经济竞争已部分转化为环境竞争,因此为城市营造良好的投资氛围和优美的自然环境是提供最基本的经济发展平台。加强城市管理,保护现有城市景观,改善生活环境,创造具有吸引力和竞争力的发展环境,是加快经济社会发展的至关重要的任务。

6 建 议

6.1 探索推行农业水价综合改革

农业水价形成机制通过“四分”:分区、分级、分档、分类定水价。昌邑市根据灌区水源主要分为水库灌区(包括骨干工程和末级渠系管道工程)和井渠灌区两大类,按照不容的灌区水源分别制定水价。农业水价的价格管理权限将按不同级别进行分层管理。以建立合理的农业水价形成机制,反映农业供水成本,并有利于节约水资源和农田水利工程的健康运营。昌邑市农业水价改革主要针对两类作物水价:粮食作物和经济作物。按测算的水价由灌溉协会或农民用水者协会按方或按方折电收费。收费可以采取预付费和后付费的办法

6.2 建立节水奖励机制

设立一种易于实行且受广大用户欢迎的激励措施,表彰在推广应用节水技术,如工程节水、农业水资源管理与调控,以及合理规划作物品种结构等方面取得明显节水成效的农业主体。奖励标准要依据节水毛定额与实际用水量之间的节约水量计算确定,应综合考虑节水水量、回购等多种因素。对于符合节水标准并且经过申请、审核、审批、兑付程序的申请者可获得节水奖励。

6.3 加强工程管理维护

从昌邑市近30多年来水资源的开发利用历程来看,地下水的大量开采对全市经济社会的持续快速发展发挥了重要的作用,但粗放的开发利用方式注定是不可持续的,昌邑市没有辖属的大中型水库,昌邑市地下水资源开发利用率为 74.6%,开发利用率较高,且部分地区处于超采状态,出现了大面积超采漏斗区。通过地下水压采综合治理措施,建立的各种工程措施在运行过程中,需要当地政府和水行政主管部门加强管理维护,要加大《地下水管理条例》等法律法规宣传力度,营造良好法治环境,切实保护好相关水利工程持续发挥更大的社会效益。