话说地下水库

□ 张桂芳 姚章村

地下水库是指由地下砂砾石孔隙、岩石裂隙或溶洞所形成的，或建筑地下截水墙，截蓄地下水或潜流而形成的有确定范围的贮水空间。无论在什么时候,地球上的淡水大约都有三分之二是蓄存于地下水库中。地下水库与地上水库一样具有供水、蓄水、输水和水质掺和等各种用途，对水资源的调节有着巨大作用，但人们往往对其缺乏认知,很少有人（包括从事计划分配水源的人员）能认识到地下水库可以解决日益困扰世界的缺水问题。黑龙江省三大江流域有由冲积、洪积而成的巨大地下水库——松嫩平原、三江平原地下水库，若能得到合理开发利用，将对我省经济社会发展起到巨大的推动作用。

地球水圈中的水并不是静止不变的，而是处于不断的运动之中，存在着明显的水文循环现象。各种水库更新周期存在着较大的差异，大气水库约10天更新一次，深海水库却需要千年之久。陆地水库更新周期可从几周到数千年，这主要取决于水库的形式（河道、湖泊、沼泽、冰川、地冰和地下水）。喀斯特地下水库约为几天或数周，卵石河床需几周或几个月，冲积层地下水库需数月或数年，非承压含水层约需几年或数十年，承压含水层约需数十年、数百年、数千年。我省便于开采的地下水库多为卵石河床、冲积、洪积与弱承压含水层地下水库,水循环周期较短, 多为几周至数十年、数百年，流动较快,补给较快。

人类有希望开采利用的最大水资源量约为14000立方千米，而地下水容蓄11900立方千米，占85%；人工水库容蓄1840立方千米，占13%;湖泊容蓄260立方千米，占2%。而人类每年用水约3100 立方千米，仅占可利用地下水库贮量26%,似乎可以全部寄托于地下水库。我省三江平原平原区约5×104平方公里，按利用30米含水层计(最厚达300多米),有水2250×108立方米(给水度取0.15)，即使一点补给也没有，亦可供5000万亩水田用15年(年亩用水量取保守数300立方米计)，这足以说明地下水库潜力巨大。仅三江平原计算30米地下水库容就比埃及尼罗河上世界最大的阿斯旺水库(1800×108立方米)还大，相当于20多座尼尔基水库(80×108立方米)，说明在三江平原建设我国最大粳稻基地的水资源问题, 完全可以通过三江平原地下水库得到解决。目前，人类控制水循环的地面人工水库在每年蓄水调节或从地面水库调节引用1 立方千米的水,其费用高达一亿美元,而从地下水库提取1 立方千米的水，仅需2000万美元，仅为前者的五分之一。况且地面水库(包括地上径流)保证率低，蓄存很少超过一年。

长期以来，由于人们对地下水库缺乏了解与认同，忽视了地下水库的巨大潜力与优势，使地下水库得不到有效的开发利用，即使开采，也是坚持只能开采当年的天然补给量，不能降低地下水位，地下水库一直处于蓄满状态，没有余地有计划地进行补给和长期蓄水，使地表降水及径流白白地流失或蒸发，这不仅造成水资源的严重浪费，而且可能造成土地盐碱化、潜育化。我省松嫩低平原地区百湖棋布，再加上引嫩工程，浅层地下水得不到有效开采,地下水位居高不下,且由于地下水库水位高，产生大量蒸发,不仅造成水资源浪费，而且使土地盐碱化加剧。而三江平原由于打井开采地下水种稻,使地下水位下降,土地盐碱化现象近年来似乎奇迹般自消自灭。

地下水库能长期蓄水的首要条件是超量开采地下水，降低地下水位，使水库的水位低于天然排水口以下后才能蓄水。简单地说,这就是采取超量开采地下水的方针。这种方针即意味着要更多地注意水库的补给问题。而地下水库的补给可靠天然或人工来完成。

天然补给一般可由河流和降水下渗来实现补给。历史经验证明，只要每15年内有一次罕见丰水年,就能使地下水位回补10～20米。例如，摩洛哥的一个浅含水层从1946年～1957年打井灌溉使柑桔丰收,而地下水以每年1米的速度下降,使人堪忧, 但1957年的降水超过一般年份,使该地含水层的水位上升10米,差不多恢复到原来位置。

人工补给起始于19世纪初,其实质是借助某些工程措施，人为地将地表水注入地下含水层中，以增加地下水补给量，调节和控制地下水位。人工补给常采用以下方法：修建补给井、渗漏田，河道建闸坝，坑塘、河渠拦蓄地上水等补充地下水，地面淹灌，利用大口井、机井进行回灌，大规模植树造林拦蓄增补，这些都是较为有效的措施。例如，北京在河道上设有40多个橡胶坝，年蓄4000×104立方米，年补地下水2亿立方米。在巴基斯坦有60000公里渠道网, 分布在面积达1600x 104公顷、深达350米的巨大地下水库上面, 每年以17立方千米的补给量, 是每年天然补给量8立方千米的二倍多。

由此可见，近十几年来三江平原由于打井开采地下水种植水稻，而使地下水位有所下降（1～8米），乃是我们求之不得的大好事。我们不应该把地下水位有所下降作为限制地下水开采的借口。我省松嫩平原地区浅层地下水开采难度较大,碱地种稻难高产，也应克服困难打井种稻，使地下水位普遍降至8～10米。

当地下水因大量开采而造成地下水位大幅下降时，就可能形成新的补给来源——“激发”补给。我国陕西省兴平市地下水多年平均可开采量为1.3亿立方米，实际年开采量是1.1亿立方米,占可开采量的85%,潜力不多。但在渭河沿岸采取人工措施,即利用河漫滩及一级阶地含水层颗粒粗,在岸边建“排井”,高强度开采地下水,降低河漫滩及一级阶地一带地下水位, “激发”渭河对地下水的补给,其量可达每年每千米长河段向地下补水600万立方米。渭河在兴平市有20千米长,因而,可获得总激发补给量达1.2亿立方米 ,从而使地下水可开采量达2.3亿立方米, 是原实际开采量的2倍多，意义重大。这种地下水库控制水循环的规律,已在三江平原建三江地区得到验证，对于三江平原及沿三大江水系其他两岸平原合理开发利用水资源而言，意义更加重大。建三江地区早在十几年前地下水下降速度曾达每年1.5米，被断定严重超采，而实际由于在地下水下降过程加剧地下水循环，加大了三大江等水体的大量“激发”补给，从而支撑了井灌稻从1997年的308万亩发展至2010年的860万亩，地下水下降速率也逐年由大变小，至2009年局部地区已形成新的采补平衡。黑龙江省创业农场即已出现这种采补平衡现象。

我省年降水资源在400～600毫米，适合不同地区不同水旱比作物生长需水量，具有得天独厚的建设地下水库的自然社会条件，非常有利于以地下水库为主去控制水循环，实现我省水资源的供需平衡，实现降水循环利用（包括我省北安、九三等高平原地区）。所以，我们提倡我省沿江河两岸有条件的地方一定要发展井灌，并尽可能地把渠灌区改为井灌区,提高我省地下水库控制水循环的能力，实现雨洪资源化，缓解上下游、左右岸引提水矛盾,有利于河流健康,有利于循环水利和虚拟水经济的发展，可实现黑龙江“雨养农业”，实现最合理最节水最节能的水资源开发利用，建成集抗灾水利、资源水利、环境水利于一体的生态水利，也就是实现笔者认定且推崇的具有黑龙江特色的以“灌降排蓄”为主的 “排降蓄灌” 生态水利。