南水北调受水区地下水压采与城市供水安全问题研究

王小军，赵 辉，耿 直，5

(1.南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏 南京210029;2.水利部应对气候变化研究中心，江苏 南京210029;3.北京师范大学，北京100875;4.水利部水资源管理中心，北京100053;5.北京中水新华国际工程咨询有限公司，北京100053)

华北地区是我国重要的经济中心，同时又是我国水资源供需矛盾十分尖锐的地区［1］。多年来，连续超量开采地下水已引发了水位下降、地下水降落漏斗，地面沉降等一系列生态环境问题，严重威胁到华北地区的供水安全，给国民经济发展带来巨大的负面影响，已成为经济社会发展的制约因素［2，3，4］。随着南水北调工程的实施，该地区水资源条件将得到很大的改善。如何根据南水北调工程的总体安排，制定合理的地下水压采方案，逐步修复和改善受水区的生态环境，对于充分发挥南水北调工程的供水效益，修复和保护受水区地下水资源和生态环境等具有重要作用。鉴于此，笔者以南水北调受水区内沧州市为例，分析了地下水对于保障该市供水安全的重要作用，并结合其水资源开发利用现状，在遵循科学规划的基础上，明确了今后一段时间的压采量，并从行政手段、法律手段、经济手段、科技手段等多方面提出了对策，确保压采工作的顺利进行，为华北地区其他城市供水安全提供参考。

1 沧州市供水安全现状

沧州市地处河北省的东南部，东临渤海，北靠天津，与山东半岛及辽东半岛隔海相望。西、西南与保定、衡水相接。位于北纬 37°28'～ 38°57'、东经 115°42'～ 117°50'之间。特殊的地理位置使得沧州市水资源极为短缺，供需矛盾突出。地下水作为当地重要的供水水源，在保证生活用水、支持经济社会发展和维持生态环境等方面具有十分重要的作用。据统计，沧州市2005年浅层地下水开采量为32 552×104m3，深层地下水开采量为75 012×104m3，具体见图1、图2。

图1 沧州市浅层地下水利用情况

图2 沧州市深层地下水利用情况

可以看出，地下水对沧州市供水安全具有重要作用。但由于对地下水资源的认识不足，长期以来为维持经济社会发展的需要每年不得不超采约5.0亿 m3深层地下水，由此引起了部分含水层疏干或枯竭、地下水源遭到不同程度的破坏，供水能力和抗旱和谐相处，走资源节约、环境友好的发展道路，对地下水进行保护应急能力大为降低，产生了地面沉降、地裂缝、水质恶化、海(咸)水入侵、土地沙化等一系列生态环境问题，直接危害到当地的供水安全，对经济社会发展构成严重危害。在新的形势下，开展受水区地下水压采工作已刻不容缓［4，5，6］。沧州市地下水埋深变化过程见图3、图4。

图3 第三含水组埋深变化过程线

2 沧州市地下水压采

2.1 压采的指导思想和原则

地下水压采工作应根据建设资源节约、环境友好型社会，建设生态文明和构建社会主义和谐社会的总体要求，坚持人与自然和谐相处，走资源节约、环境友好的发展道路，对地下水进行保护性开发，高效利用，涵养修复;坚持全面规划、统筹协调、综合治理的原则。通过南水北调及其配套工程建设，全面推进节水型社会建设，合理调配各种水源，遏制地下水超采，逐步实现地下水的优水优用和补排平衡，改善生态环境，实现水资源可持续利用，提高应对干旱能力，保障城市供水安全，促进经济社会的可持续发展［5，6］。

2.2 压采量的确定

2.2.1 压采量的计算方法

根据不同阶段地下水压采目标和供需分析结果，超采区地下水目标压采量计算公式如下:

式中:DMi、DKi、DCi、DYi、DX0分别为不同阶段地下水目标开采量(104m3)、可供量(104m3)、供需平衡差(104m3)、压采量(104m3)、超采区现状年开采量(104m3);i、j、k为不同用水部门用户分类序号;t为规划水平年序号;p为不同保证率序号;为各用水部门在第t水平年、来水保证率为p状况下的需水总量(104m3)为各类供水工程在第t水平年、来水保证率为p状况下的供水总量(104m3)分别为地表水供水量、地下水供水量、其他工程供水量(104m3);为城镇、农村居民在第t水平年、来水保证率为p状况下的生活需水量(104m3分别为不同水平年城镇人口、农村人口数量(万人分别为城镇、农村用水定额(L/d·p);为各生产用水部门在第t水平年、来水保证率为p状况下的生产需水量(104m3)，其中分别为农业需水量、工业需水量、三产需水量(104m3)为第 t水平年、来水保证率为p状况下的生态环境需水量(104m3)，其中，分别为河道内、河道外生态需水量(104m3)。

2.2.1 压采量

通过采取各种开源节流的压采措施，根据供需缺口，按照上述原理计算出沧州市不同水平年50%、75%保证率的地下水压采量见图5、图6。

3 沧州市地下水压采与城市供水安全对策

实测数据表明，1956至2000年间，沧州市降水量呈明显减小趋势，来水的减少直接威胁到城市的供水安全，见图7。随着全球气候变暖的加剧，未来该地区水资源供需矛盾将更加突出，供水安全问题将更加严峻［7，8］。为此，必须转变传统的水资源管理方式，深刻认识缓解日益紧张用水矛盾仅靠修建各类水利工程是难以满足的，必须转为面向社会和行为科学的需水管理［9，10］。必须认识到地下水压采是保障当地用水安全的主要措施，但同时又是一项十分复杂的系统工程，需要以政府为主导，各部门密切配合，需要社会各界的理解和支持，需要有替代水源、政策法规、建设资金、技术措施等做保障，才能实现压采目标。

图5 不同水平年50%保证率的地下水压采量

图6 不同水平年75%保证率的地下水压采量

图7 沧州市降水量变化过程

3.1 行政手段

压采地下水、关停自备井应以政府为主导。由政府牵头，组建压采地下水领导小组，实行首长负责制，政府一把手担任领导小组组长，各县市涉及农村压采问题。因此，领导小组成员，除发改委、财政局、建设局、国资委、公安局、水务局等有关部门参加外，还应有乡、镇长参加，及时沟通农村压采情况，自始至终要在政府的统一领导、各相关部门的协调配合下开展工作。同时，政府应严格把关，严禁建设耗水量大的项目。因此，应控制上耗水量大的项目，严格执行取水许可制度。发改委在招商引资，引进项目前应充分考虑水源问题，组织水利部门的专家对项目进行论证，不能盲目建设，以免因水源问题造成不应有的经济损失，也不能以牺牲水生态环境，换取眼前的经济效益，必须在遵循法律法规的前提下，各部门通力合作，确保压采工作顺利进行［5］。

3.2 法律手段

压采地下水工作必须以法律法规、政府文件为依据。《中华人民共和国水法》明确规定，对地下水超采区应严格控制开采量。因此，政府应根据沧州地下水超采实际情况，依法制订和完善地下水管理的有关规章制度，逐步完善地下水管理法律法规体系，切实做到有法可依、有章可循。党委、政府、人大、政协都应参与其中。人大、政协应积极听取各界对压采工作的意见和建议，对有关提案要组织人大代表、政协委员开展调研，从而保证出台压采文件的正确性、基础性及规范性。

3.3 经济手段

水价作为调控需水的主要措施，对于保障压采工作的顺利进行具有重要作用［11］。但目前河北省地下水资源费标准偏低，县级及以下地区，执行每立方米0.2～0.3元，县城及以下地区水资源费征收标准地方政府没有权力制定，省人大、政府应出台法规或规范性文件。因此，沧州市水行政主管部门要积极推进水价改革，逐步建立起充分体现水资源紧缺状况，以节水和合理配置水资源、提高用水效率、促进水资源可持续利用为核心的水价形成机制。同时应建立责任状及奖惩办法。城区压采责任状签订借鉴沧州市区经验，县(市)长和机井所属单位法人签订关停自备井责任状，并根据各县(市)具体情况制定奖惩标准，按时按要求完成关停任务的，按每眼井给予适当奖励。不能按时完成或借故拖延的，不仅要给予经济处罚，还应追究行政责任，造成危害的，还应根据情节轻重依法追究刑事责任。农村压采应分批进行，首先选择农村用水管理机制健全、计量设施完善的村庄签订责任状，按时按要求完成的，按每眼井给予适当的奖励。农村压采应先行试点，总结经验，典型引路逐步推开［5］。

3.4 科技手段

目前，沧州市区已全部关停自备井，2010年东部引黄通水后，黄骅市区、海兴县城区、南皮城区、渤海新区主城区关停工业及生活全部自备井。2015年南水北调部分通水后，任丘、献县、河间、盐山、孟村关停城区工业及生活全部自备井。2020年全市城区自备井将全部关停，必须依靠科技手段，不断提高用水效率，重点提高工业用水重复利用率，尤其是化工、造纸等行业，要更新改造旧设备，采用先进的节水工艺，把万元产值取水量降到最低点。同时应重点抓好节水灌溉示范区，使示范区充分发挥示范和辐射带动作用。示范区应根据沧州地域特点研究和引进先进的节水技术和设备，坚持先试点后推广的原则。在试点阶段，资金应以政府投入为主，逐步扩大节水灌溉标准区建设，因地制宜，把沧州农业建设成节水型标准化农田［5，6］。

3.5 宣传教育

采取积极措施，做好宣传动员工作，充分发挥新闻媒体的作用，深入广泛的进行宣传，让全社会都了解当前水资源面临的严峻问题，宣传地下水压采对对维持受水区良好生态与环境，实现水资源可持续利用，建设生态文明的重要意义。提高全社会对地下水压采的认识，调动全社会的力量参与地下水压采工作。对于在压采地下水工作中出现的典型事迹，要大力宣传报道，通过以点带面，推动地下水压采工作的顺利进行。同时应大力扶持农民用水合作组织，加强对农民用水合作组织的培训及指导，提高他们的专业素质和技术水平，并及时把各种先进的、实用的节水技术传授给他们。

4 结语

(1)沧州市地处华北地区，水资源十分匮乏，地下水作为主要的供水水源对于保障城市供水安全具有重要意义。但由于对地下水资源的认识不足，长期以来为维持日益增长的国民经济和社会发展的需要每年严重超采地下水，由此引起了部分含水层疏干或枯竭、地下水源遭到不同程度的破坏，供水能力和抗旱应急能力大为降低，产生了地面沉降、地裂缝、水质恶化、海(咸)水入侵、土地沙化等一系列生态环境问题，直接危害到当地的供水安全，对经济社会发展构成严重危害。

(2)随着极端气候频率的增加与人类活动的加剧，当地的供水安全将直接受到威胁。因此，必须结合当前认识的需要，转变为需水管理的供需平衡战略，即随着南水北调工程的实施，积极推进节水型社会建设，同时逐步有序的开展地下水压采工作。

(3)结合沧州市地下水开发利用现状，从压采的指导思想与原则、压采量的计算等方面，计算沧州市不同水平年50%、75%保证率的地下水压采计划，并从行政手段、法律手段、经济手段等多方面提出了对策，确保压采工作的顺利进行，保障城市供水安全。

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