衡水市地下水超采治理方案探讨
2014-04-03周慧,周波
周 慧,周 波
(1.河北省水利水电勘测设计研究院,天津 300250;2.海河水利委员会水文局,天津 300170)
衡水市位于河北省东南部,总面积8 815 km2,2013年全市总人口448.1万人,人均水资源量148 m3,仅为全国人均水资源量的7%、河北省人均水资源量的1/2,远低于国际公认的人均300 m3的人类最低生存标准,为极度缺水地区[1]。而衡水市的地下水是该区主要的供水水源,由于长期超采漏斗中心水位埋深已达112 m,并与周边地区的德州、邢台、沧州、天津市的漏斗区相连,从一个封闭性的漏斗发展成一个面积达4万km2的世界罕见的复合型漏斗,且引起了诸如地面沉降、裂缝、咸水入侵深层淡水等一系列的“并发症”。因此,合理利用和保护该地区的地下水资源,对于衡水加快推行“绿色崛起、生态振兴”战略、促进经济社会可持续发展、改变城乡水生态环境具有重大而深远的意义。
1 衡水市概况
1.1 自然概况
衡水市地处海河流域中南部,黑龙港流域腹地。地势自西南向东北缓慢倾斜,海拔在12~30 m,地面坡降滏阳河以东为1/8 000~1/10 000、以西为1/4 000,主要地形为冲积平原。衡水市属暖温带大陆性、半湿润半干旱季风气候区,干燥度在1.23~1.57,四季分明,冬夏长春秋短,春季干燥多风,夏季炎热多雨,秋季气候凉爽,冬季干冷少雪。多年平均年降水量509.7 mm,降水年际变化较大,最大最小年降水比值达4 倍以上。由于受季风影响,全年降水量分布极不均匀,大约90%降水量集中在夏秋两季(5—10月)。
1.2 社会经济现状
衡水市辖8 县2 市1 区、114 个乡镇、4 994 个行政村,总面积8 815 km2,其中耕地面积56.67万hm2,有效灌溉面积47.2 万hm2。截至2013年底,全市总人口448.1 万人,其中非农业人口106.3 万人。生产总值实现1 070 亿元,全部财政收入129.07 亿元,城市居民人均可支配收入20 541 元,农民人均纯收入6 975元[1]。
近几年,衡水市工业化进程明显加快,农业也发生了巨大变化,一个昔日连自身温饱都不能解决的贫困落后地区一跃成为华北平原新崛起的重要粮、棉、油、菜、果等农产品生产基地。在“十二五”期间,以现代化工、装备制造、食品加工三大传统支撑产业为基础,实现转型发展,倾力打造现代物流、休闲旅游、文化产业三大新兴支撑产业,形成“3+3”产业格局[2]。随着京津冀一体化协同发展,衡水市全面推进城乡一体化进程,人口规模持续增长,对水资源的需求和保障提出了更高的要求。
2 水资源现状分析
2.1 水资源可利用量分析
衡水市多年平均水资源总量(矿化度M≦2.0 g/L)为6.13亿m3,人均水资源量仅148 m3,为世界人均的2%、全国人均的6.73%、全省人均的48%。多年平均水资源可利用量为10.66亿m3,其中地表水2.58亿m3,占可利用量的24%;浅层淡水4.0亿m3,占可利用量的38%;微咸水1.65 亿m3,占可利用量的15%;深层地下水2.43 亿m3,占可利用量的23%。南水北调中线配套工程、位山引黄工程、引卫工程等调水工程实施后,衡水市地表水水资源量将在现有基础上增加3倍,超过10亿m3。
2.2 水资源开发利用情况
衡水市年用水量大体在16 亿~18 亿m3,其中地表水多年平均供水量为1.8 亿m3,利用率达到69.8%,尚有开发潜力;浅层淡水多年平均利用量为4.6亿m3,整体上超采,但武邑、武强、饶阳、阜城、冀州5县的浅层地下水仍有开发潜力,共1.52亿m3;微咸水利用量为0.45 亿m3,利用率仅为27%,仍有1.2亿m3的开发潜力[1];深层地下水不作为资源量,却是衡水市的主要供水水源,开采量大大超过了水资源的补给能力,年超采6亿~8亿m3。
3 地下水资源利用存在的问题
3.1 水资源开发利用不合理,生态环境恶化
衡水市地表水年用水量为1.8 亿m3,占年用水量的10%;浅层地下水年用水量为4.6亿m3,占年用水量的27%;深层地下水年用水量为10 亿m3,占年用水量的59%;微咸水年用水量为0.6亿m3,占年用水量的4%。城市生活和绝大部分工业用水主要依靠地下水资源,地下水资源的开发和利用先天不足、过量开采导致地下水位持续下降,形成区域性的地下水漏斗区。
严重超采深层地下水造成上覆空隙水位下降,空隙水被疏干后,大范围的农用机井、手压井抽不出水,造成农村地区人畜饮水困难,而漏斗区内农用浅井逐步被深井取代,深井越打越多,而抽取的水量越来越少[2]。
过度开发地下水造成诸如地面沉降、裂缝、咸水入侵等大量的生态环境问题。同时,不少地区由于生态环境用水被生产用水所挤占,导致区域植被因缺水而退化并造成土地沙化甚至荒漠化,又造成水土流失、洪水泛滥等一系列生态环境问题,从而形成生态破坏的恶性循环[3]。
3.2 水环境污染严重,威胁人们饮水和生存安全
当前造成我国严重水污染的主要原因是工业和城市废污水排放量逐年增加,且处理达标率低。按水资源公报统计,2012年全市废污水排放量0.85亿t,其中工业废污水0.50 亿t,占废污水排放总量的58.8%;生活污水0.29 亿t,占废污水排放总量的34.1%;建筑业污水0.02 亿t,占废污水排放总量的2.4%;第三产业污水0.04 亿t,占废污水排放总量的4.7%。
由于雨污分排系统不配套,废污水排放到河流及蓄滞洪区。许多小河流或部分河段已成为排污沟渠,并且污水下渗,污染地下水源。水污染问题不仅使水资源无法利用,也污染土壤和农产品,严重影响人民健康。
3.3 水资源浪费严重,生活用水和农业节水潜力较大
城镇居民家庭生活用水方面,人们节水意识淡薄,节水器具使用比率相对较低,浪费水现象普遍存在。从2012年用水情况来看,农业灌溉用水量比重最大,达到81%;工业用水占8%;城镇和农村生活用水占7%;林牧渔业用水占3%;生态用水比重最小,为1%。显然,农业用水占全市总用水的绝大部分,并主要靠超采地下水来满足灌溉要求,且在农村地区以大水漫灌居多,用水方式粗放、水利用系数低,节水潜力较大。
3.4 水资源监测工作落后,管理水平低
2013年实行最严格水资源管理制度后,衡水市水资源管理工作开始走上法治化轨道,市政府对水资源管控目标、管理体系和保障机制作了明确规定,但由于某种原因仍存在“管水源地不管供水”“管污水排放不管污水处理”“管污水处理不管回用”等问题,严重影响了地表水与地下水统一调度和分配、污水资源化方案的实施。
在水资源费管理上,城市公共供水和一些用水大户不能按时足额交纳水资源费,造成水资源费大量流失。另外,水价与其价值严重背离,优质水价低于污水处理成本,价格倒挂现象普遍存在,不利于分质供水方案的实施[2]。
4 地下水资源保护方案
4.1 充分挖掘地表水、微咸水、再生水、雨洪资源等
水源潜力,实现水系连通,增加蓄水能力
为减少地下水开采量,衡水市大力从外地域引水,引蓄地表水水源主要有6个,分别是南水北调中线、南水北调东线、引黄入冀补淀、引江济津潘庄线和上游岳城水库、岗南-黄壁庄水库、王快水库,总水量超过16 亿m3。现状引水主要有引黄水和引卫水,引黄水主要入衡水湖,引卫水主要是汛期和冬季上游弃水,与作物灌溉时间不吻合,蒸发渗漏后只有极少部分可以用于农业灌溉,需要通过渠系沟通增加坑塘蓄水能力,同时待其他引水线路通水后,加大引水指标,以缓解当地地下水漏斗问题。
积极开发利用再生水、微咸水增加可供水量,再生水和微咸水利用量均可达到1 亿m3,雨水蓄集利用量可达到0.4 亿m3。实施河湖渠系连通工程,实现各水源跨时间、跨区域联合调度和合理配置。
4.2 发展农业高效节水,制定合理水价,创新管理机制
农业用水占全市用水量的80%以上,节水灌溉和调整农作物种植结构尤为重要。结合小农水重点县项目建设,发展防渗管道输水工程、咸淡混浇工程和微、喷、滴灌高效节水灌溉工程,2014—2017年工程实施后全市节水灌溉面积达到43.87万hm2,其中高效节水面积达到10万hm2,减少地下水开采0.8亿m3。
推广农艺节水。采取覆盖保墒、耕作节水、节水品种、水肥一体化等农艺综合节水措施。重点在井灌区推广衡水市桃城区比较成熟的“一提一补”节水机制。鼓励试点区结合本地实际,积极探索、创新多种形式的农业节水模式,也可自主选择张北县总量控制、水权交易模式或成安县定额管理、超额加价模式,实现农业终端合理水价制度,提高水资源利用效率和效益。
4.3 强化城镇居民生活节水,建立阶梯水价制度
提高公民的节水意识,合理调整城市和城镇居民生活用水价格,稳步推行阶梯式水价制度。水行政部门应按照《河北省南水北调工程供水管理规定》和引黄工程供水管理办法,用足用好外调水,并倡导全民惜水、爱水、节水,鼓励使用节水器具和水的重复利用,超用加价、节约有奖,让市场机制在水资源配置中起决定性作用。
4.4 健全地下水管理体制,强化管理
编制深层地下水保护规划,合理划定保护区范围,明确禁采区和限采区范围,制订保护措施。在地下水超采区,除生活用水外,任何单位和个人不得新打机井;严格机井管理,实行一井一证一表一卡。南水北调工程通水后,全部关闭公共供水管网覆盖范围内的自备井,并采取封填措施[1]。对年久失修、成井条件差或因混合开采导致越流污染的机井一律永久填埋;对成井条件好、出水量大、设施完好的机井进行封存保养,以备在应急情况下启用。
4.5 加强地下水环境监测,提升水资源管理水平
进一步加强地下水环境监测,完善监测设施,推进自动化监测,建设监控信息系统,实行地下水水位、水量双监控,提高监测水平和能力,为地下水资源合理开发利用和决策管理提供基础数据[4]。建设地下水信息数据库和水位水量动态分析、预测、评估等应用信息系统,全面提高地下水资源管理水平。
5 结语
合理规划、限制和利用地下水资源是实现衡水市社会经济可持续发展的关键。从衡水市的实际情况出发,大力引调外地域水,开展多种水源的优化分配,发展农业高效节水灌溉,提高中水回用率和污水处理回用率,协调地表水与地下水的调蓄,健全管理机制,提高管理水平,促进水资源可持续开发利用和水生态环境修复的良性循环[5],实现衡水市经济与水资源利用的同步发展。
[1]衡水市人民政府,水利部水利水电规划设计总院.衡水市地下水超采综合治理试点方案[R].衡水:衡水市人民政府,水利部水利水电规划设计总院,2014.
[2]李莉,吴道祥,杨远杰,等.淮北市地下水资源可持续利用[J].水科学与工程技术,2013,(3):7-10.
[3]王顺久,张欣莉,倪长键,等.水资源优化配置原理及方法[M].北京:中国水利水电出版社,2007:5-8.
[4]郐学军,许学强.水价改革刍议[J].海河水利,2008,(5):68-70.
[5]徐智敏,孙亚军,刘沂轩,等.徐州市水资源开发利用现状及可持续利用研究[J]. 地质灾害与环境保护,2008,16(3):38-41.