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江苏省地下水超采区变化趋势分析

2014-09-18黄晓燕冯志祥刘晓玲

地下水 2014年4期
关键词:开采量承压水苏北

黄晓燕,冯志祥,李 朗,刘晓玲

(1.江苏省地质调查研究院,江苏 南京210018;2.江苏省节约用水办公室,江苏 南京 210029;3.国土资源部地裂缝地质灾害重点实验室,江苏 南京210018)

地下水作为水资源的重要组成部分,在支撑经济社会发展和保障城市供水安全、生态安全等方面具有不可替代的作用[1]。江苏省地处我国东部沿海,是我国经济最发达的省份之一,由于长期大量不合理开采地下水,导致主采层地下水水位大幅度下降,形成区域性地下水降落漏斗,并在部分地区诱发了地面沉降、地裂缝、岩溶地面塌陷等环境地质问题[2]。对此,江苏省政府高度重视,2005年组织有关部门划定全省地下水超采区,在苏锡常地区实施地下水禁采、在苏北地区实施地下水限采,采取一系列措施加强地下水资源管理和保护,逐步使全省地下水开发利用纳入规范化轨道。2013年,为贯彻落实2011年中央一号文件,实行最严格水资源管理制度,全面掌握地下水超采区现状和发展趋势,加快推进地下水超采区治理,江苏省再次开展全省地下水超采区复核与评价工作,为地下水资源管理和保护提供科学依据。

1 地下水资源开发利用状况

1.1 地下水资源赋存特征

江苏省地貌以平原为主,低山丘陵为辅。广大平原地区地下水以松散岩类孔隙水为主,按埋藏条件,孔隙含水层自上而下可分为潜水、第Ⅰ承压、第Ⅱ承压、第Ⅲ承压、第Ⅳ承压、第Ⅴ承压含水层。低山丘陵区以裂隙水为主,其富水性受岩性和构造的控制,总体上较为贫乏。此外,徐州市区及宁镇一带低山丘陵区赋存有岩溶水,由于受多期地质构造活动的作用和影响,灰岩体的完整性受到破坏,溶沟、溶隙和溶洞发育,为地下水的运移、富集提供了良好空间,赋存有丰富的地下水资源。

1.2 地下水开采特点

新世纪以来,江苏省地下水开发利用主要呈现三个特点:

1.2.1 开采总量逐步减少

新世纪以来地下水开采总量总体呈减少趋势,尤其是2001-2005年,开采量减少明显,由10亿 m3/a减少到9亿m3/a,年均减小0.2 m3/a,2006年后全省地下水开采总量基本稳定在 8.5 亿 m3/a[3]。

1.2.2 开采层位以承压含水层为主

由于水质、富水性等原因,浅层地下水多限于农村家庭洗涤及丰沛等局部地区农业灌溉,开采规模很小。全省地下水开采多以埋藏大于60 m的承压水为主。据统计,全省第Ⅱ、第Ⅲ承压水开采量为4.7亿 m3,占总量的55.9%;其次是岩溶水,年开采量2.13亿 m3,占总量的25.1%,但岩溶水受地域分布限制,开采井主要集中在徐州和南京。

1.2.3 苏北开采强度明显大于苏南

受区域供水推广、替代水源工程建设进度等因素影响,苏北地下水开采强度明显大于苏南。由于地下水资源贫乏(宁镇地区)、禁采(苏锡常地区)等原因,苏南五市地下水开采量不足全省总量的2%,地下水开采规模仅0.07万 m3/a·km2(全省平均为0.82万 m3/a·km2)。苏北八个地级市中尤以徐州为甚,年开采量达3.94亿 m3(占全省总量46.6%),其次是盐城地区1.16 亿 m3(占全省总量13.7%)。

1.3 地下水位动态及环境地质问题现状

1.3.1 地下水水位动态

受地下水开采规模影响,全省不同地区地下水主采层水位动态迥异。

苏南地区:2001-2010年,大部分地区第Ⅱ承压水水位呈快速回升趋势。40 m地下水降落漏斗面积缩至近1 200 km2,中心最大水位埋深升至71.4 m(锡山洛社)。

苏中地区:2001-2010年地下水水位以基本稳定为主(年均变幅小于0.5 m),大部分地区第Ⅱ承压水水位埋深小于10 m,第Ⅲ承压水水位埋深小于20 m(南通市中部除外)。

苏北地区:第Ⅱ承压水水位埋深多在10 m以上,盐城市区、涟水等多个地级市及县级市市区水位埋深超过20 m,形成规模不等的地下水降落漏斗。大部分地区水位基本稳定,但在淮安北部-灌云灌南及丰沛局部地区水位呈下降趋势,年均降幅大于0.5 m,其中涟水及灌南年均降幅大于1 m;第Ⅲ承压水水位埋深多在10~30 m,但在开采程度较高的南通、盐城、涟水、灌南等地超过30 m,形成多个地下水降落漏斗区,最大水位埋深为54.4 m(丰县城区)。除丰沛及连云港的灌云、灌南、涟水等地区水位呈下降趋势(年均降幅多在0.5~1 m),其余地区水位基本稳定;第Ⅳ承压水水位埋深多在10~20 m,开采井较集中的盐城局部地区水位埋深超过20 m,最大为47.1 m(盐城城区)。总体水位基本稳定,年均变幅小于0.5 m/a;岩溶水开采主要集中在徐州茅村、七里沟、丁楼和张集水源地,由于开采井布局不合理,已形成一定规模的地下水降落漏斗。其中徐州丁楼水源地平均水位埋深29.4 m,最大水位埋深为44.9 m(小山子水厂),是江苏省形成时间最早、分布面积最大的岩溶水降落漏斗。近年来,徐州七里沟、丁楼水源地通过采取封井、水源替代等措施,水位稳中有升。

1.3.2 环境地质问题

地下水开采引发的环境地质问题主要是地面沉降。目前江苏省苏锡常平原、沿海平原、丰沛平原等区域地下水降落漏斗分布区多发生了不同程度的地面沉降,其中以苏锡常平原区最为严重。此外,苏锡常地区在上世纪强烈开采地下水作用下,受特定的地质环境条件影响,由于地面的不均匀沉降,引发了数条规模不等的地裂缝。岩溶地面塌陷主要分布在上世纪八十年代中期—九十年代末的徐州市区。

2 超采区划分结果

地下水超采区是指在某一范围内,在某一时期,地下水开采量超过了该范围内的地下水可开采量,造成地下水水位持续下降的区域;或指某一范围内,在某一时期,因过量开采地下水而引发了环境地质灾害或生态环境恶化现象的区域[5]。

2.1 2005年地下水超采区划分结果

2005年江苏省开展了第一次覆盖全省行政区域的地下水超采区划分工作,结果显示全省共划分地下水超采区25个,主要分布在苏锡常地区、南通地区、盐城地区及徐州地区,总面积约17 429 km2[4]。其中一般超采区面积约7 476 km2,主要位于南通地区及盐城地区;严重超采区面积约9 953 km2,主要位于徐州市区七里沟、盐城市区、大丰、丰沛县城及苏锡常地区。

2.2 2013年地下水超采区划分结果

2013年江苏省再次开展了全省地下水超采区的划分和复核工作,结果显示全省共划分地下水超采区22个、总面积约16 596.8 km2。其中一般超采区面积约7 683.0 km2,主要位于盐城市、南通市、淮安市及徐州市;严重超采区面积约8 913.8 km2,主要位于苏锡常地区及南通海门,徐州市丰县、沛县、淮安市涟水县、盐城市滨海县等多个城区及连云港市灌云县、灌南县局部地段也划分为严重超采区。

3 地下水超采区变化趋势及原因

对比两次地下水超采区划分结果,可看出江苏省地下水超采区总体呈现超采区总面积减少和苏南苏中变小、苏北变大的趋势(见图1)。

图1 不同地区地下水超采区面积对比图

3.1 全省地下水超采区总面积减少

2013年全省地下水超采区总面积为16 596.8 km2,与2005年相比,减少了832.2 km2(见表1)。

表1 江苏省地下水超采区面积对比表

3.2 苏锡常地区水位明显回升、沉降速率减缓、超采区面积变小

自2000年苏锡常地区开始实施地下水禁采以来,全区第Ⅱ承压水水位明显上升,其中苏州市年均水位上升1.6 m/a,无锡市年均水位上升1.1 m/a,常州市年均水位上升1.5 m/a。地下水降落漏斗面积(水位埋深40 m范围)由近4 000 km2缩小至1 200 km2,实现了地下水水位全面回升的目标。与此同时,地面沉降速率明显趋缓。禁采之前苏锡常地区地面沉降速率以10~40 mm/a为主,局部地区高达80~120 mm/a。至2010年,大部分地区地面沉降速率降至5 mm/a以下,原来三市连成一片的沉降格局发生改变,由集中转向分散,一些人口集中、经济发达的中心镇正以地面沉降“孤岛”或“岛链”的形态渐渐显现出来。与上次相比,苏锡常地下水超采区面积减小了903 km2。

3.3 长江以北孔隙承压水超采区分布格局明显变化

从分布格局来看,2005年长江以北孔隙承压水超采区主要分布在盐城市区-大丰及南通市,面积为5 071 km2,占长江以北地下水超采区总面积的61.7%,其它多为分散在多个城区的中小型地下水超采区。2013年盐城市区—大丰及南通市超采区面积缩小到3 672.9 km2,比上次减小了1 398.1 km2,占长江以北地下水超采区面积比例降至44.3%。原来分散分布在盐城市北部响水、滨海、淮安市涟水、连云港市灌南等多个城区的多个中小型超采区连成一片,形成一个大型地下水超采区,面积达2 258.5 km2。近几年,相关地区水行政主管部门通过采取严格取水许可管理、强化用水计划考核、征收水资源费和加价水资源费、指导企业节水改水等一系列举措,使得2005年长江以北分布面积最大的盐城市区—大丰地下水超采区地下水开采量明显减小,地下水水位持续下降的局面得到有效控制,超采区面积由2 552 km2减为1 577 km2,减小了近1 000 km2;扬州城区地下水开采量由819万/m3a压缩至100万/m3a,近十年来地下水水位持续上升,升幅在0.2~7.3 m不等,地下水超采区已不复存在。

3.4 徐州岩溶水超采区面积减小、超采程度变轻

近几年,徐州市区水行政主管部门通过加快推进区域供水、水源替代建设(用小沿河地表水替代地下水)、封井、计划开采等一系列举措,市区茅村、丁楼、七里沟三个岩溶水水源地地下水开采量大幅压缩,年均开采量比上次超采区评价时减小了3 121.4万/m3a,尤其是茅村水源地,年均开采量已低于可开采量,开采系数仅0.7。随着开采量的递减,茅村、丁楼、七里沟三个岩溶水水源地水位持续下降的局面得到控制,三个水源地最低水位分别上升了 5.5 m、10.9 m、5.4 m,茅村水源地、丁楼水源地平均水位评价期内仅下降了1.4 m、1.7 m,七里沟水源地平均水位上升了4.1 m。在超采区面积缩小的同时,超采程度也变轻(原来七里沟水源地为严重超采区,现在为一般超采区)。

3.5 原因分析

3.5.1 管理力度的持续加大

近年来,各级政府及水行政主管部门等相关部门切实加大水资源管理力度,把加强地下水资源管理作为落实科学发展观、建设生态文明的重要举措,全面落实最严格水资源管理制度,加大对超采区治理的投入,为超采区的科学治理提供了保证。

3.5.2 区域供水的快速推进

苏南、苏中地区地下水超采区面积均呈减小趋势,区域供水的推广是一个重要方面。从2000年开始,江苏省在全国率先推进区域供水工作,2001年省政府批准实施《苏锡常地区区域供水规划》,经过5 a的努力,苏锡常地区基本完成区域供水工作,至2005年苏锡常地区4 745眼深井全部封填;2003年省政府批准实施《宁镇扬泰通地区区域供水规划》,2006年省政府批准实施《苏北地区区域供水规划》,目前苏中地区区域供水已实现96%,苏北地区正在全力推进,预计到2015年实现85%。

3.5.3 苏北经济的迅速崛起

近年来,随着江苏沿海开发国家战略的实施,江苏经济发展由南向北整体上逐渐递减的局势正被改写,苏北地区经济在迅速崛起。2006年以来苏北地区主要经济指标增速连续实现6年高于全省、全国平均水平。与此同时,沿海及部分地表水源条件较差、经济发展迅猛地区的地下水资源需求量也在不断增加,苏北地下水超采区呈增长趋势。未来随着区域供水的推进,替代水源的建设,苏北地下水超采区扩大趋势可望得到扭转。

4 结语

超采区变化趋势表明,水源替代建设是超采区治理的关键。只有大力发展区域供水,兴建工业水厂,将供水区域由城区向乡镇拓展和延伸,将原来把地下水作为水源的生产和生活用水替代为地表水和自来水,地下水开采量居高不下、地下水水位持续下降的局面才能迎刃而解。同时,各级地方政府在经济社会发展中要以水资源承载力为基础,加强水资源的合理配置和高效利用,以促进资源、经济及生态环境的协调和谐发展。

[1]吴旭,赵伟,李杰.邯郸市平原区浅层地下水超采区划分及治理对策[J].地下水.2012(3):54-56.

[2]于军,武健强,王晓梅,等.苏北沿海地面沉降区地下水资源管理对策探讨[J].地质学刊.37(1):91-94.

[3]冯志祥,黄晓燕,李朗,等.江苏省地下水超采区评价报告[R].南京:江苏省节约用水办公室.2013.

[4]常本春,姚炳魁,黄晓燕,等.江苏省地下水超采区划分报告[R].南京:江苏省水资源服务中心.2005.

[5]SL286-2003.地下水超采区评价导则[S].

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