保定市平原区地下水超采区划定及治理措施
2015-03-13姜黎
姜 黎
(河北省保定水文水资源勘测局,河北省保定市高新区兴业路239号 071051)
保定市位于河北省的中西部,与北京、天津构成黄金三角,是京津冀地区中心城市之一。同时,保定也是严重缺水地区,人均水资源量不足全国的1/7,多年平均开采地下水量约29亿m3,占用水总量的90%左右。地下水的过度开采,严重影响了全市社会、经济和环境的可持续发展,造成了地下水超采区面积不断扩大,引起了大面积地下水降落漏斗、地面裂缝等一系列的环境地质灾害问题。为此,科学合理划定地下水超采区,将对开发利用、科学管理与保护地下水资源提供科学依据。文中利用2001~2010年的地下水监测资料进行分析,分别采用水位动态法和引发问题法划定超采区面积,并对地下水超采区的治理提出了相应的措施。
1 地下水资源开发利用现状
1.1 地下水资源量及开采现状
根据2004年《保定市水资源评价》成果,全市多年平均(矿化度不大于2 g/L)地下水资源量为22.23亿m3,地下水可开采量17.35亿m3(矿化度不大于2 g/L)。其中,平原区地下水资源量15.71亿m3,可开采量15.34亿m3。
保定市干旱缺水,水资源严重短缺,地下水是全市工农业生产和生活的主要水源。根据《保定市水资源公报》,2010年保定市总取水量为29.35亿m3,其中取用地表水2.39亿m3,占总取水量的8%,地下水开采量26.96亿m3,占总取水量的92%。平原区地下水开采量为24.72亿m3,年超采地下水9.38亿m3。具体取水量的分类见表1。
1.2 机井现状
机井是全市工农业生产及生活用水的主要供水工程,主要分布在平原区。2001年底全市拥有机井总数为13.79万眼,其中平原区为13.13万眼,占95.2%。到2010年底发展到14.99万眼,其中平原区为13.84万眼(密度为12.4眼/k m2),占92.3%。平原区浅层机井总数为12.85万眼(密度为11.5眼/k m2),占平原区机井总数的92.8%。
2 浅层地下水超采区的划定
2.1 超采区的划定标准
地下水开采量超过可开采量,造成地下水水位呈持续下降态势,或因开发利用地下水引发了环境地质灾害或生态环境恶化现象,是判定地下水超采的依据。
依据水利部《地下水资源开发利用规划工作和技术细则》和《河北省地下水超采区评价技术与工作大纲》的要求,划定保定市浅层地下水超采区的划分标准见表2。
表2 浅层地下水超采区划分标准
2.2 地下水超采区的划定方法
超采区的划分方法有开采系数法、水位动态法和引发问题法3种。
文中主要采用水位动态法和引发问题法,综合考虑当地水文地质条件因素,对地下水基础资料的可靠性进行全面综合分析,最终划分地下水超采区范围。
2.2.1 水位动态法
选用保定市平原区89眼浅层地下水动态观测井的观测资料,统计其2001年12月26日~2010年12月26日地下水位变幅,然后计算各井的地下水位下降速率(时段长为9年),速率为正表示地下水呈下降趋势,速率为负表示地下水呈上升趋势。根据计算结果勾绘地下水水位下降速率分区图(见图1)。从图1中可以看出,山前平原的顺平、唐县、望都等局部地区水位下降幅度大于1.0 m/a,其余地区水位下降幅度全部在0~1.0 m/a之间。
根据地下水位下降速率分区图,按表2浅层地下水超采区划分标准(地下水位下降速率在0~1.0 m/a为一般超采区,大于1.0 m/a为严重超采区),初步划分浅层地下水超采区。由图1可知,超采区主要分布在全市平原区,面积为11 144 k m2。其中一般超采区分布范围为涿州市、高碑店市、定兴县、容城县、徐水县、雄县、市辖区、满城、安新县、安国市、博野县、清苑县、高阳县、蠡县、定州市的全部,涞水县、易县、曲阳县的东部,顺平县、唐县平原的大部以及望都县的大部,面积10 948 k m2;严重超采区分布范围为顺平中南部,望都西部,唐县东南部,面积196 k m2。一般超采区和严重超采区分别占超采区总面积的98%和2%。
2.2.2 引发问题法
目前,由于保定市对浅层地下水的不合理开采,引发了一些不良的环境地质问题,主要是地下水位多年持续下降,出现了较大的地下水降落漏斗区。本次以漏斗中心地下水埋深大于25 m,并同时满足漏斗面积大于500 k m2的区域划为严重超采区。划分结果显示,严重超采区主要位于保定市平原区的东部,范围为高阳县、蠡县的大部,清苑县的东南部。
根据保定市地下水年鉴资料统计,浅层地下水漏斗区中心水位埋深呈持续加大的态势,从2005年的31.53 m增加到2010年的32.07 m,增加了0.54 m,面积从596 k m2增加到744 k m2,增加了148 k m2。
经分析计算,引发问题法划定的平原区浅层地下水超采区范围分布于蠡县、高阳大部,清苑县东南部,面积744 k m2,全部为严重超采区。
图1 保定市平原区浅层地下水超采区划分图(水位动态法)
2.3 超采区的划定结果
根据上述两种方法,最终划定保定市平原区浅层地下水超采区范围:全市平原区,面积11 144 k m2,其中一般超采区分布范围为涿州市、高碑店市、定兴县、容城县、徐水县、雄县、市辖区、满城县、安新县、安国市、博野县、定州市的全部,涞水县、易县、曲阳县的东部,顺平县、唐县平原区的大部,清苑县、望都县的大部,高阳县北部,蠡县西南部,面积10 204 k m2;严重超采区分布范围为顺平县的中南部,望都县的西部,清苑县、唐县的东南部,蠡县、高阳的大部,面积940 k m2。
3 地下水超采区治理措施
由于保定市水资源严重短缺,有效解决全市地下水超采问题,必须多措并举,整体落实。
3.1 强化节水型社会建设
(1)农业节水是关键,一方面应调整作物的种植结构,即因地适宜地选种抗旱作物,另一方面大力推广节水灌溉技术,如喷灌、微灌等,提高农田灌溉水利用系数。
(2)在工业节水方面应严格执行定额标准,降低生产耗水定额,提高水的重复利用率,严格限制高耗水、高污染的工业项目,鼓励发展节水型高新技术产业。
(3)在生活节水方面应积极鼓励采用节水设施和器具,实施用水定额管理,实行超定额累进加价机制。
3.2 合理配置,加强调控
超采区地表水与地下水应进行联合调度与合理配置。将南水北调外来水和其他水源(如拦蓄雨水、微咸水、污水处理回用等)与当地水资源进行优化配置,利用地表水替代地下水,严格限制地下水开采,同时采取调控用水结构、调整水价等多种宏观调控手段,促进用水结构趋于合理,逐步控制地下水超采。
3.3 强化地下水管理和保护
建立和完善地下水动态监测网络和管理信息系统,定期向社会公布超采区地下水动态信息。建立地下水位预警机制,对取用地下水总量已达到或超过控制指标的地区,暂停审批建设项目新增地下水开采量。建立覆盖市、县的“三条红线”指标控制网络和约束体系,在地下水超采区域内,严格控制新增取用地下水。严格执行《保定市建设项目水资源论证管理办法》,严格水资源论证报告书审查和资质管理,加强对非法取水、无序取水行为的执法力度,用严格的水资源管理制度保护地下水。
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