许昌市南水北调受水区地下水利用现状及压采目标分析

□王 冰 □司文青（河南省许昌水文水资源勘测局）

1 概述

2009年起，河南省水利厅开展了“南水北调受水区地下水压采与管理”专项工作，许昌市属于南水北调受水区，相应开展了本区域地下水压采目标的核定。该项目首先于2008-2010年开展地下水开发利用基本资料调查，2011年分析确定直接受水区和间接受水区3年地下水开发利用情况调查评价，核定地下水超采区和超采量，开展受水区压采实施方案编制，核定直接受水区和间接受水区地下水压采目标，完成直接受水区和间接受水区地下水压采替代水源分析及压采目标分解，为编制河南省南水北调中线一期工程受水区地下水压采实施方案提供参考。

2 许昌市南水北调受水区概况

2.1 受水区划分

根据国务院批准的《南水北调工程总体规划》中确定的直接受水区（城镇区）和间接受水区（直接受水城镇所辖的农村地区），许昌市受水区范围为除鄢陵县外所有的行政区域。

2.2 受水区水文气象与自然地理

许昌市位于黄淮平原的西部，处在山丘与平原交接地带。西部属伏牛山、嵩箕余脉，中东部属山前洪积冲积平原，地势由西北向东南倾斜，地面平均坡降1/1000左右。在平原区内有零星分布的高地和洼地。属暖温带季风气候，春季干旱多风，夏季气温高，降雨时空分布不匀；秋季昼夜温差大，冬季干旱多风。由于气候受地形影响，常形成灾害性天气。本区多年平均气温14.70℃，全市降水量多年平均为701.30 mm。根据含水层的岩性构造与地下水赋存空间的性质，本区域地下水类型分为松散岩类孔隙水、碎屑岩裂隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水和岩浆岩类裂隙水。

3 受水区地下水资源及其开发利用现状

3.1 受水区地下水资源量

许昌市受水区面积4110 km2，经计算，多年平均浅层地下水补给量山丘区23390万m3，其中直接受水区可开采量为4192万m3。深层承压水不宜作为长期开采的水源，本次成果不对受水区深层承压水可开采量进行评价。

3.2 受水区浅层地下水开发利用状况

开采井总量调查情况，截至到2010年受水区开采井数量分为：自来水公司69眼、自备井1457眼、农村生活开采井2540眼、农业灌溉开采井46408眼，总开采井50474眼。（其中16眼深层）。现状年2010年受水区浅层地下水开采量为37947万m3。农业19655万m3，占浅层地下水开采量的51.70%，工业7051万m3，占18.60%，农村生活8103万m3，占21.30%，城镇生活 3138万 m3，占 8.40%。

3.3 地下水开发利用调查成果分析

受水区2010年水资源利用总量59348万m3，其中地表水20659万m3，占总利用量的34.80%，地下水38689万m3占65.20%，当年浅层地下水开采量为37947万m3，占总开采量的98.10%，表明浅层地下水已成为许昌受水区最主要的供水水源。地下水开发利用量用水趋势分析表明，受水区农业灌溉较为发达，地下水开发利用程度相对较高。2000年受水区总开采井数约为45047眼，开采量为33876万m3，其中浅层31613万m3，占93.30%。2005年受水区总开采井数约为49508眼，开采量为36226万m3，其中浅层33925万m3，占93.70%。2010年受水区总开采井数约为50474眼，开采量为38689万m3，其中浅层37947万m3，占98.10%。开采井眼数呈逐年增加态势，开采量变化亦呈变化增加趋势，变化原因主要在于开采量受降水量时空分布影响，其中农业灌溉开采量变化占权重最大，此外工业与生活用水呈逐年稳定增加趋势。

3.4 地下水开发存在问题

局部地下水超采问题突出。上世纪70年代，许昌市平原区浅层地下水埋深普遍＜4 m，而到2002年由于大量持续开采，地下水位呈大幅度下降状态，仅许昌市区浅层地下水漏斗面积达41 km2，中深层承压水超采，水位急剧下降，形成城市深层承压水降落漏斗，面积达50 km2以上，中心埋深85.42 m，水位为-12.63 m。由于地下水持续超量开采，引起地下水水位不断下降，含水层被疏干，引起地面大面积沉降，地面出现裂隙，诱发建筑物被拉裂、工程崩塌等恶性事故。地下水水质污染有加重的趋势。据地下水水质监测井监测分析，符合饮用水水质的井眼占监测的48%，其中有20%的监测井不符合灌溉的要求。地下水水质超标物质主要有：总硬度、溶解性总固体、氟化物、硝酸盐氮、氨氮等。单井出水能力下降，由于超量开采，地下水水位大幅度下降，疏干了部分含水层，造成井深较小的机井报废或需要更换较大功率扬程的水泵，不仅增加了单井开采成本，而且容易引起水量衰减，降低单井出水能力，影响供水安全。

4 地下水超采区分析

4.1 地下水超采区划分

按照水利行业有关标准技术规定，浅层地下水超采地域边界确定原则为：浅层地下水位持续下降区域外包线、因开发利用地下水引起了环境地质灾害或生态环境恶化现象地域的外包线。本次确定长葛市局部为浅层地下水超采区，该超采区以长葛市区为中心，向四周延伸，涉及长葛市官厅、增福庙、石固镇，面积209 km2，该超采区属于一般超采区。

4.2 超采区超采量分析

确定现状基准年开采量。根据降水量系列资料分析，许昌市多年平均降水量为701.30 mm，调查年均值705.50 mm。考虑降水量时空分布对行业用水产生不同影响，现状基准年开采量取值方面，工业与生活用水受降水量影响不大，采用2010年调查数据，农业用水取3 a均值，最终确定超采区基准年浅层地下水总开采量为3644万m3。受水区浅层地下水超采区面积209 km2，浅层地下水可开采量为2612万m3，超采量为1032万m3。深层承压水全部计入超采量。超采原因分析。调查统计资料表明，基准年开采量3644万m3中，农业占74%，工业占15%，生活占11%左右。基本认定引起区域超采的主导原因是当地地表水资源不足，农业灌溉开采强度高。对于许昌市区，由于近年来开展了封井压采等工作，加上麦岭水源地的完善运用及南水北调水源的启用，虽然近年来区内开采量总体上有所增加，但地下水超采状况反而有所缓解，市区超采区已经消失。

5 地下水压采目标及初步分解

5.1 地下水压采替代水源

地下水压采替代水源按照水源性质，分为南水北调水、当地地表水水、其他再生水等均可用于地下水的替代水源，用于地下水的压采。其中南水北调工程规划供水许昌市口门分配为总量为22600万m3，目的是缓解当地水资源供需矛盾、改善和修复生态环境，控制地下水超采，归还城市挤占的生态和农业用水。

5.2 地下水压采目标

按规划2020年压采目标分析，根据《南水北调受水区地下水压采总体方案》，受水区将进行全面压采。压采水量按下式计算：

式中：DY—不同时段地下水压采水量；DX—基准年开采量；DC—目标开采量。

与现状基准年相比，深层承压水总体压采80%以上。浅层地下水：直接受水区不超采，城区的地下水实现采补平衡；间接受水区通过开辟新的地表水水源、采取节水、污水回用等措施最大程度减少开采量，努力实现地下水的采补平衡。通过调节分析计算得出受水区分行业压采指标，到规划的2020年，受水区浅层地下水压采总量指标为648万m3。其中长葛市压采305万m3，襄城县压采280万m3，禹州市压采40万m3，许昌市区压采23万m3。许昌市受水区深层承压水压采总量指标为742万m3，全部为市区压采。

6 保障措施

南水北调受水区压采地下水工作是一项系统工程，需要水利、发改委、城建、环保、农业等多部门多行业协调合作，压采方案的实施更需要从行政区域上强力推进。领导重视，明确各部门分工，齐抓共管。科学规划，综合治理。突出重点，全面推进。加强地表水与地下水的联合调度与合理配置，优先使用地表水，严格限制开采地下水，充分利用其他非常规水源。要采取多渠道，加大投入力度。同时尽快完善和健全地下水监测网络，实现地下水水位、水量、水质等自动监测，定期向社会发布地下水动态信息，为领导决策和社会公众共同治理保护地下水提供决策依据。