雷州半岛地表水与地下水联合利用浅析

张胜华

（广东省水文局湛江水文分局，广东 湛江 524037）

雷州半岛地表水与地下水联合利用浅析

张胜华

（广东省水文局湛江水文分局，广东 湛江 524037）

分析了雷州半岛的水资源情况及其存在的工程性缺水严重，地下水超采导致的地面沉降、海水入侵，等水资源供需矛盾日益突出的问题。论述了地表水--地下水联合利用的必要性，探讨了雷州半岛地表水、地下水资源联合利用的潜力及措施。

地表水；地下水；联合利用；雷州半岛

多水源联合利用关系着水资源的可持续利用[1]。地表地下水资源联合利用旨在为区域提供稳定的可供水量，有效控制地下水位，减少水资源时空差异，达到有计划开发利用地表地下水资源，并使之与社会经济发展及生态坏境保护相协调。雷州半岛水资源的开发利用为促进国民经济发展和居民生活水平的提高提供了重要保障，但由于人们长期对科学利用水资源认识不足，以及人口增长、经济社会不断发展形势下，水资源污染和匮乏等问题日益突出。这对水资源的管理提出了更高要求。因此，本文通过分析雷州半岛地表水-地下水联合利用现状、水资源利用存在问题、联合利用理论基础等，进行地表水、地下水联合利用潜力分析，开展雷州半岛地表水、地下水联合利用措施研究，为雷州半岛水资源优化配置和水资源保护等提供决策与参考依据。

1 雷州半岛地表水、地下水联合利用的必要性分析

1.1 干旱频发且工程性缺水严重

雷州半岛位于广东省西南部（主要包括湛江市区、徐闻县、雷州市、遂溪县），多年平均降雨量1 470 mm，低于全省多年平均降雨量近两成。尽管汛期降水丰沛，但由于降雨时空分布不均、各地蒸发量较大，极易出现干旱，历史上描述雷州半岛干旱情况有“十年九旱”之说。另据统计，雷州半岛多年平均水资源总量为73.36亿m3，其中地表水资源量53.31亿m3，地下水资源量32.69亿m3，地表水与地下水重复计算量20.22亿m3[2]。地表水可利用量为47.97亿m3，地表水与地下水不重复可利用量为1.57亿m3，水资源可利用总量为49.54亿m3。由于雷州半岛上无大江大河，河流短小，河川径流不大，加上地势平坦不利于蓄水，蓄水工程规模小，现有水库工程大部分为建国初期所建，运行时间长，除险加固不及时、不到位导致未达防洪标准，需限制蓄水，不能正常运行，洪水期大部分水量直泄入海成为不可支配的水资源，导致长期以来雷州半岛工程性缺水严重。

1.2 水资源供需矛盾日益突出

2013年雷州半岛用水总量达18.66亿m3，较往年增加，由图1可知，用水总量呈逐年增长态势。这说明雷州半岛经济社会的不断发展对水资源需求的日益增加。2013年地表水、地下水利用分别为13.34亿m3、5.32亿m3，图2、3表示了雷州半岛各分区地表水、地下水水资源可开采量百分比与利用量百分比。2013年地表水利用量最大的为雷州市，与该区地表水可利用量占雷州半岛总量的比例相一致，其他各县（市、区）可利用量和利用量的比例均较接近，这就说明了雷州半岛地表水的利用量还是比较合理的。但是地下水开采与可开采比例严重失衡，地下水可开采量最小的市区其地下水开采量却是雷州半岛最大的。根据《湛江市水资源综合规划》对雷州半岛75%保证率下各水平年的可供水量和需水量进行了预测[3]，表1显示：供水工程可供水现状为23.36亿m3，2020年需水量达34.70亿m3，2030年需水量为40.44亿m3，从2020年到2030年各县（市）区缺水量越来越大，届时水资源矛盾更为突出。

图1 2007～2013年雷州半岛地表水、地下水利用比较[4]

图2 各县（市、区）地表水可开采量、地表水利用量示意图

图3 各县（市、区）地下水可开采量、利用量示意图

表1 雷州半岛供需水量预测水量 亿m3

1.3 地下水开采问题严峻

2013年雷州半岛地下水开采量占总用水量的28.5%，与往年（超过30%）相比，整个雷州半岛地下水开采量有所减少，其中市区地下水开采系数达1.1。由于长期大量的开采地下水，且开采量在时空上的分布不均使得雷州半岛地下水应用出现了一系列问题：

（1）出现了地下水超采区（见表2）；

（2）因抽取地下水诱发的区域水位降落漏斗及地面沉降分布于雷州半岛的湛江市区。该市城市供水的50%为地下水，由于近30多年来长期集中或大量开采地下水，且开采井过于集中在市区赤坎-霞山之间。目前，中层承压水漏斗中心降深为29.92 m，年平均降速达0.88 m/a，2 m降深面积近1 118 km2；深层承压水漏斗中心最大降深为27.83 m，年平均降速达1.11 m/a，大于2 m降深的面积近1 000 km2。随着区域水位降落漏斗的形成及扩展，在漏斗中心附近，形成了以湛江市潜水学校及赤坎区沙湾等地段为中心的地面沉降区，沉降面积达194 km2，沉降中心累计沉降量达175.8 mm；

（3）是地下水污染明显加重。随着经济的发展和城市化水平的不断提高，工农业污水和生活污水排放量不断加大，地表水环境污染负荷加大，从而也导致了地下水不同程度污染；

（4）海水入侵现象（见表3）。雷州半岛市区的硇洲岛部分地段的地下水位已下降至海平面以下，部分开采火山岩孔洞裂隙水的水井出现了海水入侵现象，致使该岛东部沿海地下水的氯化物升高并严重超标。

综上分析，由于雷州半岛降雨时空不均，蒸发大易出现干旱，地势平坦又三面环海的地形特点，不具备修建大型水利工程的条件，每年汛期都有大量的水成为弃水入海；人口、经济社会发展的递增需水要求以及长期以来的开采失衡造成的水资源供需矛盾，地下水是雷州半岛水资源利用的主要部分，但在地下水应用方面也引发了不少问题。因此，就很有必要开展雷州半岛地表水和地下水的联合调度来增加地表水可利用量和地下水补给量来满足我们的需要。

表2 雷州半岛地下水超采区情况[5]

表3 雷州半岛海水入侵区现状

2 雷州半岛地表水、地下水联合利用的潜力分析

2.1 地表水工程条件分析

水利工程是地表水与地下水联合利用的工程基础。雷州半岛现有水库、塘坝891座，总设计供水能力为12.21亿m3。其中大型水库1座，即徐闻县大水桥水库，集水面积196.0 km2。具有多年调节功能；湛江市区、雷州市、徐闻县、遂溪县共有引水工程360多处，设计供水能力为1.69亿m3，其中市区1处，较其他3个县（市），工程数量和引水量均偏少；雷州半岛提水工程1 447处，市区最多，其他3个县（市）数量相当，总的设计供水能力2.36亿m3；调水工程3处，市区、雷州市、遂溪县各1处，总设计供水能力达3.02亿m3，因此，雷州半岛现有的地表水蓄、引、调、提水利工程总设计供水量为19.28亿m3。近年来，重点对徐闻县大中型灌区进行节水改造，建设节水增效示范工程；还规划完成鹤地水库加固工程、一批小型的蓄引提取水工程；建立县（市）监测断面、骨干水库和重要取水口监控工程；按照量水而行、以水定发展的要求，进一步优化调整本流域的产业布局和经济结构，在优先开发利用本地水源的前提下，适时跨流域调水；在污水排放大且集中的城区建立污水收集系统及相应规模的污水处理厂。上述工程的实施，不仅增加节水、蓄引提取水量，还将改善河（库）工程面貌及生态环境，同时为实现地表水和地下水的联合利用奠定了基础。

2.2 地下水工程条件分析

目前，雷州半岛生产井共有28 591眼，其中浅层井26 589眼，深层井2002眼，地下水供水能力为5.61亿m3（见表3）。根据前面分析2013年雷州半岛地下水利用量（5.32亿m3）已经接近地下水工程供水能力。市区赤坎、霞山和硇洲岛3个超采区近10年来年仍然处于超采状况，且超采区由地下水开采诱发的生态环境地质问题虽有所减弱，但依然存在[4]，为满足未来经济社会发展用水靠新增地下水开采量已不大可能。因此，通过建设地下水库工程、地下水回灌工程增加地表水与地下水联系将成为解决水资源供需矛盾的必然趋势。

表3 雷州半岛地下水工程现状

3 雷州半岛地表水、地下水联合利用的措施

3.1 蓄洪工程可行性分析

在不引发水资源地质环境问题前提下尽可能多地开辟水源是地表水与地下水在时空上联合利用的基础，雷州半岛汛期特别是台风期每年平均约40亿m3弃水入海，本文认为洪水期的入海弃水可以作为雷州半岛蓄洪的水源。雷州半岛地势平缓，西北高，东南低，存在引水水位差，而且长期以来鹤地水库-雷州青年运河引水工程积累的丰富经验都有利于开展蓄洪工作。

另外，雷州半岛为雷琼喜马拉雅东西向沉降带的北部，为雷琼自流盆地的北段，盆地的盆底和盆壁为前第三系地层和岩石。盆地内沉积了一套厚逾1 000 m近水平的中新统（N）～全新统（Q4）的松散砂质和松散泥质岩类互层，以及覆盖于其上和夹于其间的基性火山岩。松散砂质岩类发育孔隙，火山岩类发育孔洞裂隙，它们在各种自然因素作用下，成为自流盆地的含水层；松散泥质岩类不含水，为隔水层。含水层和隔水层交替层层叠置，赋存多层地下水，谓之多层含水结构，具有较好的地下水赋水结构[6]。仅从已形成的地下水漏斗来说，市区赤坎-霞山之间多年超采形成的中层地下水漏斗区水体体积亏损近22.36亿m3，深层地下水漏斗区水体体积亏损近20亿m3，如此大的地下水库容量也为蓄洪提供了条件。

3.2 蓄洪工程保障体系

3.2.1 水量保障

为了最大限度利用洪水资源使得地表水、地下水的利用有保障，雷州半岛可以从以下几方面着手：

（1）通过完成鹤地水库加固工程、雷州青年运河引水渠改造、合流水库扩容工程以及一批小型蓄引提取水工程的除险加固，根据各水利工程的设计供水能力计算，每年可以减少约6亿m3入海弃水。另外，到2020年，雷州半岛还可从鉴江供水枢纽工程调水2.8亿m3[7]。由此不仅大大增加雷州半岛地表水供水能力，同时水利工程对洪水的拦截也有利于地表水下渗补给地下水；

（2）地下水库建设。多年来由于市区大量开采中、深层地下水，致使地下水位大幅度持续下降，地下调蓄库容不断增大，为地下水库建设提供了良好的储水空间。市区调蓄含水层透水性强，利用原有的取水设施即可将储存的地下水采出供生产、生活用，工程投资规模小。因此，建设地下水库较为理想的区域为湛江市区，按地下水漏斗区水体体积亏损总量的20%来建库蓄洪，地下水库可以为雷州半岛增加约8.5亿m3地表水资源；

（3）地下水回灌补源工程。由于雷州半岛河小流短，通过延长地表水在河床上的滞留时间和入渗地下水时间的河道拦蓄不符实际，所以渗井补源是雷州半岛回灌补源的主要措施，回灌水源主要有浅层淡水、外调水和汛期来水、降水，在市区漏斗区的上游补给区、农业灌区布置人工渗井，使渗井与地下含水层沟通，增加地下水入渗量。具体实施地下水回灌工程还应做进一步的调查研究工作，考虑气象、水文地质以及渗井数量等，以便更为精确地确定回灌补给量。

3.2.2 水质保障

雷州半岛地下水库和渗井回灌工程建设的水质保证主要是以野外调查和岩土、水土分析实验为手段，进行地表环境背景值调查，查明地下水污染的主要污染物和分布区，确定渗井回灌区位置，此外，还可以利用雷州半岛现有的地表水和地下水动态自动监测系统和人工检测系统，随时监测水质变化情况。

对于蛋鸡料，适宜的粒度为7～18目，由表2可知经对照组的玉米粒度在7～18目的比例平均为(30.67±1.30)%；经试验组的玉米平均达到(61.22±2.44)%，且粒度符合理想粒度的要求(7目上＜20%，7～18目＞50%，18目下＜30%)。7～18目的玉米粉碎粒度，经两种不同工艺对比差异极显著（P＜0.01）。

3.2.3 水位保障

为使地表水源调水时避免大规模调水处理不当造成下游或地势低洼地区水淹事件，有必要修建必要的水工构筑物，如水闸等。同时为防止地下水库和地下水回灌工程使地下水位上升给人们生产生活带来负面影响（如影响建筑物地基），应充分利用各部门在雷州半岛布设的约200多眼地下水专用和统测井在汛期进行地下水水位监测。

3.3 地表水、地下水联合利用效果

经济社会发展对水资源的需求促使我们研究雷州半岛水文、地质要素，特别是研究地下水超采出现的自然、社会环境等问题，研究如何合理开发利用和保护水资源，使水资源处于促进人们生产生活良性发展的状态。在蓄洪、地下水回灌等措施下，建立地表水地下水联合调度模型，最终达到雷州半岛生产生活用水优化分配、科学利用。经过人工参与地表水、地下水时间和空间上联合调度，雷州半岛可新增“盘活”水资源达17.3亿m3/a之多（总供水能力达40.66亿m3/a），届时完全能满足近期和远期用水需求。

4 结语

本文进行的雷州半岛地表水、地下水联合利用分析显示：①雷州半岛面临干旱频发、工程性缺水，导致水资源供需矛盾日益突出，地下水超采导致的地面沉降、海水入侵等问题不容忽视，亟需开展地表水、地下水联合利用以保证水资源在时空上的合理有效分配；②水利工程、水文气象、水文地质等条件为地表水和地下水的联合利用提供可能；③通过蓄洪工程措施加大地表水下渗、回灌补给地下水，经过丰枯季联合调度，可新增“盘活”水资源达17.3亿m3/a。

本文仅从基础条件与措施的角度对雷州半岛的地表水、地下水联合利用进行研究，分析了雷州半岛地表水、地下水联合利用的潜力。但是实际上地表地下水联合利用涉及因素非常复杂，需要运用数学模型、最优化技术、计算机网络化技术等方法对联合调度的具体过程进行模拟，这将在以后的工作中做进一步研究。

[1] 王 丽，朱远生，马海涛，等.珠江地下水资源开发利用变化研究和管理建议[J].人民珠江，2015，36（5）:1-3.

[3] 湛江市水务局.湛江市水资源公报（2007～2008年、2011～2013年）[R].湛江：湛江市水务局，2014.

[4] 湛江市水务局.湛江市水资源综合规划[R].湛江：湛江市水务局，2006.

[5] 张胜华.湛江市区地下水超采区评价[J].广东水利水电，2014（11）:59-62.

[6] 广东省地质局.雷州半岛1:20万区域水文地质普查报告（1971）[R].广州：广东省地质局，1981.

[7] 广东省水利电力勘测设计研究院.广东省湛江市鉴江供水枢纽工程水资源论证报告书[R].广州：广东省水利电力勘测设计研究院，2007.

（责任编辑：刘征湛）

Conjunctive use of surface water and groundwater on Leizhou Peninsula

ZHANG Sheng-hua

（Zhanjiang Branch of Guangdong Provincial Bureau of Hydrology,Zhanjiang 524037,China）

Analysis was made on the present situation of water resources and the existing engineering water short⁃age problem on Leizhou Peninsula.Excessive exploiting of groundwater had led to ground setting,encroachment of sea water,more and more prominent contradiction between water supply and demand.The author demonstrated the necessity of conjunctive use surface water and groundwater,and discussed the potentialities and measures of con⁃junctive use on Leizhou Peninsula.

Surface water;groundwater;conjunctive use;Leizhou Peninsula

TV213.9

B

1003-1510（2016）01-0001-05

声 明

《广西水利水电》编辑部

2015-11-03

广东省水利科技创新项目（2012-01）

张胜华（1986-），女，湖南常德人，广西省水文局湛江水文分局工程师，硕士，从事水文分析计算及水资源评价工作。

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