海河流域典型平原区浅层地下水动态分析及保护对策

张治倩，杨 敏

(水利部海河水利委员会水文局，天津 300170)

海河流域地处我国华北地区，是重要的政治文化中心和经济发达地区[1]。该流域多年平均水资源总量为370亿m3，其中地下水资源量为235亿m3。该地区人均占有水资源量约260m3，仅为全国平均水平的1/8，是我国水资源严重短缺地区。一直以来，地下水是海河流域的主要供水水源，是维持区域生态环境平衡的重要因素，对保障流域供水安全、饮水安全、粮食安全和生态安全起着重要作用[2]。20世纪80年代以来，该区域经济社会快速发展，水资源的需求日趋增加，地下水超采严重[3]，截至2010年，海河流域地下水超采量累计超过900亿m3。

大清河淀西平原位于太行山山前，包括保定市大部分地区、石家庄北部和北京南部，涉及面积分别为9834、1885和604km2[4]。该平原区地下水源供水量占总供水量达85%，其中浅层水开采量占整个地下水供水量的90%以上，对地下水的开采量较大，地下水水位变化较大，因此本文选取大清河淀西平原作为海河流域的典型平原区进行分析。

1 地下水变化特征

1.1 水文地质

大清河淀西平原位于河北平原西部，在一级构造太行山断块隆起和冀鲁断拗区的交界[5]，属太行山东坡断隆和冀中断陷两个三级构造单元。该平原浅层地下水为赋存于第四系沉积地层中的孔隙，自上而下分为4个含水组，每一个含水组由多个含水层组成，赋水性强，岩性多为砂砾石[6]。大清河淀西平原为太行山山前冲积洪积平原，矿化度小于2g/l的淡水面积占98%。

1.2 浅层地下水埋深年际变化特征

降水作为影响浅层地下水位的重要因素，主要补给地下水，山前冲积平原非饱和带和含水层的颗粒较粗、厚度较大，有利于接受大气降水入渗补给[7]，其补给量占地下水总补给量的60%以上。人类开采地下水也是地下水位变化的主要影响因素[8]，其次是山区侧向径流补给、河道渗漏补给和灌溉回归等。20世纪80年代以来，地下水开发利用规模先增大后减小，且干旱年份占主导地位[9]，降水补给地下水的量相应减少。

从图1可以看出，自2004年以来，该平原区浅层地下水位虽在某些年份有所上升，但总体呈现下降态势，下降速率为0.41m/a。2008、2012和2013年为该地区的丰水年，地下水水位受降水影响明显抬升。2012年浅层地下水位最大上升区在保定市涿州市西城坊，水位抬升12.63m，主要原因为7月拒马河流域出现特大暴雨，张坊以上平均降水量为176mm，折合水量8.47亿m3[10]。

图1 2004～2015年大清河淀西平原年降水量与年末浅层地下水埋深变化

1.3 浅层地下水年内变化特征

该平原区地下水埋深受降水和人类活动的影响，地下水年内变化体现为4个时期，其中4～6月为枯水季节，此时段降水量偏少，降水补给不足，春季农业灌溉用水加大了地下水的开采量，导致地下水位下降，埋深增加。汛期7～9月降水明显增多，地下水得到相应的补给，农业用水较少，该时期地下水埋深大幅减小。10～11月降水减少，农业冬灌又加大了对地下水的开采，在这一时期地下水位呈现一定的波状下降[11]。12月～次年3月，地下水开采量减少，地下水位缓慢上升。总体来说，年最高水位一般出现在3月或9月。

选取大清河淀西平原的5眼代表性地下水观测井，由北向南依次为南郑各庄、西百楼、西南京、纸房头、南楼，分布如图2所示。丰水年2013年5眼观测井4个季度末的地下水埋深变化情况如图3所示。总体来说，平原区水位埋深由北向南逐渐加深，北部南郑各庄、西百楼和中部的纸房头年内最高水位出现在第四季度末，而南部南楼和中部西南京的年内最高水位出现在第一季度末，5眼井的最低水位均在第二季度末。5眼井年内地下水位变幅最大的为西百楼，变幅为2.2m，地下水位变幅最小的为西南京，变幅为0.23m。南楼站逐月埋深变化如图4所示。

图2 代表井分布示意图

图3 2013年代表性监测井地下水埋深年内变化

图4 2013年南楼监测井地下水埋深逐月变化

1.4 大型超采区状况

海河流域共有13个超采区，涉及到本平原区的共有3个，其中2个严重超采区，分别为北京浅层地下水大型严重超采区和河北太行山前超采区，1个一般超采区为北京南部浅层地下水大型一般超采区。各超采区中心埋深变化情况如图5所示。

图5 2009～2013年各超采区中心埋深变化

从图5中可以看出，北京浅层地下水大型严重超采区和北京南部浅层地下水大型一般超采区的中心埋深相对稳定，分别维持在22和18m，而河北太行山前超采区的中心埋深较大，由2009年的50.6m减小到2013年的48.2m。总体来看，该地区近年来的地下水超采区治理成果大显成效。

2 浅层地下水开发利用状况

2004年以来，随着国家对地下水重视程度的提高，河北省作为北方地下水开采大户，加大了对地下水资源的节约、保护和管理，开展了城区自备井关停工作。2010年9月发布的《河北省实施<中华人民共和国水法>办法》，标志着河北省实施最严格水资源管理制度的开始。从图6可以看出大清河淀西平原地下水开采量在2011年达到33.23亿m3之后，随着河北和北京地区地下水资源保护措施的不断加强，该平原区地下水开采量开始呈现稳定下降的趋势，到2015年为28.78亿m3，近5年下降速率为0.89亿m3/a。

图6 2004～2015年大清河淀西平原地下水开采量变化趋势

3 地下水保护对策与建议

大清河淀西平原自20世纪80年代以来，地下水水位动态变化较大，一度出现水位持续下降的趋势，但近年来，国家和地方出台了一系列加强地下水管理和保护的措施，该平原区的地下水水位年际间呈现稳定或上升的态势。通过完善地下水管理的法律、经济、行政管理等方面措施，强化监管，可实现区域水资源的可持续利用，保障经济社会的稳定发展。

3.1 严格地下水开发利用总量控制

执行最严格的水资源管理制度，建立健全地下水开采总量控制指标体系，规范地下水取水许可审批和管理制度。充分利用南水北调中线工程和引黄入冀补淀工程分配的水量，在受水区合理压采地下水，补给和储备地下水。

3.2 提高地下水监测能力，完善监测信息系统

目前国家正在开展的地下水监测工程重点对我国北方地下水开采严重地区加密布设地下水监测井，达到对地下水水位、水量及水质的动态监控。各地要充分利用建设的信息系统，定期分析监测数据，实现对地下水资源的精细化、实时化和深度化管理[12]。

3.3 采取积极措施，加强超采区治理

严格按照河北省地下水超采区综合治理方案，开展超采区治理工作，保证超采范围不再扩大，中心深度逐渐减小。并根据当地的节水潜力和替代水源条件，强化节约用水和水资源配置工作，压缩地下水开采量，逐步实现地下水的采补平衡[13]。

3.4 加快节水工程建设，加大节水宣传力度

加快节水型社会建设，提高水资源的利用效率，可有效的减少对地下水的开发。调整产业结构，推动污水处理技术不断提高[14]；对农业种植结构进行调整，在地下水超采严重的地区，减少高耗水作物的种植，从而压减灌溉面积，并大力推进农业节水工程建设。加大节水宣传力度，提高公众对我国地下水严峻形势的认识，从而形成全社会共同推动地下水治理与保护的良好氛围。

4 结论

地下水资源是重要的基础性资源，地下水的过度开采将会带来一系列的生态环境问题，并因地下水开采引发省际水事纠纷，影响社会稳定。本文将大清河淀西平原作为海河流域的典型平原区进行地下水变化特征的分析，得到以下结论。

(1)受降水量和人类活动的共同影响，2004～2015年间大清河淀西平原浅层地下水位总体呈现下降态势，平均下降速率为0.41m/a；地下水年内变化分为4个时期：4～6月为地下水位下降期，7～9月为地下水位上升期，10～11月为地下水位波动期，12月～次年3月为地下水位上升期；2009～2014年3大超采区中心水位埋深变小或基本维持不变，超采区治理显成效；自2004年以来，该平原区地下水的开采量由增到减，近5a下降速率为0.89亿m3/a。

(2)在相关分析的基础上，针对目前地下水资源管理的现状，提出了严格地下水开发利用总量控制、提高地下水监测能力、完善监测信息系统、采取积极措施加强超采区治理、加快节水工程建设、加大节水宣传力度等的相关措施。