邢台市百泉泉域地下水超采综合治理成效

石锦丽

(河北省水利厅，河北 石家庄 050011)

1 百泉岩溶水系统

邢台百泉岩溶水系统地处太行山东麓平原区的邢台、邯郸西部(包括邢台市、沙河市、内丘县及武安市的部分地区)[1]，由西部太行山、南部武安洺河断裂隆起带、北部内丘北岭断裂隆起带、东面107国道附近的断裂断层带围成，是一个较为独立的流域[2]，是邢台市重要的供水水源地[3]。该系统占地面积3843km2，西部山区海拔高度为1000m左右，东部平原海拔为60～100m，地势呈西高东低的趋势[1]。

百泉岩溶水系统是一个独立、封闭的全排型系统[4]，其补给方式主要为大气降水与河道补水。雨水通过百泉流域上游灰岩裸露区和河谷渗漏段入渗进入地下，利用北洺河、大沙河、七里河和白马河4条地下径流带向邢台市区百泉流动，遇断裂断层阻隔在百泉、狗头泉、达活泉等流出。据观测数据分析，大气降水直接渗入补给占总补给量的70%；河道渗漏段补水占30%，其中大沙河补给占河道补给量的70%以上。

百泉泉区较大的泉群有百泉、达活泉两大泉群，均属岩溶上升泉，也是泉域岩溶水主要排泄点[5-6]。百泉泉群位于邢台市区东南4km处，有百泉、七里河泉、葫芦套、珍珠泉、和尚泉、赵家滩、洛泉、华庄泉、狗头泉、银沙泉、黑龙潭11处排泄点，出露面积约16km2，多年平均流量5.73m3/s(1952—1974年)。达活泉泉群位于邢台市西北达活泉公园一带，有达活泉、白沙泉、紫金泉、野狐泉4处排泄点，多年平均流量1.14m3/s(1952—1974年)[7]。

2 百泉历史演变过程

1958年以前，百泉泉区地下水状态较为稳定，地下水埋深随着补给区到排泄区不断变浅，由深埋型转变为浅埋型，直至排泄点以泉水的形式涌出。相关研究表明，补给区水位大于160m，排泄区水位为70m左右，百泉泉域出流量约为8～10m3/s左右，岩溶水资源十分丰沛[1]。

1958—1978年，为满足国家经济发展的需要及应对人口增长的实际问题，当地开始开采百泉泉区岩溶水用于农业灌溉与工业生产。同时，作为百泉泉区岩溶水主要的补给来源之一的大气降水正处于偏枯周期(1958—1980年年均降雨量仅为551.2mm)[7]，导致补给量无法满足工农业用水需求，破坏了百泉泉区岩溶水多年水位周期性变化规律，水位开始呈现下降的趋势。

1978年以后，百泉泉区主要补给区灰岩裸露区以上开始修建东川口水库、朱庄水库、马河水库、野沟门水库、东石岭水库及口上水库等，总库容高达4.16亿m3[5]。由于这些水库拦蓄了大量地表水，使百泉泉区岩溶水的另一个主要的补给来源河道补水锐减，百泉泉区逐渐出现流量不足的现象。自1979年开始，达活泉泉区4个泉坑，百泉泉区的赵家滩、洛泉等泉水流量逐渐减小，1982年6—8月首次出现完全断流的现象[6]。此后，除1996年、2006年由于丰水年上游水库泄洪、钢厂电厂关闭自备井致使百泉泉区短期内小流量复涌外，均处于停喷状态，对当地农业灌溉与工业生产造成了重大的损失，年直接经济损失达上亿元。

3 百泉断流原因分析

百泉岩溶水具有补给速度快、循环周期短、水质好的优点，区域降雨量变化和大规模取、排水都会对泉群流量造成一定影响[8]。经过长期监测与数据分析后发现，造成邢台百泉断流的主要原因大致包含4个方面，即地下水超采、供水水源地规划和建设存在缺陷、采矿排水增加和地下水补给量减少。

3.1 地下水超采

邢台市是河北省极度缺水的城市之一，人均水资源占有量仅为全国人均水资源量的1/10，远低于国际人均水资源占有量的标准[9]。随着社会发展，人口数量和工农业发展速度不断加快，对水资源的需求量也不断增加，由于邢台市岩溶水量丰富，为该地区经济的发展增加了对岩溶水的开采量，地下水严重超采。

据相关数据分析[8]，1964—2000年间，邢台市区增加约42.7万人，由于人口数量的增加，生活取用岩溶水量从200万m3上升到1500万m3；2008年与2000年相比，市区人口增加13.9万人，生活取用岩溶水量增加900万m3。20世纪80年代，全国工业发展速度均较慢，邢台市区内尚未有工业用水量较大的企业，工业取用岩溶水量不到2000万m3。80年代后期，随着工业快速发展，市区内电厂、钢铁厂等用水量较多的企业纷纷投产或扩大生产和加工规模，由此大大增加了对岩溶水的开采量。为有效控制对岩溶水的使用量，2005年建成了引朱济邢地表水输水工程，使岩溶水的开采量从8000万m3降低并维持在5500万m3左右。

3.2 供水水源地规划和建设存在缺陷

长期以来，邢台市对岩溶水开采和使用没有系统的、长期的规划，导致该地区供水水源地规划和建设存在缺陷，生活和工业取用水量较大的水厂或企业距离泉群较近时，大量抽水形成漏斗使泉区水位快速下降，如日取用岩溶水量为4万m3的紫金泉水厂和10万m3的兴泰电厂，集中用水时对泉群造成极大影响。截至2009年，邢台市区已形成两个漏斗区，区中心水位每年下降均在1 m以上[8]。

3.3 下游采矿排水增加，泉水补给减少

随着工业的发展，邢台地区采矿业迅猛发展，由于水资源是工业发展的命脉，所以采矿业的发展使得采矿排水量不断增加，尤其是铁矿开采，在开采、加工过程中抽排了大量的岩溶水，由于技术和历史原因，对采矿排水的管理和综合再利用能力较差，造成大量采矿排水的浪费[10]，进而导致泉水的补给量减少。根据调查分析，近几年来，邢台市境内的采矿排水量年均约7000万～11000万m3，约占泉域岩溶水可开采量的50%。如新城矿区年排水量4100万m3，大部分排水顺沙河古河道向下游流淌，形成20万m2以上的水域；伍仲煤矿年均岩溶水排水量约500万m3，在下游形成面积为140万m2的湿地和湖泊。

3.4 上游泉域补给量减少

近年来，在邢台市西部山区修建了8座大中型水库，每个水库定期存放定量的水，减少了对地下岩溶水的补给量。此外，在该市上游泉水补给的贫水区，如会宁、李村等镇由于孔隙水疏干，多数居民生活和农业用水改为使用岩溶地下水，在一定程度上也减少了对下游地区岩溶水的补给量。

4 百泉复涌治理对策

百泉复涌是多种内部与外部因素综合作用的结果，对其复涌原因进行深入探究，发现外部条件中当年降雨量比往年偏多，更重要的是地下水超采综合治理项目的实施。调整、压缩开采岩溶地下水量是治理地下水资源超采、实现百泉复涌的根本措施[5]。

4.1 从严管控，实行最严格水资源管理制度

不断强化“三条红线”的刚性约束力[11]，制定完备的水资源管理责任和考核机制，将水资源开发利用、节约和保护纳入市、县政府考核体系。强力推进水资源税改革，发挥水资源税杠杆作用，促进中钢邢机轧辊、邢台钢厂、邢台电厂等工业企业减采地下水；推进实施朱庄水库南干渠、朱野灌区地表水改造工程，减少农业地下水开采量。

4.2 高起点高标准规划，分阶段分年度实施

水生态修复[12]即采用各种保护措施，最大程度减慢水生态系统退化的速度，同时将已经退化的水生态系统修复到人类可接受的、可自我维持稳定的状态，这是一项复杂的系统性工程。邢台市水利部门科学统筹、周密谋划，对百泉复涌做出总体规划，并分步实施相关计划。百泉复涌总体规划分为近期、中期和远期规划，以百泉复涌为目标，从水源配置、节水管理到水生态修复的工程、技术、管理、制度等方面，从政策指导到体制机制创新、工程建设管理提出措施，从产业结构调整到生产力布局的安排谋划，明确了“山、泉、湖、河、城”相融合的建设思路和任务，引导形成了“河泉连通”的现代水利发展新格局。

4.3 实施河道生态补水，增加岩溶水补给量

根据百泉岩溶水水位周期性动态变化情况，邢台市每年汛前利用百泉流域上游的朱庄水库、东石岭水库等向大沙河强渗漏带进行补水，2015—2018年分别补水1000万m3、37000万m3、12000万m3、12000万m3，经过4年连续补水有效保障了百泉水位回升。同时，在河北省实施引江生态补水工程，将南水北调中部分水源通过南水北调总干渠退水口门向七里河、白马河以及市区的茶棚沟、围寨河、小黄河补充生态水，2015—2018年分别补水580万m3、100万m3、1100万m3、5700万m3，有效促进了地下水位回升。

4.4 优化水资源配置，实施地表水替代工程

多年来邢台市平均水资源总量为14.6亿m3，人均水资源占有量为220m3，低于河北省人均水资源占有量平均水平，属于水资源极度缺乏地区[13]。由于水资源是工业发展的命脉，所以邢台市现有水资源总量难以支撑当地经济社会的发展。近年来，邢台市按照“优先使用引江水、充分利用地表水、限制开采岩溶水”的原则，优化水资源配置。首先抓开源，加快南水北调中线配套工程建设，利用引江水替代岩溶水每天约8万m3，每年合计约3000万m3，大大减少了岩溶水开采量。随着长江水全部替换市区地下水，预计百泉地下水位可回升10m左右。同步推进受水区自备井关停工作，2015年以来累计关停市区自备井53眼。其次抓节流，大力推进节水型社会建设，重点实施工业企业节水技术改造和大中型灌区节水配套设施建设，通过引朱济邢地表水工程，每年向城区企业输送水库水约1700万m3替代岩溶水；鼓励企业使用再生水，邢台电厂、旭阳焦化等企业每年使用污水处理厂再生水1000万m3以上，大大减少了对地下岩溶水的开采。

4.5 推进矿山改造升级，减少矿山疏干排水

百泉泉域上游灰岩裸露带和河谷渗漏段是泉水的主要补给区，补给区生态环境改善情况直接影响泉域水质和水量。邢台市强力实施矿山企业节水整改和产业升级，2015年以来累计淘汰关停矿山企业30家，对23家矿山企业实施帷幕注浆、充填采矿、回灌等节水保水措施，年减少矿山疏干排水约1000万m3。同时，加快实施上游山区小流域治理，2015年以来累计治理水土流失总面积达202km2，有效保护了岩溶水补给区的生态环境。

4.6 实施人工增雨工程，最大限度增加降水

降水是泉水最直接的补给源，在降水量较少的年份，有效利用天气条件，通过建设人工影响天气系统，开展人工增雨活动，一定程度上影响西部山区和山丘区的降雨量，增加对岩溶地下水的补给[5]。近几年邢台市加快建设标准化人工增雨作业，百泉泉域覆盖范围内新增19个人工增雨作业点，在非汛期抢抓各种降水天气过程，组织开展增雨作业，百泉补给区与周边区域相比增加有效降水10%～15%。通过实施人工增雨工程，为百泉流域上游朱庄水库、东石岭水库等向大沙河强渗漏带进行补水提供了水源保障，有效促进了百泉泉域地下岩溶水位回升。

5 结 语

邢台百泉泉域先后经历了从泉涌不息到间歇断流，再到泉水复涌的过程。20世纪80年代后期邢台市人口数量急增，工业、农业、采矿业等产业迅猛发展，对岩溶水的取用量日益增长，尤其是日取用水量较大的企业距离泉域较近时，形成地下水位漏斗区，由此出现泉水短期内断流的现象。近几年，国家及地方政府部门充分认识到控制地下水超采、恢复良好水生态环境的重要性，制定并实行最严格的水资源管理制度、优化水资源配置、实施河道和人工增雨补给地下水，对地下水超采进行综合治理后，邢台百泉又恢复了昔日泉水喷涌的景象。百泉复涌是一个复杂且漫长的工程，仅控制造成断流的一个因素或治理一个方面很难达到预期理想的结果。因此，合理开发，高效利用，科学管理和节约水资源，并实施地下水超采综合治理，是实现百泉复涌的有效途径。