兴平市地下水资源超载原因及治理对策研究

2021-02-18刘永刚

地下水 2021年6期

刘永刚

(陕西省水资源与河库调度中心，陕西西安 710004)

2020年，水利部组织复核黄河流域地下水超载情况并印发文件[1]，由于兴平市2019年地下水实际开采量大于地下水可开采量，被确定为地下水超载区。为了探索兴平市地下水超载问题的解决途径，笔者分析了兴平市地下水超载原因，有针对性的提出了可行的超载治理对策，以期为未来几年兴平市最严格水资源管理和地下水保护提供决策参考。

1 区域及地下水资源概况

兴平市行政隶属于陕西省咸阳市，地处关中平原中部，西邻咸阳，地理坐标范围介于东经108°17′49″～108°37′7″，北纬34°12′50″～34°26′53″之间，海拔高程在390～541.8 m之间。北依莽山，南临渭水，总面积507.43 km2，渭河是市内唯一河流，境内河长30.5 km，流域面积473.20 km2。

兴平市地下水资源量主要为浅层地下水。区内地下水补给来源主要为大气降水入渗、田间灌溉入渗及渠系渗漏、地下径流补给，全市均为平原区，多年平均地下水总补给量、水资源总量、可开采量分别为7 483万 m3、6 854万 m3、6 445万 m3[2]。

2 地下水开发利用状况

2.1 取水工程

选用2019年为现状年，截止2019年底，兴平市共有机电井4.16万眼，其中规模以上机电井0.47万眼，规模以下的机电井共3.69万眼。

2.2 供水量

2019年兴平全市总供水量为11 820万 m3，其中：地下水供水量8 867万 m3，全部为浅层地下水供水量，占全市总供水量的75.02%。

2.3 用水量及用水结构

2019年兴平市总用水量11 820万 m3，其中地下水用水量8 867万 m3，占全市总用水量的75.02%。从用水结构来看，农业用水量(含林牧鱼畜)5 352万 m3，占地下水总用水量60.4%；工业用水量1 838万 m3，占地下水总用水量20.7%；生活用水量(含三产和公共建筑)1 614万 m3，占地下水总用水量18.2%；生态用水量63万 m3，占地下水总用水量0.71%，农业是兴平市地下水用水大户[3]。

2.4 用水水平

2019年，兴平市人均综合用水量234.14 m3/人，高于咸阳市人均综合用水量221.85 m3/人，低于陕西省人均综合用水量241.79 m3/人。万元GDP用水量53.11 m3/万元，高于咸阳市万元GDP用水量44.61 m3/万元，略低于陕西省万元GDP用水量53.62 m3/万元。万元工业增加值用水量26.14 m3/万元，高于咸阳市万元工业增加值用水量16.56 m3/万元，高于陕西省万元工业增加值用水量17.49 m3/万元，工业用水水平低于咸阳市及全省平均水平。农田灌溉亩均用水量165.65 m3/亩，优于咸阳市农田灌溉亩均用水量202.08 m3/亩，领先于陕西省农田灌溉亩均用水量305.68 m3/亩。农田灌溉水利用系数0.579，略低于咸阳市的0.581，略高于陕西省的0.577。用水水平及对比见表1。

表1 兴平市用水水平及对比表

3 地下水超载状况及原因

3.1 超载状况

采用地下水承载能力评价的实物量指标单因素评价方法，对照地下水可开采量直接判断兴平市地下水承载情况。2019年，兴平市地下水实际开采量为8 867.0万 m3，与地下水可开采量6 445万 m3相比，实际开采量大于可开采量，定性为地下水超载，超载量为实际开采量超出可开采量的数值，即2 422万 m3。

3.2 超载原因

3.2.1 资源型缺水，供需矛盾突出

2019年，兴平市水资源量0.51亿，人均水资源量为91.9 m3，与陕西省水资源总量495.32亿 m3[4]和人均水资源量1 277.83 m3相比，兴平市仅占陕西省水平的0.1%和7.19%；与咸阳市水资源总量7.60亿 m3和人均水资源量174.46 m3相比，仅占咸阳市水平的6.7%和52.7%。水资源量严重不足，是引起地下水超载的根本原因。

3.2.2 地表水配套工程建设滞后，农灌取用地下水成本低廉

兴平市城镇人口、工业企业大多分布在主城区，用水需求量大、供水保证率要求高。但长期以来，区内无大型地表水供水工程，也无区外地表水引调水工程，地下水是唯一水源。此外，兴平市农业用水量占比较大，虽然地处宝鸡峡灌区末端，但区内部分渠系配套设施尚不完善，干支渠长年引水不足，部分有引水条件的地区由于来水集中，与境内种植的作物需水时段匹配度不高，灌溉保证程度不高，加之地下水埋深相对较浅、取水便宜，且开采成本低，导致兴平市灌溉用水更加依赖地下水，相当一部分渠井双灌区转化为纯井灌区，进一步加剧了地下水资源超载。

3.2.3 城镇生活和工业用水效率偏低

兴平市城区供水管网多建于上世纪七、八十年代，供水管网严重老化，管网漏失率较高，为15%。2019年居民生活节水器具普及率为87%，低于咸阳市平均水平，工业用水重复率为60%，远低于咸阳市工业用水重复率86%，城镇生活和工业用水效率偏低也是区内地下水资源超载的重要原因。

3.2.4 再生水利用率偏低

兴平市目前已建成10万 m3/d规模的污水处理厂，年可处理废污水量3 650万 m3，但市域范围内除部分企业自建再生水利用设施外，还未建成具有一定规模的再生水利用工程，2019年兴平市再生水利用量63万 m3，占总用水量的0.53%，再生水利用量主要是工业企业的再生水利用和部分污水处理厂尾水作为市政绿化、生态补水等使用。由于区内再生水利用无统一规划，利用的基础设施尚不健全，再生水供水管网覆盖率极低等，严重制约了再生水的推广利用，再生水利用率偏低加剧了地下水超载。

3.2.5 地下水监管力量不足

兴平市地下水井数庞大、类型多样、但管理人员严重不足、技术力量薄弱、经费欠缺、监测设备覆盖率偏低等问题一直存在。

4 治理思路

针对兴平市地下水资源超载原因，超载治理按照“减、增、控”的思路进行。“减”一方面通过工业、生活等多方位节水减少地下水取用量；另一方面是在有条件的区域实施关井措施压减地下水量。“增”一是通过加快地表水配置工程建设，增加地表水利用量，置换地下水取用量；二是增加非常规水源的利用率，从而置换部分地下水量。“控”即从管控方面入手，通过对新增地下水取水工程实行限批，加强节水，增加人员、经费投入，信息化系统建设等方面加强地下水监管。

5 治理对策

5.1 加强节水、提高水效是长久之计

(1)在城镇生活用水方面，兴平市一方面应加大供水管网的改造力度，降低管网的漏损率，经计算，兴平市管网漏损率从现状15%降至10%，可节水96.21万 m3/a。另一方面应提高节水器具普及率，节水普及率由现状的85%提高至91%，年可节约水量198万 m3。同时，还应进一步加强节水方面的宣传教育，提高市民的节水意识，引导市民积极参与节水行动。

(2)在工业节水方面，根据兴平市节水型社会建设方案，到2023年，兴平市拟对规模以上企业及施工单位用水量进行实时监测，改进工业生产用水工艺，以提高工业水重复利用率。企业通过生产技术改进、节水工艺改造以及省级节水企业创建等，万元工业增加值用水量可由现状年的26.52 m3/万元降至22.00 m3/万元，年均节约水量389.88万 m3。节水效果明显且水量很可观。

通过实施节水措施，兴平市年均可节约地下水684.09万 m3。

5.2 地表水源置换是根本途径

(1)加快引石过渭、引汉济渭等地表水源置换工程建设

近期，咸阳市已建成引石过渭供水工程，根据工程可研批复，该工程设计供水能力34.5万 t/d，给兴平市预留水量为3万 t/d，主要用于兴平市主城区供水。加快兴平市引石过渭工程配套输水工程、净水厂及城市供水管网建设，建成后可置换地下水取用量1 095万 m3/a。另外，目前在建的西吴水厂规划利用引石过渭工程水源，可解决兴平市城区、以及西吴街办、阜寨镇等周边镇办农村人饮问题，预计可置换地下水250万 m3/a。远期，兴平市是引汉济渭二期工程的主要供水对象，该工程建成通水后，2030年可给兴平市配置水量5 615万 m3，供水任务为城镇居民生活及二、三产用水，届时可彻底缓解全市水资源供需矛盾。

(2)推进地表灌溉工程改造

兴平市为宝鸡峡灌区灌溉范围，分塬上灌区和塬下灌区两大部分。塬上灌区有支渠8条，其中干支渠总长度为116.5 km，斗渠长度270.4 km，供水水源为宝鸡峡总干渠和抽渭高干渠，高干渠渠水由板桥抽水站供给塬上兴一支、兴二支灌区。塬下有南北两条干渠，水源均为渭河，由眉县魏家堡渠首自流引水。目前，由于塬上灌溉工程年久失修，破坏严重，导致使用困难。若对宝鸡峡塬上田间灌溉工程进行修复改造，同时对对渭惠渠兴平段渠道进行全线疏通整治，可恢复地表水灌溉面积12万亩，地表灌区改造实施后，在维持现状灌溉面积46.1万亩不变的情况下，年可由地表水置换农灌地下水153.87万 m3。

5.3 合理关停有条件区域的地下水取水工程是当务之急

短期之内，要实现地下水压减，遏制地下水超载状况进一步加剧，可以根据引石过渭工程建设和宝鸡峡灌区灌溉工程修复推进情况，逐步先关停工程建成区配水范围内的超采区、地下水位下降区、供水管网覆盖区的工业自备井、农灌井等地下水井，通过关井措施压减现状地下水取用量。远期，在各地表水源替代工程全部建成后，可论证后关停除各种应急备用水井、必须使用的地下水井之外的所有地下水取水井，以实现地下水的采补平衡。

5.4 提高非常规水源利用率可作为有效补充

按照兴平市已建成的污水处理厂规模，年处理废污水量3 650万 m3，可进行再生利用的尾水量非常可观。因此，兴平市一方面应通过鼓励企业循环利用水资源、开展雨水积蓄利用、提高重复利用率。另一方面在工业园区、开发区等有条件的区域建设一定规模的再生水厂，加大再生水利用量。同时，推进非常规水源纳入全市水资源的统一配置，将非常规水源利用作为地下水置换的重要补充手段。

5.5 加强监督管理是超载治理的必要措施

(1)加快推进节水型社会建设。采取经济、技术、行政等综合措施，降低用水消耗，制止用水浪费，建立适应水资源条件的经济发展模式和产业布局。新建工业项目要实行严格的用水效率准入，使用先进用水工艺。农业灌溉要合理制定灌溉制度，适时、适量、科学灌溉；大力推广滴灌、喷灌、微喷灌等高效节水灌溉方式，提高农田用水效率；全面推动公共机构节水型单位创建，大力开展节水型校园建设，以优化企业能源管理、提高生态环境服务功能为导向，全力推进工业方面的节水改造工程实施。

(2)严格控制地下水开采总量。在现状地下水开采的基础上，坚持只减不增原则，有计划压减水量，暂停新增地下水取水许可审批。对农业取用地下水，在井渠双灌区要求优先使用地表水，控制取用地下水量。采取地下水的水位和水量指标控制措施，定期对地下水的资源量及其采补情况进行评估。

(3)建立地下水资源管理信息平台。运用电子、传感器、信息、互联网等技术建立一套现代化的地下水资源监控管理系统，实现对地下水水位、取水量情况等方面的监控，解决人员和技术力量不足的问题。

(4)加大投资力度。加大各种渠道投资力度，优先安排与地下水超载治理有关的项目投资。制定积极的财政政策，安排一定的财政资金，用于地下水超载治理工程建设资金和地下水管理与保护经费。