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河南省地下水超采状况及治理措施研究

2021-02-26杜青辉宋全香

水资源开发与管理 2021年1期
关键词:开采量供水节水

杜青辉 宋全香

(河南省水利勘测设计研究有限公司,河南 郑州 450016)

河南省以全国1/70的水资源量,养活了全国1/14的人口,生产了全国1/10的粮食,支撑了全国1/18的经济总量,在全国经济社会发展中占有十分重要的位置。为满足日益增长的经济社会用水需求,一些区域不得不大规模开采地下水,造成地下水位持续下降,引发地面沉降、地裂缝、地下水水质污染等一系列环境地质问题,严重危及城乡供水安全和生态安全。本文在分析地下水开发利用现状及超采状况的基础上,提出治理目标及强化节水、水源替代、强化监管等治理措施,对强化地下水管理与保护,落实最严格的水资源管理制度,促进地下水资源的可持续利用具有十分重要的意义。

1 现状地下水开发利用情况

1.1 地下水开发利用状况

河南省多年平均水资源总量为403.53亿m3,其中地表水资源量302.66亿m3,地下水资源量196.00亿m3,地表水与地下水重复计量95.13亿m3。浅层地下水可开采量99.00亿m3,广泛分布于一般平原与河谷平原、山间盆地及黄土丘陵区,具有埋藏浅、补给快、储存条件好、富水性强、易于开采等特点,是目前全省地下水资源开发利用的主要对象。20世纪50—60年代,河南省地下水开采量一般不超过40亿m3,开采程度较低。20世纪70年代以后,全省开发利用地下水的规模迅速扩大,90年代开采量突破100亿m3。进入21世纪,随着社会经济的发展,用水量急剧增加,地下水开采量有增无减,2001—2018年河南省地下水平均开采量达128亿m3,地下水源供水占总供水量的58.0%,地下水已成为全省主要的供水水源,在支撑工农业生产,满足城乡居民生活用水方面发挥着重要的作用。河南省历年地下水开采情况见图1。

图1 河南省地下水开采历程

1.2 地下水开发利用存在的问题

a.地下水超采,地下水位下降。自90年代以来,河南省地下水开采量超过其可开采量,尤其是2013年超采量高达40.3%。由于长期持续超采地下水,造成地下水位持续下降(见图2),其中浅层地下水位持续下降的区域主要分布在安阳、鹤壁、濮阳、新乡等豫北平原,水位埋深下降速率一般为0~0.8m/a,深层承压水水位埋深下降以郑州市城区、开封市城区、商丘市城区以及永城市城区较为明显,尤其是郑州市下降速率达1.5~6.9m/a。据调查,豫北安鹤濮超采区中心水位埋深达43.1m;温孟超采区中心水位埋深27.3m;50年代郑州市城区火车站以南区域为中深层地下水自流区,水头最高处可达地面以上15m,目前水位急剧下降,承压水漏斗中心埋深超过110.0m。

图2 河南省历年地下水位埋深变化

b.地下水超采引发环境地质灾害。地下水超采破坏了地下水及其赋存介质天然状态下固有的补给、径流和排泄之间的平衡关系,使地下水位不断下降,造成地面沉降、塌陷、裂缝等环境地质问题[1]。据监测,濮阳市因长期超采,累计地面沉降量已达57mm,沉降区面积达140km2;许昌市由于开采中深层地下水,导致地面沉降,1957—1989年最大沉降量达277mm,全市地面沉降面积达54km2。近年受全球气候变化影响,水资源短缺形势日益明显,地下水开采规模不断扩大,由于地下水不合理开发引发的环境地质问题也有进一步发展和扩大的趋势[2]。

2 地下水超采现状

根据河南省水利厅2014年12月发布的《河南省地下水超采区评价报告》,全省超采区总面积44393km2。其中,浅层地下水超采区面积14195km2,深层承压水超采区面积27996km2,喀斯特水超采区面积5471km2,重叠区面积3269km2,涉及郑州、开封、商丘、新乡、安阳、濮阳等15个地级市70个县(区)。超采总量达11.11亿m3,其中,浅层地下水超采区超采量为4.20亿m3,深层承压水超采区超采量为4.93亿m3,岩溶水超采区超采量为1.98亿m3。具体见表1。

表1 河南省地下水超采区范围及超采量

在河南省地下水超采区及超采量评价的基础上,综合考虑替代水源条件、超采程度等因素,划定全省地下水禁采区面积279km2,限采区面积929km2,主要分布在郑州市城区、开封市城区、商丘市城区及永城市城区。

3 治理原则及目标

3.1 基本原则

a.节水优先、严控消耗。全面推进各领域、各行业节水。把水资源作为最大的刚性约束[3],严控高耗水产业和高耗水种植业发展,把水资源消耗总量和强度降低到合理水平。

b.多方开源、综合施策。充分挖掘已有蓄引提调工程能力,科学调度当地水和外调水,多渠道增加水资源供给。多措并举、因地制宜、突出重点,减采、置换、入渗增补相结合,全面压减地下水超采量。

c.改革创新、完善机制。综合运用行政、市场、法治、科技等手段,推进地下水超采综合治理。深化水资源税和农业水价综合改革,完善水价机制,建立水权水市场,促进水资源节约和高效利用。健全地下水利用和保护管理制度,建立地下水超采治理的长效机制。

d.落实责任、严格考核。地方各级政府履行地下水压采压实责任,层层落实。把地下水综合治理纳入领导干部政绩考核评价体系,实施最严格的考核问责。国家有关部门加强指导监督,加大支持力度,共同推进地下水治理取得积极成效。

3.2 治理目标

到2025年,全省地下水超采量减少5.28亿m3,压采率达到48%。城区浅层地下水基本实现采补平衡,深层水超采状况得到有效改善,南水北调受水区和地下水禁采、限采区作为重点压采对象。

到2035年,全省地下水超采量减少9.25亿m3,压采率达到83%。平原区超采区浅层地下水基本实现采补平衡,深层承压水除农村饮水安全工程及特殊行业需求外,有替代水源条件的深层承压水开采户均为压采对象,原则上停止开采。

4 对策措施

4.1 强化节约用水

实施国家及省级节水行动,大力推进各领域节水。积极发展喷灌、微灌、低压管灌等高效节水灌溉形式,推广农艺节水措施,深入推进工业和城镇节水,提高水资源利用效率和效益。在各领域、各地区全面推进水资源高效利用,在地下水超采地区、缺水地区等率先突破。

a.推进农业节水增效。发展农业节水灌溉,优化调整农作物种植结构。各地根据实际情况,实施喷灌、微灌、滴灌、低压管灌、水肥一体化等技术,提高地下水利用效率,减少地下水开采量。

b.加快工业节水减排。各用水企业及时更新、改造节水工艺和设备,实行水循环利用和分质供水,特别是造纸、化工、发电、冶金等高耗水工业,实行耗水定额管理,对超过取水定额标准的企业分类分步限期实施节水改造。

c.加强城镇节水降损。推广节水新技术、新工艺和新产品,提高节水器具使用率。加快实施供水管网改造建设,降低供水管网漏损率,深入开展公共领域节水。完善运行监督管理制度,建立漏损管控平台。

4.2 实施水源替代

充分利用南水北调、黄河、引江济淮等外调水以及挖掘当地地表水潜力,将地下水超采严重,尤其是开采使用深层承压水的地区置换为地表水[4]。

a.用足用好外调水。外调水指从外省调入河南的水量和可利用的过境水,主要为南水北调水和引黄水。

南水北调中线工程的建成通水对改善受水区水资源条件、提高城市供水保障程度发挥了积极的作用,同时也是替代地下水供水的重要水源。河南省南水北调分配水量为29.94亿m3,截至2020年5月,全省受水区累计引水量103.00亿m3,压采地下水4.00亿m3。为用足用好南水北调水指标,对省辖市分配指标有结余的,在保障原有受水区用水安全的前提下,适当扩大受水区范围;城区用水指标有结余的,通过城市公共供水管网延伸,连通周边乡村供水水厂,实现城乡供水一体化,利用南水北调水置换地下水。

国家分配河南省的黄河用水指标为55.40亿m3,其中干流35.67亿m3,支流19.73亿m3。引黄供水区范围包括13个省辖市和济源示范区,总面积为10.23万km2。结合现有引黄用水情况,充分利用黄河干、支流和已建、在建、拟建大中型引黄灌区,加快推进黄河引水工程和引黄调蓄工程规划建设,实施引黄涵闸设施提质改造,建设一批移动提水泵站,疏浚滩区引水干渠,挖潜现有工程供水能力。在保障原有取用水户用水权益的前提下,加快城乡集中式饮用水地下水水源置换。

b.充分挖掘当地地表水。在豫南地表水相对丰富地区,推进河湖清淤工程、水系连通工程及污染防治工程建设,提高地表水水质,充分挖掘地表水供水潜力,加大地下水源置换力度。在豫西山丘地区,集中修建一批中小型水库工程,重点在豫西、豫北区建设集雨水窖、水池、水塘等小型雨水集蓄工程,提高当地地表水开发利用量,减少地下水开采量。

4.3 增加地下水回补

考虑补水水源、入渗条件、地下水补给效果等因素,实施河道疏浚、水系连通、坑塘整治等工程,为生态补水和地下水回补提供稳定、清洁的输水廊道。同时根据当地水、外调水、中水等水源条件,通过多水源联合调度,在保障城乡生活生产正常用水的前提下,对完成清理任务的河湖实施生态补水。

4.4 加强计量监测

为进一步加强对地下水超采区的监控管理,增加超采区范围内的监控井密度;结合全省最严格水资源管理监控体系建设,建立监控中心和多级监控系统平台,健全地下水开采量和水位动态监测网。规划在超采区内的城市公共供水水源井、企事业单位自备井、农业灌溉和农村生活开采井,安装IC卡水表、普通水表等,2025年地下水井计量设施安装完成率达50%,2035年前全部实现计量。

4.5 严格地下水管控

以贯彻最严格水资源管理制度为主线,从制度与政策、经济机制及水价调节、监督与评估等方面,提出实施的管理措施[5]。

a.加强地下水管理。对于禁采区和限采区,除应急供水外,严禁新凿取水井。对已批准开采地下水的用户,应根据超采程度逐步核减地下水开采总量和年度取水指标,逐步实现地下水采补平衡;对城市供水管网覆盖范围外且无替代水源的,应加强日常监督管理,严控新增取用地下水。

b.完善管理配套法规。通过制定地下水管理法规及配套相关规章,细化地下水管理制度和政策措施,明确监管责任,强化法律责任,为地下水保护和地下水压采提供法律保障。尽快制定公共供水管网覆盖范围内的自备水井的封井方案,明确市、县地下水压采工作责任,出台地下水管理办法、地下水压采管理的配套政策,增强地下水压采政策的可操作性和执行力。

c.健全水价改革机制。严格定额管理,计划指标考核,实行计量收费和超定额、超计划累进加价制度,促进节约用水;建立健全水权制度,开展水权确权登记试点,探索多种形式的水权流转方式;积极推进农业水价综合改革,积极推广水价改革和水权交易的成功经验,建立农业灌溉用水总量控制和定额管理制度,加强农业用水计量,合理调整农业水价,建立精准补贴机制[6]。

d.加强宣传教育。充分利用电视、广播、报刊、网络等媒体,大力宣传地下水压采及超采区治理的重要意义。正确引导社会舆论,不断强化企业实施地下水压采的责任意识,不断提高公众对保护地下水的认同感和参与地下水压采工作的积极性、主动性。大力开展地下水超采治理教育宣传工作,加大对各地典型经验、工作成效的宣传报道力度,营造人人关心、支持、参与地下水超采区综合治理的良好氛围。

5 结 语

地下水超采治理是一个系统工程,需要多方参与,多措并举,相互配合,共同发力[7]。在新的治水思路下,因地制宜,分类施策,通过采取加强高效节水、实施水源置换、增加地下水补给、严格地下水管理的“节、换、补、管”综合治理措施,解决地下水超采、城乡饮水安全、生态环境等问题,逐步实现地下水采补平衡、水生态环境有效改善、城乡饮用水供水安全提升,为生态文明建设和经济高质量发展提供保障。

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