浚县地下水超采区水位变化及动态分析
2021-03-28白盈盈
白盈盈
摘 要:浚县地下水超采现象严重,引发了一系列生态、地质问题,严重影响当地的经济发展和人们的生活质量。因此,根据降水量、地表水供水量和地下水供水量等因素,对浚县超采区地下水的水位变化进行动态分析。采用浚县9个监测站点的数据进行分析,发现浚县地下水超采区2018—2020年地下水水位总体呈下降趋势,其中4个监测站点水位下降趋势逐年减缓,3个监测站点水位有上升趋势,1个监测站点水位逐年上升。此外,地下水供水量占总供水量的比值逐年降低,缓解了地下水超采现象。
关键词:超采区;地下水;水位变化;动态分析
中图分类号:P333 文献标识码:A 文章编号:1003-5168(2021)34-0-03
Change and Dynamic Analysis of Groundwater Level in Xunxian
Overexploition Area
BAI Yingying
(Hebi Hydrology and Water Resources Survey Bureau of Henan Province, Hebi Henan 458030)
Abstract: The phenomenon of groundwater over-exploitation in Xunxian has caused a series of ecological and geological problems, which have seriously affected the local economic development and people’s quality of life.Based on the factors of precipitation, surface water supply and groundwater supply, the dynamic analysis of groundwater change in the overexploition area is made in this paper.Based on the data of 9 monitoring stations in Xunxian, the groundwater level in the area showed a general downward trend from 2018 to 2020, with the downward trend slowing down in 4 monitoring stations, the upward trend in 3 monitoring stations and the upward trend in 1 monitoring station. The ratio of groundwater water supply to total water supply decreases year by year, and the phenomenon of groundwater overexploitation is alleviated.
Keywords: overexploitation area;groundwater;water level changes;dynamic analysis
地下水是水资源的重要组成部分,是实现国家富强、民族振兴、人民幸福的重要保障,是推动经济稳定发展的重要支撑。地下水资源具有分布广泛、存储量大及易于开采等特点,是我国北方城市的重要用水来源。但是,随着社会经济的快速发展和人口的不断增长,各领域生产和人们生活对水资源的需求量日益增加,加之地表水资源严重不足,供需矛盾日益突出,导致地下水开采量急剧增加。早期地下水资源的开发和利用缺乏有效规划和管理,导致地下水出现污染、超采等现象,引发了一系列生态、地质问题,严重影响社会的可持续发展,制约着人们的生产和生活。河南省部分地区地下水超采现象极其严重。为了有效治理地下水超采问题,2014年河南省水利厅印发了《河南省水利厅关于公布河南省地下水超采区范围的通知》,公布了重新划定的全省地下水一般超采区和严重超采区。其中:鹤壁市浚县、淇县的朝歌镇和北阳镇属于浅层水一般超采区,面积为1 039 km;鹤山区的鹤壁集镇和姬家山乡属于岩溶水一般超采区,面积为43 km。
针对地下水超采问题,鹤壁市积极探索方式方法,创新工作模式,落实最严格的水资源管理制度,开展地下水管理和保护工作,进行地下水超采区综合治理。南水北调工程在一定程度上也缓解了浚县水资源紧缺问题。通过近年来各部门的齐抓共管,多项措施并举,浚县超采区地下水超采情况有所改善。根据2018—2020年浚县地下水自动监测站点的实测资料及相关调查资料,对浚县超采区的水位及影响超采区水位变化的主要因素进行分析。
1 超采区概况
浚县位于河南省北部,隶属鹤壁市,地处太行山与华北平原过渡地带,东经114°11′,北纬35°54′。县域面积为0.966亿m2,平原面积占82%,丘陵面积占18%。地势中部略高,西、东部平缓,最高海拔为231.8 m。卫河蜿蜒纵贯全境,淇河沿西部边界南流。境内河流总长为435.5 km,分属黄河和海河两大流域。浚县属暖温带半湿润性季风气候,四季分明,多年平均气温为13.7 ℃。降雨量年际悬殊,全年降雨分配不均匀,主要集中在6—9月,占全年降雨量的70%以上。降雨量自西北向东南递减,多年(1956—2016年)平均降雨量为586.30 mm,浚县是鹤壁市降雨量最小的地區。
根据《鹤壁市第三次水资源调查评价》[1],浚县1980—2016年多年平均水资源总量为10 072.4万m,其中地表水资源量为3 817.4万m,地下水资源量为7 356万m,重复计算量为1 101万m。根据1956—2016年蒸发量和降雨量的数据统计分析,浚县多年平均蒸发量为950.9 mm,多年平均降雨量为586.30 mm,干旱指数为1.62,属于干旱地区。另外,浚县地下水资源丰富,是浚县生产生活用水的主要来源。因浚县是农业大县,农田灌溉对地下水资源需求量大。农田灌溉用水占浚县总用水的近80%,导致地下水一直处于超采状态。城区部分地带地下水采补不平衡,水位大幅度下降,引发了地面沉降、大地裂缝、水质恶化及水位降落漏斗等一系列生态与环境地质问题,严重制约了当地的社会经济可持续发展,危及粮食安全、生态安全和供水安全。
2 超采区地下水变化
鹤壁市建设有18个国家地下水自动监测站点,其中浚县10个,位于超采区的监测站点有9个,于2018年1月正式运行。地下水监测站能够收集每日的地下水水位和水文数据,监测地下水的变化情况。国家地下水监测工程的应用大大提高了地下水數据信息采集、传输和处理的准确性和时效性,为地下水动态研究提供了可靠的数据支撑,改变了过去人工监测的工作模式,减少了人工工作量,提高了工作效率,使地下水监测工作达到了新的技术水平。本次研究采用位于超采区的9个国家地下水自动监测站点的2018—2020年地下水水位数据,以此分析超采区地下水水位的变化情况。2018—2020年监测站点地下水水位变化见图1。
超采区地下水水位变化分析结果显示:2018—2020年浚县超采区地下水水位总体呈下降趋势,其中4个监测站点2019—2020年地下水水位下降速率明显减缓。国豫鹤浚县3号地下水水位下降速率由2.245%减小至1.126%,减小了1.119%,变化值最大;国豫鹤浚县2号地下水水位下降速率由2.124%减小至1.942%,减小了0.182%,变化值最小;国豫鹤浚县1号、国豫鹤浚县6号、国豫鹤浚县8号监测站地下水水位出现回升趋势;国豫鹤浚县10号地下水水位逐年回升;只有国豫鹤浚县7号2019—2020年地下水水位下降速率增大。
根据《鹤壁市水资源公报》,国豫鹤浚县8号位于浚县超采区降落漏斗中心,2018年地下水平均埋深为38.02 m,2019年地下水平均埋深为39.34 m,2020年地下水平均埋深为39.26 m。2019年地下水埋深比2018年增加1.32 m,2020年地下水埋深比2019年减少0.08 m,地下水水位有上升趋势。
3 地下水水位变化因素分析
影响地下水水位变化的主要因素分为天然因素和人为因素[2]。其中:天然因素包括降水量和地表水供水量;人为因素包括地下水开采量和当地出台的地下水治理措施。近年来,浚县加强地下水管理,出台了一系列管理措施,使得超采区地下水开采量发生较大变化。对于浚县超采区地下水动态变化,主要从以下4个方面进行分析。
3.1 降水量
降水入渗补给是地下水资源的主要来源,是影响地下水动态变化的重要因素[3]。通过对2018—2020年浚县降水资料的分析和研究可知,浚县2018年降水量为554.5 mm,2019年降水量为392.7 mm,2020年降水量为491.3 mm。2018年和2020年属于平水年,2019年属于枯水年,2019年9个监测站点地下水水位均大幅度下降。除国豫鹤浚县7号外,2020年其他8个地下水监测站点的地下水水位下降幅度减缓甚至出现回升趋势。
3.2 地表水供水量
地表水是当地社会生产和人们生活的重要用水来源,是改变用水结构的重要方式,是影响地下水动态变化的关键因素。浚县地表水供水工程主要包括蓄水、引水、提水及调水等工程设施,其建设极大缓解了浚县水资源短缺的问题。根据《鹤壁市水资源公报》可知:2018年浚县地表水供水量为0.192 8亿m,占总供水量的9.74%;2019年地表水供水量为0.230 6亿m,占总供水量的11.13%;2020年地表水供水量为0.482 4亿m,占总供水量的28.98%。可见,地表水供水量占总供水量的比值逐年增加,可以较大程度缓解浚县地下水的供水压力。自2016年起,南水北调工程开始向浚县城区供水,优化了浚县的供水结构。南水北调水置换浚县县城附近地下水,对当地地下水的回补作用显著,进一步缓解了地下水的供水压力和地表水资源紧缺问题[4]。
3.3 地下水供水量
地下水是浚县地区用水的主要来源。地下水供水量的多少直接影响浚县地下水水位的动态变化。2018—2020年地下水供水量统计表见表1。结果显示,2018—2020年地下水供水量占总供水量的比值逐年减小,分别是90.256%、88.870%和71.018%。其中,深层水供水量也逐年减少,缓解了地下水的超采现象。
3.4 地方政策
针对浚县超采区问题,当地政府积极探索治理方案,创新用水结构。水资源管理制度的实施,“三条红线”“四项制度”的落实,《鹤壁市地下水保护条例》的出台等措施,有力推动了浚县水资源节约集约利用,有效缓解了地下水超采问题。为解决地下水过度开发利用造成区域性超采问题,浚县对当地地下水超采现象进行综合治理,主要包括机制建设、农业节水工程、河道坑塘补源工程、农艺节水工程及地下水动态监控体系5项综合治理措施。先后进行了水源置换工程、引黄供水能力提升工程、引淇替代水源工程、城区封填地下水井以及配套取用水计量设备等项目,有效缓解了超采区地下水位持续下降、含水层枯竭、地面沉降及水质恶化等问题[5]。
4 结语
浚县地下水超采区2018—2020年地下水水位总体呈现下降趋势。位于超采区的9个监测站点中,4个监测站点水位下降趋势逐年减缓,3个监测站点水位有上升趋势,1个监测站点水位逐年上升,1个监测站点水位逐年下降。地表水供水量占总供水量的比值逐年增加,地下水供水量占总供水量的比值逐年降低,地下水超采现象得到缓解。这说明浚县超采区地下水综合治理初见成效,改善了地下水生态环境,增加了地下水源储备量。
保护地下水、改善超采区现状是一项长期工作。面对当前情况,根据浚县经济发展和生态文化建设的需要,以及地下水超采区实际情况,需要科学规划,坚持节水优先,优化配置水资源,科学合理开发地下水资源,改进农田灌溉方式,创新工业企业生产模式,提高民众节约用水意识,全方位多角度探索超采区地下水治理思路,制定具体的治理方案,建立相应的管理机制,采取合理的综合保障制度,从根本上解决地下水超采问题。
参考文献:
[1]张少伟,郭安强,徐明立.鹤壁市第三次水资源调查评价[M].郑州:黄河水利出版社,2020:26.
[2]张丽,李计生,李斌.河西走廊地下水超采区变化及成因分析[J].中国水利,2019(11):19-21.
[3]贺乐荣.陕西省沿渭主要城市超采区地下水位变化动态分析[J].地下水,2011(5):55-58.
[4]张少伟.南水北调中线工程对鹤壁段地下水的补给[J].河南水利与南水北调,2020(8):44-52.
[5]李健.吕梁市地下水超采区综合治理探析[J].山西水利科技,2021(1):61-63.