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南方典型地下水超采区综合治理特点和手段
——以广东省湛江市为例

2022-04-28张宛宛杨晓灵谢宇宁

中国水利 2022年7期
关键词:承压水湛江市深层

张宛宛,杨晓灵,黄 亮,王 丽,郑 宁,谢宇宁

(1.珠江水资源保护科学研究所,510610,广州;2.水利部珠江水利委员会,510610,广州)

根据《2019年中国水资源公报》,我国南方地区地下水资源量5 627.8亿m3,是北方地区的2.4倍,地下水开发利用量95.7亿m3,较北方地区少742.8亿m3。南方地区地下水主要受降雨入渗补给,补给条件较北方更具优势,地下水资源量丰富,可持续开发利用条件优越。但由于地下水资源时空分布不均,水资源开发存在区域差别大、开发不合理、地下水超采现象严重等问题,导致部分区域地下水水位持续下降,诱发地下水水位降落漏斗、地面塌陷及地裂缝、海水入侵和地下水污染等生态和环境地质问题,进一步加大了水资源安全保障的压力。

湛江市位于广东省西南部,三面环海,区域地形以平原台地为主,地质类型主要为火山群构成的玄武岩台地,地下水以火山岩类孔洞裂隙水和松散岩类孔隙水为主。区域地表水水源不足、地下水资源丰富,地下水开发利用历史久,超采问题突出。本文选取湛江市作为研究对象,对其地下水超采情况、综合治理手段和成效进行分析研究。

一、区域水文地质条件

湛江市区域地下水以松散岩类孔隙水为主,按照含水层埋深可分为浅层潜水-微承压水、中层承压水、深层承压水和超深层承压水,其中浅层潜水埋深在30 m以内,一般作为农业及部分工业用水水源;中深层承压水分布广、水量储备丰富、水质较好,是主要的地下水开采层位。地下水补给主要来源于降水和地表水体下渗,其中浅层孔隙水以大气降水入渗补给为主,动态受降水影响明显,中深层承压水以火山口垂向贯通补给为主,动态受降水影响有延迟,可更新能力相对较弱。

二、地下水开发利用现状和存在的问题

湛江市地下水资源储备量大,开采潜力足,是广东省地下水资源最丰富、最集中的地区。自20世纪50年代起,地下水成为湛江市集中供水水源;随着经济发展需要,湛江市地下水开采量逐渐增加,年均地下水开采量约占广东省地下水开发利用总量的50.60%。湛江市地下水开发利用历史悠久,尤其是中深层承压水开采集中且规模较大,地下水补给不足、水位下降,引发了地下水水位降落漏斗、地面沉降、海水入侵以及地下水污染等一系列生态和环境地质问题。

广东省水利厅2011年发布《关于广东省地下水超采区划定公告》,2013年再一次复核调整,在湛江市划定3个地下水超采区,分别为硇洲岛浅层地下水严重超采区、赤坎深层承压水一般超采区和霞山深层承压水一般超采区,超采区面积共计401 km2,其中浅层地下水超采区面积56 km2,深层承压水超采区面积345 km2。

1.地下水开发利用现状

根据2010—2019年湛江市水资源公报,地下水超采区地下水开发利用变化情况如图1。经过近年的综合治理,湛江市地下水年超采量呈下降趋势,其中硇洲岛浅层地下水超采区自2017年起已无超采情况,赤坎和霞山深层承压水超采区2019年超采量为4 643万m3,较2010年减少1 289万m3,由于地下水开发利用时间长、累积超采问题严重、地表水水源置换能力不足等原因,仍处于超采状态。

图1 2010—2019年湛江市地下水超采区地下水超采量变化情况

2.地下水超采引发的生态和环境地质问题

(1)地下水水位降落漏斗

根据《2017年湛江市水资源公报》,湛江市目前已形成了3个不同规模的地下水水位降落漏斗。①中层承压水水位降落漏斗:范围主要包括赤坎、霞山及东部沿海平乐、南油、调顺岛等地段,漏斗中心位于平乐—南油一带,中心水位降深25.50 m,-4 m等水压线范围面积1 014 km2,较2016年有所扩大;②深层承压水水位降落漏斗:范围包括赤坎、霞山及东部沿海平乐、南油、调顺岛等地段,漏斗中心位于平乐—南油一带,最大降深中心位于平乐地段,降深约为27.67m,深层承压水-6m等水压线面积约为929 km2,较2016年扩大23 km2;③深层承压水次一级小型水位降落漏斗:位于赤坎调顺岛东部一带,降深约为12.50m。

(2)地面沉降

由于区域地下水水位降落漏斗的形成、扩大和加深,地下水水位降落漏斗区域出现地面沉降。湛江市超采引发地面沉降的范围和沉降中心与水位降落漏斗基本一致。

(3)海水入侵

硇洲岛后角—大浪村一线以北、潭北湖—谭井—叮当村沿海以东,以及存亮—西埠一线以南近海等区域陆续出现部分浅井水质变咸的现象,岛内近海地带地下水水质发生不同程度咸化。至2014年,海水入侵总面积达17.1 km2,部分地下水开采井已不可作为饮用水水源。

(4)地下水污染

湛江市浅层潜水的埋深浅,受人类活动、环境变化等影响,氨氮、铁、锰等指标超标;中深层承压水埋深较大,由于顶部隔水层的隔污作用,污染程度较轻,属轻度污染,主要表现为铁含量较高。根据《雷州半岛地下水质现状调查与评价报告》和前期研究,湛江市各含水层地下水铁、锰含量普遍较高,绝大部分地区地下水pH值、氨氮等指标出现不同程度超标。

三、地下水超采综合治理手段和特点

根据地下水开发利用现状和超采特征,湛江市采取多项措施推进超采治理,并取得了一定成效,地下水实际开采量总体呈下降趋势,其中硇洲岛地下水超采区自2017年起已无超采情况。作为赤坎和霞山超采区的主要地表水水源置换工程,霞山水厂和湛江市引调水工程的建设从根本上改变了主城区以地下水水源为主的供水格局。

1.节约用水管理

为解决硇洲岛地下水超采问题,2005年以来湛江市各级政府在硇洲岛大力推进农业节水,调整农业种植结构,积极推广喷灌和滴灌相结合的灌溉技术,对取水大户重新进行水资源论证和取水许可审批,严格用水计划管理和计量收费,并于2017年开始实行阶梯水价,减少地下水开采。

2.水源置换工程建设

2015—2020年,湛江市以地下水为水源的水厂中,已陆续关停平乐、东山、海滨、龙划等6座,目前有东菊、屋山、临东3座正在运行,供水主要用于市区工业用水和生活用水。通过扩建霞山水厂、建设湛江市引调水工程等,引调地表水补充供水,改变了集中开采地下水的供水格局,逐步使超采区饮用水水源结构由单一的地下水水源转变为地表水为主、地下水为辅,形成供水新格局。

3.地下水监测站网建设

2018年6月湛江市根据“湛江市国家级基本地下水监测站项目”,新建超采区地下水监测井3眼(含改建);2019年6月结合“广东省水资源监控能力建设项目水源地、行政边界断面、入河排污口、地下水超采区流量及水位在线监测设施建设”项目,新建超采区地下水监测井7眼。

4.地下水监督管理

湛江市启动专项工程,封填超采区38口自备井,并向赤坎区、霞山区各取用水户发布《关于严格控制市区开采地下水的公告》,对自备取水设施取用地下水的新建或续建建设项目以及取水许可证到期的自备水源用户实行严格管控;硇洲岛对硇洲自来水厂重新进行水资源论证和取水许可审批,严格用水计划管理与计量收费。

四、对策与建议

1.全力建设节水型社会

践行“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路,以地下水超采区为治理重点,以地下水资源与水环境承载能力为基础,大力推广农业节水改造、农业水价改革,结合区域农业种植特点和优势,积极调整农业种植结构,适度退减灌溉面积,发展高效节水灌溉;大力推进工业节水改造,加大非常规水源利用;推进城镇公共生活节水器具改造,加大节水宣传力度,增强全民节水意识,全力创建节水型社会。

2.实施多水源置换

在最严格水资源管理用水总量控制范围内,通过充分挖掘区域地表水资源潜力,结合地域特点,因地制宜开发污水处理再利用、雨水集蓄、海水利用等非常规水源利用工程;持续推进环北部湾广东水资源配置工程湛江分干线工程和配套基础设施建设,以现状已有工程格局为基础,合理布局蓄水、引水、提水、调水及其他水源工程;严格限制地下水开发,合理开发浅层潜水,严格限制开采深层承压水,建立水资源有效供给、节约和保障体系。

3.加强地下水回补

在保障回补水体水质满足要求的前提下,通过修建蓄水坑塘、水系连通、河道清淤疏浚等工程,加大渗水面;区域条件允许情况下,结合海绵城市建设,对不透水下垫面进行改造,增加地下水下渗补给;根据区域水文地质情况,在条件较好的区域将原有机井改建为回灌井,回灌补给地下水,逐步填补超采亏空,实现采补平衡。

4.强化地下水动态监测

依托国家地下水监测工程和已建的地下水监测站网,结合相关建设规划,在超采区、生态环境地质问题已发和易发区域加密布设地下水水位、水质在线监测站点,实时掌握地下水水位、水量、水质动态变化情况,持续推进地下水动态监测分析;完善健全国家地下水监测工程运行维护机制,确保监测系统稳定可靠运行,为地下水精细化管理提供科学指导。

5.加强地下水监督管理

依照《中华人民共和国水法》《地下水管理条例》等相关法律法规,严格依法加强地下水管理,加强地下水禁限采区划定与管理,强化分区管控,严格控制地下水的开采层位和开发利用量;结合区域地下水相关规划,制定地下水超采治理目标,细化地下水水量、水位和水质等治理指标,还清历史累积超采旧账,实现地下水采补平衡,保障地下水资源合理开发利用。 ■

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