侯马市地下水超采情况现状及治理对策

2023-11-22卫伟伟

山西水利 2023年7期

卫伟伟

（侯马市水务局，山西侯马 043000）

1 侯马市地下水资源概况

侯马市的河流主要补给来源为雨水。径流的年内分配与降水量基本相同，表现为典型的夏雨型，径流集中程度取决于雨季持续时间和降水量集中程度，同时受下垫面包括地质、地貌、流域面积、植被等因素再分配的影响，较之降水变化更趋多样性。多年平均连续最大四个月径流量出现在7—10 月，径流最大月多出现在7 月，连续最大四个月径流量出现月份也因降水量丰、平、枯水期的变化而变化，一般在7—10 月或5—8 月。侯马市年径流变差系数Cv 值在0.65 左右，极值比在8～10之间。径流深大致在25 mm 左右，呈现出东部略高于西部、浍河区高于汾河干流区的特点。

据临汾市第二次水资源评价成果，侯马市1956—2000 年多年平均地下水资源量2 004 万m3，其中盆地平原区2 509 万m3，山丘区101 万m3，重复计算量（含与外区地下水之间的）606 万m3。盆地平原区1956—2000 年多年平均地下水总补给量2 647 万m3，其中降水入渗补给量1 346 万m3，占总补给量的50.9%；侧向补给量912 万m3，占总补给量的34.5%；地表水入渗（渗漏）补给量251 万m3，占总补给量的9.5%；井灌回归量138 万m3，占总补给量的5.2%。地下水可开采量2 515 万m3。

2 地下水超采区状况

侯马城郊地下水超采区，以侯马发电厂为中心，包括城区、上马办，北至西呈王、北西庄，南以紫金山边山带为界，东到乔村西，呈北东-西南向椭圆状。区内主要有西部驿桥、中部张少（电厂）和东部乔村三个水源地，由于超量开采形成地下水降落漏斗。根据《山西省地下水超采区评价报告》（山西省水利厅，2013年），临汾市侯马小型孔隙浅层地下水超采区面积为78 km2，占到全市总面积的39%，其中严重超采区面积为33 km2，占到全市总面积的15%，上马驿桥水源地在省政府划定的地下水严重超采区范围内。超采区地下水可开采量1 218 万m3，实际开采量1 628 万m3，超采量410 万m3，开采系数1.34，地下水位年下降速率为0.71 m。

从整个超采区观测孔资料分析，根据漏斗发展趋势，侯马市地下水位降落漏斗主要是受三个水源地的影响而形成，西部驿桥、中部张少（电厂）和东部乔村三个水源地影响着漏斗的基本形态。2019 年超采区降落漏斗中心由原来的502、电厂、郭村境内到张少、单家营一带，地下水位与2018 年相比基本保持一致。漏斗闭合等值线高程为370 m，闭合面积78 km2，漏斗中心地下水水位356.37 m，边界与中心水位差13.63 m。

地下水开采主要集中在地下水严重超采区范围内，严重超采区范围内地下水开采量占超采区开采量的74%。严重超采区范围内城镇生活水井有上马办事处的上马驿桥水源地9 眼水源井，大秦铁路股份有限公司侯马北供电段4 眼自备井；工业水井有上马办事处的山西风雷钻具有限公司4 眼自备井；农业灌溉水井有新田乡3 个村庄的44 眼水井、高村乡3 个村庄的75 眼水井、上马办事处10 个村庄的67 眼水井。2018 年底，侯马市已完成“三供一业”产权移交工作，侯马市城乡供水有限公司向大秦铁路股份有限公司侯马北供电段、山西风雷钻具有限公司提供生产生活用水。

3 超采区水资源现状问题分析

3.1 资源性缺水，用水矛盾突出

侯马市人均水资源量72.8 m3，水资源人均占有量仅为全省的40%，是全省最严重的资源型缺水地区。一方面现有地表水水质达不到生活饮用水处理标准；另一方面随着经济社会发展和侯马市城乡供水一体化项目的实施，现有水源不能满足城乡供水需求，用水矛盾日益凸显，已严重影响人民群众正常的生产生活，制约了侯马市经济社会的发展。

3.2 供水结构不合理，地下水超采严重

侯马市目前城乡生活用水和工业用水主要由地下水供给，只有少数企业采用地表水，随着侯马市人口的增加和经济社会的发展，地下水的开采量已超采并逐年递增。过度的开采已经造成侯马市主城区超采区面积达78 km2，占全市总面积的39%，严重破坏了当地的生态环境。

根据取水许可批复的总量控制指标，结合用水统计调查直报管理系统实际取用水量，分析侯马市生活、工业、农业及生态用水结构可知，由于过量开采地下水，水位持续下降，造成地面沉降，水井干枯等严重的环境地质问题，导致侯马市小型空隙浅层地下水超采区成为山西省地下超采区治理目标之一。

3.3 重工业耗水量大，重复利用率低

侯马市的工业主要以冶金、铸造、机电装备制造、热电为主，这些企业均为粗放型企业，耗水量大，用水重复利用率低，且现状用水主要依靠自备井供给，严重浪费了地下水资源，急需利用地表水替换地下水，关闭自备井。

3.4 农田灌溉设施落后老化，不能充分发挥效率

侯马市现有干支渠道防渗率低，已衬砌部分损坏严重，输水损失大。泵站机电设备老化，能源单耗超标，严重影响灌溉效益的发挥。

4 超采区治理对策

4.1 关井压采方案

4.1.1 龙子祠泉水源置换区

建设龙子祠泉水侯马城市水源置换工程，利用龙子祠泉水置换侯马市上马驿桥水源地、曲沃下裴庄水源地等城市地下水供水水源，以及三供一业产权移交的山西风雷钻具有限公司和大秦铁路股份有限公司侯北供电段地下水水源，共关闭水井30 眼，其中上马驿桥水源地水井9 眼，曲沃下裴水源地13 眼，山西风雷钻具有限公司4 眼，大秦铁路股份有限公司侯北供电段水井4 眼，共压采取水许可水量683.7 万m3。

4.1.2 黄河地表水置换区

利用禹门口东扩黄河地表水置换部分工业及严重超采区范围内的农业灌溉水井，减少地下水的开采量。共关闭水井50 眼，压采地下水100 万m3。

（1）利用禹门口东扩黄河地表水，置换严重超采区范围内的农业灌溉地下水水源。在北庄灌区东干渠改造铺设直径1.2 m 长9 km 的波纹管，将引黄水送至浍河二库，在浍河二库北岸修建提水泵站向浍南工农业供水。工程设计提水泵站设计流量为1.75 m3/s，水泵机组4 台（3 用1 备），总装机2 500 kW，并配套相应供电和管理设备。项目区局部地势较高需修建提水泵站3 座水泵机组6 台（3 用3 备），总装机1 200 kW，并配套相应供电和管理设备。灌溉干管为DN1400 的压力管道，长22 km；输水管道管径为DN600～1 200，长26 km，管道总长48 km。

该工程主要补充浍河二库水库蓄水，改善浍河两岸泵站灌溉条件，利用黄河地表水置换地下水，关闭部分成井质量差、配套不完善的水井，同时为浍南工业园区提供工业用水水源。

（2）黄河地表水置换地下水供侯北工业用水项目。铺设DN400 PE 管道1 km，铺设DN315 PE 管道10 km，DN200 PE 管道5 km，建设加压泵站3 座，变压器3 台，输配电线路5km，管理房3 座，修建5 万m3蓄水池2 座。

本工程主要利用黄河地表水置换侯北工业园区工业企业生产所用地下水，现工业园区共有5 家企业，水井12 眼，每个企业仅保留1 眼水井供职工生活使用，本次共关闭水井7 眼，压减开采量60 万m3。

4.2 水源工程建设

4.2.1 龙子祠泉域概况

龙子祠泉位于临汾市西南13 km 的西山山前。西山属吕梁山脉，泉水出露于西山与临汾盆地交接处的坡积物中，由南池、北池、东池等泉组成，其中南泉占总流量的40%，东泉占总流量的50%，北泉约占总流量的10%，泉水大多以散流形式溢出地表。龙子祠泉水有高水与低水之分，高水指北泉和南泉，标高478 m，低水指东泉，标高465.2 m，相差12.8 m。泉水流向临汾盆地，弃水入汾河，属汾河水系。

龙子祠泉为非全排型岩溶大泉，岩溶水大致由北、西、南三面向东部排泄区汇流，在山前由于透水性相对较弱的第四系地层的阻水作用而形成溢流地表成泉。东部边界部分地段因第四系沉积物透水性强，而成为岩溶地下水向盆地的侧向排泄段。

4.2.2 龙子祠岩溶水资源评价

根据《临汾市第二次水资源调查评价》分析报告中地下水资源调查评价报告（2005 年3 月）评价成果，龙子祠泉资源量由自然出流量、上游地区岩溶水开采量和山前排泄量组成。按1956—2000 年计算，年侧向排泄量为4 108 万m3，平均测流量为16 377 万m3，上游地区年平均开采量75 万m3，1956—2000 年系列年平均天然资源量为20 559 万m3（6.52 m3/s）。

根据临汾市第二次水资源评价成果，龙子祠泉岩溶水可开采量采用水文分析法计算可开采量，考虑生态基流条件下，取长系列（1956—2000 年）泉水流量保证率95%还原后的天然径流量作为可开采资源量，计算结果为11 800 万m3/年。

4.2.3 龙子祠泉水可供水量

龙子祠泉水多年平均泉水径流量为1.29 亿m3（1980—2016 年），取水许可批复水量1.02 亿m3，现供给临汾市市区生活用水0.31 亿m3、工业企业用水0.1 亿m3、农业灌溉水0.2 亿m3、向跃进渠输水0.41 亿m3。

经过临汾市引沁入汾和汾西灌区水利服务中心对龙子祠水源涉及的龙祠老灌区、跃进渠灌区、七一水库灌区进行的水量平衡调节计算，在保证原批复的城市生活、工业用水、农业灌溉不受影响的情况下（农业灌溉保证率75%以上），可向我市实施供水，能够完全满足我市供水需求。

4.2.4 项目建设内容

汾西灌区龙子祠泉水向我市供水水源置换及地表水厂建设工程项目，包含两个子工程，分别是：

汾西灌区龙子祠泉水向侯马市供水水源置换工程年供水量1 500 万m3，北起尧都区金殿镇龙子祠村，南至侯马市北庄村，全长56.98 km。建设内容包括提水泵站1 座、设水泵站组4 台、输水管道等。

侯马市北庄地表水厂建设工程是汾西灌区龙子祠泉供水水源置换项目的配套工程，主要建设内容为日处理规模4 万m3的地表水厂一座，地表水厂采用双水源供水（临汾汾西灌区的龙子祠泉水和禹门口东扩分配黄河水），铺设DN700 清水配水管线18 km。