廊坊市深層地下水保護對策研究

齊 兵

(河北省廊坊水文水資源勘測局,河北廊坊 065000)

1 總論

廊坊市水資源極為短缺,由于全市可供水量分布不均,北部地區(qū)明顯高于中南部,使得中南部地區(qū)缺水嚴重。目前解決水資源供需矛盾的方法是超采淺層地下水和開采深層地下水。由于深層地下水恢復期長,一旦出現(xiàn)大幅度下降將很難恢復。大量的開采導致廊坊市中南部深層地下水水位多年來一直處于下降狀態(tài)。要徹底緩解供需矛盾,就需要開源節(jié)流,將深層地下水開采量置換出來。

2 廊坊市深層地下水概況

2.1 深層地下水動態(tài)

由于北京和天津的區(qū)域劃分,廊坊市被分成北部和中南部兩部分,北部地區(qū)包括兩縣一市,中南部地區(qū)包括四縣兩區(qū)一市。由于距離較遠,地層結構不同,水文地質條件也不同。北三縣市由于地表水資源較為豐富,深層地下水開采量較小,中南部因沒有可利用地表水資源,深層地下水開采量大,是區(qū)內主要供水水源。因此兩區(qū)域深層地下水變化變化存在不同的變化特征。

2.1.1 年內變化

北三縣市深層地下水(指第Ⅲ含水組)開發(fā)利用主要是工業(yè)及生活用水。由于開采量不同,各地埋深差別較大,具體分布為:燕郊開發(fā)區(qū)形成一漏斗中心,中心埋深為 40m左右;其它地區(qū)一般地下水埋深為 25m左右,最小地下水埋深出現(xiàn)在三河新集,埋深為 15m左右。

中部地區(qū),深層地下水開發(fā)利用主要是生活及工業(yè)用水,南部地區(qū),深層地下水開發(fā)利用主要是工業(yè)、農業(yè)及生活用水。由于廊坊市中南部地區(qū)淺層地下水多數(shù)為有咸水區(qū)而不能充分利用,所以該區(qū)域深層地下水開發(fā)利用程度很高。由于多年超采,廊坊市中南部地區(qū)深層地下水埋深要遠遠大于北部地區(qū)。具體分布為:除固安、永清深層地下水埋深為 30m左右外,廊坊市區(qū)、霸州東南部、文安南部及大城深層地下水埋深均在 60～76 m之間,廣陽、安次、文安大部深層地下水埋深在 40～60 m之間。

深層地下水每年 4、5月水位下降得很快,與淺層地下水不同的是,深層地下水受降水影響較小,且變化比較滯后,每年 11月至次年 3月一直處在上升期。廊坊市中南部地區(qū)2008年各月平均深層地下水埋深具體變化見圖 1。

圖1 2008年廊坊市中南部地區(qū)深層地下水平均埋深過程線

2.1.2 年際變化

深層地下水主要受開采量的影響,由于廊坊市中南部地區(qū)深層地下水農業(yè)開采量較大,因此降水量的大小及分配直接影響到開采量的大小,同時降水的補給也對深層地下水變化起到了較大的作用。降水是深層地下水變化直接、間接的影響因素,其年際年內分配情況直接反應在深層地下水埋深變化過程線上。廊坊市深層地下水水位 1999年至 2002年處于下降狀態(tài),主要由于多年降水量偏少,開采量大;2002年降水量較大,地下水開采量減少,地下水位略有回升;2003年后又開始下降,2007年出現(xiàn)小幅回升,而后又在下降。

2.2 深層地下水開采現(xiàn)狀

2008年廊坊市深層地下水開采量為 3.791 4億 m3,深層地下水超采量為 1.079 4億m3。由于深層地下水超量開采,已經出現(xiàn)了不容忽視的環(huán)境地質問題。這些環(huán)境地質問題主要有:地下水位持續(xù)下降使水位降落漏斗不斷發(fā)展和擴大、地面沉降、機井報廢、水源地產水量下降、有咸水區(qū)底板下降等。

3 深層地下水節(jié)水及替代研究

為了守住廊坊市的深層地下水資源,就需要減少深層地下水開采。但廊坊市水資源及其短缺,要保證廊坊市人民群眾的正常生產生活和經濟社會的持續(xù)發(fā)展,就要從開源、節(jié)流兩個方面來減少深層地下水的開采。開源主要從現(xiàn)有技術條件下,尋找可行的,但未被開發(fā)利用的水源,從而將深層地下水水源置換出來;節(jié)流主要是加強節(jié)水措施,從政策和宣傳等各個方面,強化節(jié)水。只有這樣才能在不影響經濟社會正常發(fā)展的情況下,實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用,守住廊坊市的深層地下水。

圖2 廊坊市部分代表站平均深層地下水埋深過程線

3.1 節(jié)水

3.1.1 農業(yè)節(jié)水

區(qū)域水資源特點:屬嚴重資源型缺水區(qū),水資源開發(fā)利用率已達到 90%以上,地下水嚴重超采,形成多個大面積地下水漏斗。農業(yè)節(jié)水主要考慮區(qū)域水資源狀況發(fā)展節(jié)水灌溉。一是逐步減少農業(yè)用水中對深層地下水的開采,逐漸使用咸淡混澆或薄層淡水代替。二是在井灌區(qū)全面推廣管道輸水,經濟條件好,農業(yè)規(guī)模化經營程度高的地方發(fā)展噴灌、微灌。三是加強降水、地表水、地下水和土壤水的聯(lián)合調度和高效利用,合理利用經處理的城市生活污水。四是渠灌區(qū)以發(fā)展渠道防滲為主,適宜地區(qū)逐步發(fā)展井渠雙灌。五是普遍推廣非充分灌溉理念,以供定需。六是調整農業(yè)種植結構,種植耐旱作物,壓縮耗水量高的作物的種植比例,從而減少地下水開采。效仿發(fā)達國家的節(jié)水經驗,推廣節(jié)水基礎設施建設。分析多種氣象因素指導灌溉,使灌溉節(jié)水化、科學化、現(xiàn)代化。大力發(fā)展噴灌技術,減少地面灌溉面積。

3.1.2 工業(yè)節(jié)水

工業(yè)用水因增長較快、要求保證率高、集中、水質好,一直是水資源供需矛盾的焦點,推進工業(yè)節(jié)水對保障經濟社會可持續(xù)發(fā)展意義重大。與農業(yè)節(jié)水不同,工業(yè)節(jié)水不僅有水量的問題,也有水質的問題。因此工業(yè)節(jié)水相對比較復雜,且不同行業(yè)節(jié)水措施與途徑也不相同。節(jié)水重點應放在用水大戶、污染大戶上,按節(jié)水標準規(guī)劃發(fā)展,并由點到面,逐步推進。并采取以下措施:

一是控制生產力布局,促進產業(yè)結構調整。加強建設項目水資源論證和取水許可管理制度,限制高耗水項目上馬,禁止引進高耗水、高污染工業(yè)項目,以水定產,以水定發(fā)展。積極發(fā)展節(jié)水型的產業(yè)和企業(yè),通過技術改造等手段,加大企業(yè)節(jié)水工作力度,促進各類企業(yè)向節(jié)水型方向轉變;新建的企業(yè)必須采用節(jié)水技術。二是參照《廊坊市用水定額》及各行業(yè)的節(jié)水標準,對企業(yè)的用水進行目標管理和考核,推行計劃用水,促進企業(yè)進行技術升級、工藝改革,設備更新,逐步淘汰耗水大、技術落后的工藝設備。三是推進清潔生產戰(zhàn)略,加快污水資源化步伐,促進污水、廢水處理回用。采用新型設備和新型材料,提高循環(huán)用水濃縮指標,減少取水量。四是強化內部用水管理和建立完善三級計量體系,加強用水定額管理改進不合格用水因素。五是有咸水地區(qū)工業(yè)發(fā)展利用微咸水。重點放在加強污水治理和污水回用;循環(huán)用水,提高水的利用效率;減少取水量和排污量三個方面。這三個方面相輔相承、相互推動,從而達到工業(yè)節(jié)水的目的。

3.1.3 城鎮(zhèn)生活節(jié)水

一是實行計劃用水和定額管理。分類制定科學合理的用水定額,逐步擴大計劃用水和定額管理制度的實施范圍,適時對城市居民用水推行定額管理制度。針對不同類型的用水,實行不同的水價,以價格杠桿促進節(jié)約用水和水資源的優(yōu)化配置,強化計劃用水和定額管理力度。鼓勵用水單位采取節(jié)水措施,并對超計劃用水的單位給予一定的經濟處罰。居民住宅用水徹底取消“包費制”,全面實現(xiàn)分戶裝表,計量收費,逐步采用階梯式水價或兩不知水價方式,提倡合理用水,杜絕跑、冒、滴、漏等浪費現(xiàn)象。二是全面推向節(jié)水型器具,提高生活用水節(jié)水效率。強化國家有關節(jié)水政策和技術標準的貫徹執(zhí)行力度,制定推行節(jié)水型用水器具的強制性標準。制定鼓勵居民家庭更換使用節(jié)水型器具的配套政策,大力推廣“節(jié)水型住宅”,引導居民盡快淘汰現(xiàn)有住宅中不符合節(jié)水標準的生活用水器具。針對用水量大的環(huán)節(jié),如便器、洗衣機等,開發(fā)研制新的節(jié)水型器具,盡可能減少不必要的用水。城市綠化要推廣節(jié)水噴灌技術和利用“中水”。三是加快城市供水管網技術改造,降低輸配水管網漏失率。研究確定城鎮(zhèn)自來水管網漏失率的控制標準和檢測手段,并明確限定達標期限。完成對供水管網的全面普查,建立完備的供水管網技術檔案,制定管網改造計劃。四是加大城鎮(zhèn)生活污水處理和回用力度,在缺水地區(qū)積極推廣“中水道”技術。在城市改建和擴建過程中,積極改造城鎮(zhèn)排水網,設市城市都要建設生活污水集中排放和處理設施。規(guī)劃建設城市污水處理設施時,同時安排污水回用設施的建設;城市大型公共建筑和供水管網覆蓋范圍外的自備水源單位,都應建設中水系統(tǒng),并在試點基礎上逐步擴建居住小區(qū)中水系統(tǒng)建設的推行實施范圍。五是在城市工業(yè)產業(yè)布局逐步合理、產業(yè)結構逐步優(yōu)化的前提下,應實現(xiàn)城市及郊區(qū)水務統(tǒng)一管理、資源統(tǒng)一規(guī)劃、綜合利用,做到上、中、下水設施統(tǒng)一建設、小區(qū)集中處理、大區(qū)之間連通協(xié)調、市區(qū)郊區(qū)合理串供,努力建成蓄水、集水、節(jié)水、減排、清污、回用的城市節(jié)水清潔型供用水體系。逐步改變過去一個水系、一條河道的單一水源向城市供水的方式,采取“水系聯(lián)網,地表水與地下水聯(lián)調,優(yōu)化配置水資源”的方式。重點是推廣節(jié)水設備、調節(jié)水價以及廣泛的節(jié)水宣傳。

3.2 開源

綜合考慮廊坊市水資源狀況,力求從現(xiàn)有的水源中尋找替代水源。

3.2.1 中水水源

中水水源是現(xiàn)有水源中較為可靠且容易開發(fā)的水源。合理發(fā)展、充分利用,可以作為深層水的部分替代水源,是緩解水資源緊張形勢的一條較為合理、切實可行的重要途徑。開展中水回用工作是對水資源最大限度的節(jié)約,同時也使水資源的使用效率達到最高;中水回用以城市污水作為水源,符合開發(fā)低質水的原則;而水資源保護中最重要的一條正是廢水回用資源化。中水可以用作以下幾方面用途:(1)道路、綠地澆灑。(2)洗車。(3)沖廁。4)市區(qū)景觀河道。為創(chuàng)造城市良好的水體環(huán)境,中水可補充維持城市河道生態(tài)流量,補充公園(庭院)水池、噴泉等景觀用水。(5)城區(qū)中水道。中水道以沖廁等雜用水為主,可以在規(guī)劃中的區(qū)域建設廣域中水道,供居民區(qū)使用。(6)部分對水質要求不高的企業(yè)用水。根據廊坊市超采區(qū)城鎮(zhèn)用水,包括工業(yè)和生活處理達標的可再利用的水量。參考《廊坊市創(chuàng)建國家環(huán)境保護模范城市環(huán)境污染控制專項規(guī)劃》以及廊坊市現(xiàn)狀污水處理能力確定。2008年城鄉(xiāng)污水處理回用率達到 20.4%左右,2010年增加到 25%左右,2015年增加到34.2%左右。2008年污水回用量為 0.539 8億 m3、2010年0.707 3億 m3、2015年1.071 7億 m3。基本可以滿足以上用途的需水,可置換部分深層地下水。

3.2.2 微咸水水源

開發(fā)利用微咸水、咸水。廊坊市淺層地下水中南部大部分地區(qū)為微咸水和咸水,因此,要加大非傳統(tǒng)水資源利用,科學利用微咸水、咸水資源,通過咸淡輪灌、咸水淡化、中水回用等不同措施,擴大微咸水及咸水的利用范圍,增加利用量,不僅增辟可利用的水資源,緩解我市水資源短缺的局面,而且與河水、中水、當?shù)厮?雨水統(tǒng)籌安排,優(yōu)化調度,修復與改善生態(tài)環(huán)境。

(1)可以用于農田灌溉

咸水灌溉不同于淡水灌溉,它不僅要考慮滿足作物對水分的需求,而且要控制鹽分的危害。咸水灌溉對鹽分控制的要求是使土壤中的鹽分累積不超過作物耐鹽度,而增加的鹽分經降雨或灌溉的淋洗能夠排出,達到土壤鹽分周年或多年平衡,不發(fā)生鹽分的累積。要控制鹽分的危害,實行咸淡水的輪灌或混灌是行之有效的方法。咸淡水的輪灌是根據作物耐鹽特性及本地區(qū)的水資源條件,實行咸淡水資源的聯(lián)合運用。作物生長旱季用咸水灌溉,彌補作物水分不足,雨季后有淡水資源時用淡水。咸水和淡水混合灌溉,能改善灌溉水質,擴大水資源利用量。咸淡水的混合比例應根據當?shù)氐淖魑锓N植、水源條件、控制水質標準要求而定。

(2)可以用于農村人畜飲水

廊坊市是資源型缺水城市,地下水嚴重超采,淡水資源匱乏,淺層咸水面積大,分布廣,成井淺,投資少,容易開采。采用咸水淡化設備,淡化后的水礦化度可小于1 g/L,達到國家飲用水的標準,可作為農村人畜飲水。

(3)可以用于城市工業(yè)和居民生活

利用咸水用于居民生活洗滌、沖廁、洗車等,可替代生活用自來水。還可利用咸水噴灑道路、消防用水、游泳池、噴水池用水以及澆灌城市草坪綠地,補充湖塘水體養(yǎng)魚用水等。

據微咸水實際開發(fā)利用情況和水資源利用規(guī)劃,2008～2015年微咸水利用量為可開采量 40～80%左右,即 2008年0.381 6億 m3,2010年為 0.476 9億 m3,2015年為 0.763 1億 m3。這樣可以置換部分深層地下水。

3.2.3 南水北調水源

根據南水北調工程規(guī)劃,2010工程可完工投入使用,引水工程分配給廊坊的水量分別從北京、天津干渠及白洋淀給廊坊市區(qū)和南五縣(市)供水,可供水量 P=50%年為 2.424 1億m3,P=75%年為 2.544 4億 m3。屆時可置換深層地下水。

3.2.4 地表水

超采區(qū)地表水資源匱乏,但可利用雨洪資源。通過河道、坑塘、洼淀等蓄積雨洪資源,可部分置換深層地下水。

要充分集蓄雨洪資源,使雨水入滲回灌地下水。修建透水路面、邊道,增大降雨入滲。改高草坪為低草坪,滯蓄雨洪資源。實行雨污分流,使雨水徑流排入河道、湖塘,增加淡水,凈化水體,增加對地下水回補,淡化地下水質。

4 結語

廊坊市 2008年共開采深層地下水 3.791 4億 m3,在現(xiàn)狀情況下通過節(jié)水、尋找替代水源可減少部分深層地下水的開采,但仍有很大差距。一旦南水北調通水后,可完全替代深層地下水。屆時,深層地下水僅作為備用水源,除緊急情況下不會被開采,可以慢慢恢復。我們最終會守住廊坊市的深層地下水,為子孫留住這片凈水,實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。