地下水資源管理與評價方法初探

一、用地下水位管理與評價地下水資源的優(yōu)勢

一個地區(qū)地下水位變化是該地區(qū)的地下水儲存條件、自然補(bǔ)給、逕流、排泄和人工開采利用等復(fù)雜的自然社會因素綜合作用的結(jié)果，能真實反映地下水資源狀態(tài)。由于地下水位容易實時網(wǎng)絡(luò)施測，可實現(xiàn)與地下水資源相關(guān)的量化管理與評價。而地下水資源量是一個很難直接施測的量，一般是通過對各種補(bǔ)給量和排泄量分析計算確定，而各種補(bǔ)給、排泄量的確定，又要通過對各種參數(shù)勘測選定，都是一系列復(fù)雜的過程，很難精準(zhǔn)。因此，用控制地下水位管理與評價地下水資源方便得多，準(zhǔn)確得多。

對地下水過量超采，導(dǎo)致一些區(qū)域地下水位大幅度下降，這不僅反映地下水資源的減少，在干旱地區(qū)還能造成地表土壤水分干涸，植物凋萎，植被退化，甚至死亡等，出現(xiàn)荒蕪化、沙化生態(tài)景觀;又能產(chǎn)生地面沉降塌陷、裂縫，海(咸)水入侵等地質(zhì)水文環(huán)境變化。用“抬升型”和“下降型”地下水控制性水位分別控制管理補(bǔ)給過量、開采量不足和由于補(bǔ)給量不足或過量開采的諸多問題的發(fā)生。而用資源量控制就很難體現(xiàn)如此全面的控制管理內(nèi)涵。即使用資源量控制還是需要水位的變化來校核。

二、用地下水位管理地下水資源的方法

中國水利水科學(xué)研究院葉勇、謝新民在“地下水控制性水位分區(qū)研究”中，提出采取兩種類型、兩色線控制水位和三區(qū)管理形式。

即采取“抬升型”與“下降型”兩種類型，以“紅線”與“藍(lán)線”水位控制，以藍(lán)、黃、紅三區(qū)管理。“抬升型控制性水位”是補(bǔ)給過量或開采不足引起地下水位上升，產(chǎn)生對資源、生態(tài)、環(huán)境造成影響程度的一系列數(shù)或閾值;“下降型控制性水位”是補(bǔ)給不足或過量開采使地下水下降，同樣產(chǎn)生對資源、生態(tài)、環(huán)境影響程度的一系列數(shù)或閾值。由影響程度把控制地水位定為“藍(lán)線水位”和“紅線水位”。藍(lán)線水位或水位區(qū)間系指資源、生態(tài)、環(huán)境功能協(xié)調(diào)。在抬升型中，地表水位所處位置，即可實現(xiàn)采補(bǔ)平衡或排補(bǔ)平衡、又能防治澇漬鹽堿災(zāi)害、又有利土壤改良、作物生長(尤其根發(fā)育)、有利土壤與地下水庫建設(shè)、提高當(dāng)?shù)厮Y源利用和生產(chǎn)率，即把這種臨界地下水位定為抬升型藍(lán)線水位。而地下水位上升，表現(xiàn)補(bǔ)大于采(或排水不足)，達(dá)到或超出漬澇和鹽堿發(fā)生的臨界、甚至污染環(huán)境、道路反漿、耕地不能機(jī)械作業(yè)、土壤冷槳、影響作物發(fā)育和產(chǎn)量的臨界地下水位為抬升型紅線水位。水位上升又不致產(chǎn)生澇漬與返鹽或無效蒸發(fā)的地下水位作為控制水位為下降型藍(lán)線水位。而地下水持續(xù)下降，引起地下水資枯竭，如疏干含水層1/2以上，或達(dá)到使地面沉降、地表裂縫、塌陷、沙化，或海水入侵、水質(zhì)惡化的各種臨界水位(如生態(tài)需水臨界水位、地質(zhì)災(zāi)害臨界水位，海水入侵臨界水位)為下降型紅線控制性水位。

表1控制性水位類別及管理分區(qū)體系表

三、用地下水位評價管理地下水資源初探

我省地下水類型有潛水，弱承壓水，承壓水。三江平原主要開采利用潛水和弱承壓水。松嫩平原主要開采利用潛水、弱承壓水和承壓水。抬升型控制性水位，對于三江平原潛水，主要防治澇漬，在雨季或豐水年地下埋深不能少于0.5m，所以一般要求地下埋深水位不能小于2m，所以2m應(yīng)定為抬升型紅線水位。而地下水位處于一定埋深，可使地下水無效蒸發(fā)等于0，還有一定地下儲水和調(diào)節(jié)庫容，則可把4m作抬升型藍(lán)線埋深水位。對于三江平原弱承壓水，由于地下水不參與(或影響少)成澇，所以在抬升型控制可以不設(shè)紅、藍(lán)線水位和三區(qū)管理。對于松嫩低平原潛水、主要是防治鹽堿和澇漬，所以要求地下水位不僅雨季汛期地下水埋深不少于0.5m;而且干旱季節(jié)埋深不能少于可返鹽埋深3m以下，又由于可能受凍融影響，故把埋深5m作紅線埋深水位。而地下水位降至一定埋深以下，可以使地下水蒸發(fā)等于零。且還有一定儲水庫容，故把埋深10m作為藍(lán)線埋深控制水位。對松嫩低平原的弱承壓水和承壓水不能參與地表成澇和鹽堿，也可以不設(shè)抬升型紅、藍(lán)線控制水位。

對于下降型控制性水位，三江平原潛水在埋深在6m以上，便于開發(fā)利用，還具有一定儲水和調(diào)節(jié)庫容，可作為藍(lán)線水位。而埋深大于6m，可能要改變泵型，對于簿含水層≤20m，疏干率達(dá)50%，視為超采，故可把10m作為紅線控制性水位，對于厚含水層，可以斟酌加深。

三江平原弱承壓水(主要指建三江地區(qū))由于地表有7～20m粘性土復(fù)蓋，且弱承壓水頭部分地下水釋水率低，在10m內(nèi)很難保證開采量，且形成的儲水與調(diào)節(jié)庫容也有限，故定15m為藍(lán)色控制水位。至于紅線水位主要考慮減少抽水能耗和可開采量與可能維持采補(bǔ)平衡埋深為限，暫定20m為紅線控制水位。因為本地區(qū)不牽涉海水入侵，水質(zhì)惡化，若地質(zhì)環(huán)境條件允許，還可以根據(jù)需要加大下降型紅線控制水位。

松嫩低平原下降型控制水位潛水與弱承壓水、承壓水由于缺乏研究，暫定埋深15m為藍(lán)色控制水位，而潛水厚度約40m，弱承壓水和承壓水厚度60m以上，也分別按疏干50%含水層計，定20m與30m分別作為潛水與弱承壓水和承壓水下降型紅線控制水位，主要視地質(zhì)條件定，再作增減。三江平原與松嫩平原地下控制水位和管理分區(qū)詳見表2、表3。

表2三江平原潛水與弱承壓水區(qū)地下控制水位和

管理區(qū)初擬表 (單位m)

特注:評價與表1相應(yīng)管理區(qū)相同。

表3松嫩平原潛水與弱承壓區(qū)和承壓水地下控制水位和管理區(qū)初擬表(單位m)

特注:評價與表1相應(yīng)管理區(qū)相同。

從地下水位埋深現(xiàn)狀與表2、表3紅藍(lán)線指標(biāo)與三區(qū)管理范圍比較，可得三江平原多處于抬升型黃區(qū)或藍(lán)區(qū)(地下水埋深2～6m)，而自流灌區(qū)及洼地地下水高仍處抬升型紅區(qū)(地下水埋深小于2m)，而應(yīng)加強(qiáng)排水或有井灌條件地區(qū)發(fā)展井灌;總體而言三江平原地下水尚有開發(fā)潛力。而松嫩平原(尤其大慶地周邊地區(qū))，潛水與弱承壓地下水尚高，多數(shù)處抬升型紅區(qū)(地下水埋深小于5m)，應(yīng)鼓勵開采;、而大慶承壓水超采，已出現(xiàn)二個地下水漏斗，地下水埋深40～50m以下，大于30m處下降型紅區(qū)，因此，松嫩低平原(尤其大慶地區(qū))承壓水應(yīng)實施紅區(qū)管理，即應(yīng)支持鼓勵或采取強(qiáng)制要求開采淺層地下水和限制或禁止開采承壓水等應(yīng)急管理。