淮河流域地下水資源可持續(xù)利用策略

劉 猛 袁鋒臣 季葉飛

（1.安徽省水利部淮河水利委員會 水利科學(xué)研究院 安徽省水利水資源重點實驗室 蚌埠 2330002.淮委水資源處 蚌埠 233001 3.松遼水利委員會 長春 130021）

淮河流域地下水資源可持續(xù)利用策略

劉 猛1袁鋒臣2季葉飛3

（1.安徽省水利部淮河水利委員會 水利科學(xué)研究院 安徽省水利水資源重點實驗室 蚌埠 2330002.淮委水資源處 蚌埠 233001 3.松遼水利委員會 長春 130021）

在淮河流域地下水資源及其開發(fā)利用現(xiàn)狀分析基礎(chǔ)上，總結(jié)了流域目前地下水資源開發(fā)利用中存在的問題。針對存在的問題以及淮河流域社會經(jīng)濟發(fā)展對水資源的需求，提出淮河流域地下水資源可持續(xù)利用對策與建議。

淮河流域；地下水；可持續(xù)利用；對策

1 引言

地下水是淮河流域的重要供水水源之一，對維系區(qū)域供水安全和生態(tài)平衡具有十分重要的作用。近年來，隨著流域經(jīng)濟社會發(fā)展，地下水開采規(guī)模也不斷擴大，不合理開發(fā)利用導(dǎo)致部分地區(qū)出現(xiàn)地面沉降、巖溶塌陷、海水入侵等一系列地質(zhì)環(huán)境問題，嚴(yán)重威脅到區(qū)域供水安全和經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。因此，如何長期有效地開發(fā)利用地下水資源，成為淮河流域經(jīng)濟社會發(fā)展所面臨的重要問題。

2 地下水資源及其開發(fā)利用狀況

2.1 地下水資源狀況

淮河流域多年平均淺層地下水資源量（礦化度M≤2g/L，下同）為344.7 億 m3，其中，山丘區(qū)為87.8 億 m3，平原區(qū)為264.1億m3，山丘區(qū)與平原區(qū)地下水資源量之間的重復(fù)水量為7.2億m3。

在淮河流域平原區(qū)淺層地下水的各補給項中，降水入滲是最主要的補給源，其水量占地下水總補給量的80%以上；其次是地表水體入滲補給，占地下水總補給量的10%以上；其他山前側(cè)向流入量和井灌回歸補給量等補給量之和占總補給量比例不到10%。

山丘區(qū)根據(jù)地下水類型進一步劃分為一般山丘區(qū)和巖溶山丘區(qū)。其中，一般山丘區(qū)多年平均地下水資源量為81.0億m3；巖溶山丘區(qū)多年平均地下水資源量為6.8億m3。

2.2 地下水開發(fā)利用狀況

2009年，淮河流域地下水供水量為147.6億m3，占流域總供水量的26%。按開采層位劃分，其中，淺層地下水主要用于農(nóng)業(yè)灌溉和農(nóng)村生活用水，供水量為118.1億m3，占地下水供水總量的80%；深層地下水主要用于工業(yè)和城鎮(zhèn)生活用水，供水量為29.5億m3，占地下水供水總量的20%。

3 地下水開發(fā)利用中存在的主要問題

3.1 地下水超采引發(fā)環(huán)境地質(zhì)問題

近年來，淮河流域一些大中城市為了保證供水，超量、掠奪性開采地下水，使得局部地區(qū)地下水位持續(xù)下降，出現(xiàn)了以城市或水源地為中心向四周擴散的大型地下水位降落漏斗區(qū)。地下水超采還引發(fā)了地面沉降、巖溶塌陷、海水和咸水入侵、泉水流量衰減甚至斷流等一系列環(huán)境地質(zhì)問題。由于超采深層承壓水，淮河流域許昌、商丘、阜陽、亳州、鹽城、淮安、濟寧等城市存在不同程度的地面沉降；巖溶水的過量開采使徐州、淮北、棗莊等城市出現(xiàn)巖溶塌陷；山東沿海局部地區(qū)（如日照），由于過量開采地下水已誘發(fā)海水入侵；棗莊十里泉等名泉，因泉域地下水開采過度，近些年出現(xiàn)了流量大幅減少，甚至長期斷流干涸的現(xiàn)象。

3.2 地下水污染日益加劇

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，工業(yè)和生活用水量也不斷增加，大量未經(jīng)處理的工業(yè)、生活廢污水排入地表水體，地表水體入滲補給地下水，進而污染了地下水；另外，工業(yè)廢棄物和生活垃圾隨意堆放、農(nóng)業(yè)化肥和農(nóng)藥濫用等產(chǎn)生的污染物，通過下滲也對地下水造成一定污染?；春恿饔蚱皆瓍^(qū)淺層地下水污染較嚴(yán)重，而山丘區(qū)地下水和平原區(qū)深層承壓水水質(zhì)普遍較好，局部地區(qū)由于深、淺層井混合開采，深層承壓水受淺層地下水污染，水質(zhì)有逐年變差的趨勢。

3.3 地下水管理薄弱

目前，淮河流域針對地下水的管理還存在薄弱環(huán)節(jié)。首先，在流域?qū)用嫔线€沒有專門針對地下水的法律法規(guī)，流域內(nèi)相關(guān)的地下水管理的法律法規(guī)、制度條例還很不完善；其次，水利、國土、城建等部門存在管理職能交叉現(xiàn)象，不利于地下水的有效管理。另外，在地下水監(jiān)測方面，長期存在投入不足、站網(wǎng)布設(shè)不合理、監(jiān)測設(shè)備和手段落后等等問題，使得管理部門缺乏可靠監(jiān)測信息，造成了地下水管理的被動局面。

4 地下水資源可持續(xù)利用對策

淮河流域?qū)儆谌彼貐^(qū)，又處于社會和經(jīng)濟發(fā)展的重要時期，為此，要從戰(zhàn)略高度來認(rèn)識地下水資源的地位和作用，以可持續(xù)利用為目標(biāo)，從涵養(yǎng)和保護地下水資源、挖掘地下水資源潛力、加強和完善地下水資源管理三個大的方面進行地下水可持續(xù)利用策略分析。

4.1 涵養(yǎng)和保護地下水資源

4.1.1 促進大氣降水補給地下水

地下水補給來源主要是大氣降水。增加地下水資源的補給，就是要設(shè)法利用地形、地貌、植被等地表有利條件，讓更多的大氣降水、地表水轉(zhuǎn)化為地下水，增加地下水的可利用量。目前，淮河流域山區(qū)林木覆蓋度還較低，沂蒙山區(qū)為12%，伏牛山區(qū)為21%，桐柏山和大別山為30%[1]，今后應(yīng)通過宏觀政策，保護天然林地，大規(guī)模人工造林，增加植被覆蓋程度；同時，加強流域水土流失綜合治理，減少水土流失，涵養(yǎng)水源，可有效利用大氣降水增加地下水補給量。

4.1.2 發(fā)揮含水層的調(diào)蓄功能

地下水含水系統(tǒng)具有可調(diào)節(jié)性。降水、河川徑流等入滲補給地下水后，在地下水系統(tǒng)內(nèi)利用含水層巨大的存儲空間形成自然調(diào)蓄，使地下水具有年際間調(diào)配功能。在淮河流域的山區(qū)與平原接觸地帶，山前均分布有沖洪積扇，含水層厚度一般較大，顆粒較粗，是大型的天然地下水庫，可以利用這一有利條件對水資源進行年內(nèi)或多年的調(diào)節(jié)。另外，淮河流域巖溶水分布區(qū)的富水地段，巖溶裂隙、溶隙發(fā)育較好，具有較大的儲水空間，在不引起環(huán)境地質(zhì)問題的前提下，適當(dāng)超采，可以更好地發(fā)揮其“以豐補歉”作用。許多平原地區(qū)的大中城市因長期超采地下水，以城市為中心形成了大小不一的區(qū)域水位降落漏斗，具備一定的疏干庫容，可以作為調(diào)蓄空間，充分利用當(dāng)?shù)赜旰樗退畮鞐壦?，采用河道攔蓄、滲水坑、滲水井等回灌工程，使其轉(zhuǎn)化為地下水。

4.1.3 維持地下水的采補平衡

各種不同類型的地下水獲得大氣降水、地表水等補給條件不同，因而其更新、再生的能力不同，因此，地下水的開發(fā)利用必須考慮當(dāng)?shù)氐叵滤陨淼母潞驮偕鷹l件，做到采補平衡。對于淮河流域廣泛分布的松散巖類孔隙水來說，一般山前洪積扇分布區(qū)含水層顆粒較粗，補給條件好，更新能力強，水質(zhì)優(yōu)良，可以滿足較大強度的開采，相比之下，下游平原區(qū)含水層顆粒較細(xì)，補給條件差，更新能力弱，水質(zhì)較差，不宜進行高強度、集中式開采；對于基巖裂隙水來說，含水層一般厚度較薄，地下水調(diào)蓄能力較差，不具有集中供水意義。因此，該類地下水以解決當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)用水和人畜飲用水為主；對于巖溶水，一般具有較大的地下水調(diào)蓄空間和多年調(diào)節(jié)能力。因此，該類地區(qū)應(yīng)充分利用巖溶水的調(diào)蓄功能，修建調(diào)蓄工程，擴大地下水的開采量，作為集中供水水源地。但深埋地下的覆蓋型或埋藏型深層巖溶水，應(yīng)當(dāng)依據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展需要有計劃地控制地下水的開采，以免造成巖溶塌陷等環(huán)境地質(zhì)問題。

4.1.4 科學(xué)利用深層承壓水

對于深層承壓水能否開采利用，國內(nèi)外一直存在意見分歧，但實際上世界各地都在不同程度地利用深層承壓水。國際經(jīng)驗表明，深層承壓水不但可以利用，而且可以做到有計劃、長時期地利用，絕不能因其難以恢復(fù)而不主張動用，也不能不顧客觀條件而大規(guī)模開采[2]。由于深層承壓水補給少，逕流途徑長，交替更新速度緩慢，所以在地區(qū)供水中不宜將深層承壓水作為常規(guī)供水水源，應(yīng)將其作為戰(zhàn)略儲備應(yīng)急水源，在開采過程中也應(yīng)分層輪流開采深層承壓水，使各含水層都有恢復(fù)更新的機會。

4.1.5 防止地下水污染

地下水一旦污染就很難恢復(fù)，所以，要從地下水的補給源開始，切斷地下水的污染源，特別是地下含水系統(tǒng)防護功能脆弱的地區(qū)，更要注意防范。為了防止地下水被污染，應(yīng)該從以下方面加強建設(shè)和管理：提高工業(yè)和生活廢污水處理率，減少廢污水排放；科學(xué)堆放和處置固體廢棄物，避免污染物淋溶下滲；合理施用農(nóng)藥化肥和引污水灌溉，減少農(nóng)業(yè)面源污染；完善成井工藝，做好止水，避免劣質(zhì)水串層污染。

4.2 挖掘地下水資源潛力

4.2.1 加大咸水利用力度

淮河流域微咸水、半咸水、咸水主要分布于江蘇沿海地區(qū)及河南、山東的黃泛平原地區(qū)，目前這部分水開發(fā)利用程度很低，大部分一直沒有開發(fā)利用。鑒于淺層微咸水、半咸水的水文地質(zhì)條件，如果人為有目的地去開發(fā)利用這些微咸水、半咸水，增大地下水埋深，加快地下水循環(huán)交替速度，讓礦化度小的降水和地表水來取代咸水，既可淡化淺層地下水，改善生態(tài)環(huán)境，又可增加地下淡水可利用量，解決用水緊張狀況。

4.2.2 開采井挖潛配套

據(jù)統(tǒng)計，截至2009年底，淮河流域已有機井140萬眼，并且數(shù)量還在逐年增加。但是，由于管理不善等原因，許多機井已年久失修，配套設(shè)施毀壞嚴(yán)重，井灌效益銳減，雖然當(dāng)?shù)氐牡叵滤匀挥惺Ｓ嚅_采量，但是機井配套設(shè)施跟不上，制約了地下水開采潛力的發(fā)揮。如果能將已開鑿的機井中的大部分修復(fù)和配套，對損壞的機井進行清淤、維修和護理，加強抽水配套設(shè)施建設(shè)，則可以大大增加地下水的開發(fā)利用量。

4.2.3 改革井型和改進成井工藝

針對不同的水文地質(zhì)條件、含水介質(zhì)類型、含水層補給條件、巖性、地形地貌等條件，采用不同類型的開采井，如大口井、輻射井等，可有效地提高單井出水量，增加可利用量。例如，安徽省淮河以南的江淮波狀平原地區(qū)，因為地形條件不利，并缺乏良好的含水介質(zhì)，致使地下水資源相對較貧乏，且難以開發(fā)利用。近年來發(fā)展起來的輻射井技術(shù)，適合于該區(qū)的水文地質(zhì)條件，可以不同程度地提高單井出水量。另外，成井工藝對最大限度、高效率地開采含水層中的地下水有著重要作用。要保證開采井的最大出水量，必須了解含水層的結(jié)構(gòu)，確定主要開采層位、隔水層止水位置等。

4.2.4 礦井疏干水實行供排結(jié)合

礦山在開采過程中普遍要對采礦層進行疏干排水，以便于開采礦石，但在很多情況下，沒有采取供排結(jié)合等工程措施，地下水未經(jīng)利用便直接外排掉，浪費了寶貴的水資源。如果對礦井疏干排水進行處理并回收利用，既可減少水資源的浪費，又可避免污染環(huán)境。在礦坑水利用方面，國內(nèi)已取得了一些經(jīng)驗成果，而淮河流域內(nèi)的采礦企業(yè)在礦井水回收利用方面開展較少，還有一定的潛力可以挖掘。

4.3 加強和完善地下水資源管理

4.3.1 加強地下水與地表水的合理配置

自然界中地表水與地下水相互轉(zhuǎn)化組成統(tǒng)一的水資源系統(tǒng)。科學(xué)利用地下水與地表水的轉(zhuǎn)化關(guān)系，加強地下水與地表水利用的合理配置，就是在一個流域或地區(qū)因地制宜，適合利用地表水就多利用地表水，適合利用地下水就多利用地下水，不應(yīng)單方面強調(diào)利用地表水或地下水?；春恿饔蚰壳耙呀?jīng)具備開發(fā)利用當(dāng)?shù)氐乇硭偷叵滤⒖缌饔蛘{(diào)水和其他水源一起供水的水資源利用系統(tǒng)，應(yīng)該在這一基礎(chǔ)之上，進一步加強地下水與地表水的合理配置，實現(xiàn)地下水和地表水的聯(lián)合調(diào)度。

4.3.2 加強和完善地下水動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

建國以來，淮河流域內(nèi)已基本建立了覆蓋全流域的地下水監(jiān)測站網(wǎng)，50年來的系列監(jiān)測數(shù)據(jù)為地下水資源評價、開發(fā)利用和地下水環(huán)境保護提供了基礎(chǔ)資料。但是目前這些監(jiān)測站網(wǎng)和井孔雖然數(shù)量不少，但是布設(shè)不盡合理，且大都是民用生產(chǎn)井，觀測手段落后，一些井因多年得不到修繕和更新，損壞嚴(yán)重，滿足不了當(dāng)前的監(jiān)測需要，亟需修繕，更新設(shè)備，完善監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。另外，水利部門和地質(zhì)部門分別擁有自己的監(jiān)測井網(wǎng)，存在重復(fù)建設(shè)的現(xiàn)象，亟需建立統(tǒng)一協(xié)調(diào)、資源共享的監(jiān)測井網(wǎng)。

4.3.3 加強和完善地下水管理與保護的法律法規(guī)

我國尚未制定關(guān)于地下水資源管理和保護的專項法律或法規(guī)，目前只在已頒布施行的有關(guān)法律、法規(guī)中對地下水資源的管理和保護作了一些分散的規(guī)定，加強相關(guān)立法工作是一項十分急迫的工作。應(yīng)組織開展“地下水資源管理條例”的制定工作，通過法律手段強化對地下水資源的管理與保護，加強地下水管理的政策標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，規(guī)范地下水開發(fā)利用和保護等行為

[1]毛信康.淮河流域水資源可持續(xù)利用.北京：科學(xué)出版社，2006.

[2]張宗祜，李烈榮.中國地下水資源.北京：中國地圖出版社，2005.

劉猛（1980-），男，工程師，主要從事水文水資源研究工作。

E-mail：abu9989@qq.com