冀中南地下水管制區(qū)設(shè)置構(gòu)想

張素娟，王艷霞，張義文

（1.河北省科學(xué)院地理科學(xué)研究所，河北 石家莊 050011；2.河北師范大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，河北省環(huán)境演變與生態(tài)建設(shè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊 050024）

冀中南地區(qū)位于河北省中南部，包括石家莊、保定、廊坊、邢臺(tái)、邯鄲、衡水和滄州7個(gè)市級(jí)行政區(qū)，全區(qū)土地面積91 798km2，人口5 353.86萬(wàn)人（2010年）。該地區(qū)是河北省乃至華北地區(qū)水資源問(wèn)題最嚴(yán)重的區(qū)域，缺水使得當(dāng)?shù)赝恋氐荣Y源優(yōu)勢(shì)難以充分發(fā)揮，生產(chǎn)、生活和生態(tài)用水得不到保障，區(qū)域間、行業(yè)間用水矛盾日益加重；加之普遍存在用水方式粗放、浪費(fèi)和污染嚴(yán)重的現(xiàn)象，進(jìn)一步加劇了當(dāng)?shù)厮Y源供需矛盾，惡化了生態(tài)環(huán)境。區(qū)域水危機(jī)已成為冀中南地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的瓶頸和制約因素。

1 設(shè)置管制區(qū)的必要性

1.1 區(qū)域用水量常年超過(guò)水資源量，地下水成為主要供水水源

由于降水減少及人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)所造成的下墊面條件改變，冀中南地區(qū)多年平均水資源總量呈減少趨勢(shì)。系列資料分析［1，2］，2000－2010年冀中南地區(qū)多年平均水資源總量為75.5億 m3，與1956－1979年、1956－2000年和1956－2010年系列相比，分別減少了54.55億 m3、11.39億 m3和9.33億 m3，減少程度分別為41.9%、13.1%和11%（表1）。其中地表水資源量衰減更為突出，現(xiàn)狀條件下，地表水資源量?jī)H是1956－1979年系列的1／4。

2000年以來(lái)，該區(qū)用水量在137億～152億m3之間，年均144億m3，而全區(qū)水資源量75.5億m3僅占用水量的50%左右，每年缺水近7 0億m3。由于地表水資源嚴(yán)重匱乏，僅占總供水量的13.8%，該區(qū)只得依靠地下水開(kāi)發(fā)來(lái)滿足水資源需求。地下水開(kāi)采量占全區(qū)供水量的85%以上（表2），地下水資源成為維持冀中南地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要水源。

表1 冀中南地區(qū)水資源量變化趨勢(shì)Table 1 The variation trend of water resource quantity in Middle－South Hebei

表2 冀中南地區(qū)供水結(jié)構(gòu)Table 2 The water supply structure in Middle－South Hebei

1.2 地下水超采導(dǎo)致淺層、深層地下水位持續(xù)下降

冀中南地區(qū)從地貌上可分為山區(qū)和平原兩大區(qū)域，其中平原區(qū)根據(jù)海拔高度又被分為太行山山前平原和中東部低平原兩部分。該區(qū)大規(guī)模開(kāi)采地下水始于20世紀(jì)70年代，自中東部低平原超采深層水開(kāi)始，逐步發(fā)展到太行山山前平原區(qū)超采淺層淡水。至90年代，該區(qū)年均開(kāi)采淺層地下水87.29億m3，年均超采25.90億 m3，年均超采深層地下水22.95億m3。至2000年底，累計(jì)超采淺層地下水391.5億 m3，深層地下水479.7億 m3，合計(jì)871.2億m3，占全省平原區(qū)超采量的90%左右［3］。進(jìn)入21世紀(jì)以后，由于地表水資源量急劇減少，地下水超采規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，2001－2010年，冀中南地區(qū)超采地下水629.5億 m3，年均62.9億 m3。

由于長(zhǎng)期開(kāi)發(fā)利用地下水，冀中南平原區(qū)淺層地下水位埋深由1980年的5.56m發(fā)展到2000年的15.62m，到2010年又下降至21.29m。2010年與1980年比較，30年間淺層地下水位埋深下降15.79m，平均下降速率為0.52m／a（圖1）。其中，太行山前平原區(qū)淺層地下水位下降趨勢(shì)更為明顯，由1980年的6～10m發(fā)展到2000年的20～30m、2010年的30～40m，最大埋深達(dá)50m以上［4］。在冀中南各市中，石家莊市淺層地下水降幅最大，1980年以來(lái)下降24.6m，平均每年下降0.82m；邯鄲、邢臺(tái)和保定三市地下水位降幅次之，同期下降18m左右；衡水、廊坊和滄州水位降幅比較小，在2～8m之間（表3）。

圖1 冀中南平原區(qū)淺層地下水位埋深年際變化Fig.1 Annual variation of shallow groundwater depth in plain area of Middle－South Hebei

表3 冀中南平原區(qū)淺層地下水埋深變化Table 3 Shallow groundwater depth variation in plain area of Middle－South Hebei m

地下水超采也導(dǎo)致深層地下水位埋深持續(xù)下降。2010年底冀中南平原深層地下水平均埋深為58.63m，與1980年比較，邢臺(tái)市中東部平原下降速率1.52m／a，衡水市平均下降速率1.44m／a，滄州市平均下降速率1.31m／a（表4）。

1.3 地下水位下降引發(fā)大面積地面沉降

地下水超采引起地下水位下降、形成地下水下降漏斗、導(dǎo)致地面沉降是地下水環(huán)境變化產(chǎn)生生態(tài)影響的3個(gè)階段。目前冀中南平原已成為世界上超采地下水最嚴(yán)重、地下水位降落漏斗面積和地面沉降面積最大的地區(qū)［5］。地下水位下降已涉及冀中南全區(qū)；第二階段地下水下降漏斗也呈擴(kuò)大之勢(shì)——以石家莊、保定、邢臺(tái)、邯鄲等城市為中心，形成了總面積達(dá)3 000余km2的淺層地下水漏斗區(qū)；滄州市、青縣、任丘市、大城縣、冀棗衡深層地下水漏斗已連成一片，漏斗總面積近4萬(wàn)km2。如今地下水超采引發(fā)的地面沉降正威脅著冀中南平原的大部分地區(qū)，沉降區(qū)面積達(dá)3萬(wàn)多km2，占到全區(qū)面積的1／3，形成了滄州、任丘、霸州、廊坊、保定、衡水、南宮、肥鄉(xiāng)8個(gè)主要地面沉降區(qū)［6］，沉降幅度在300～2 000 mm［6］。其中滄州市從20世紀(jì)70年代至今，地面沉降了2.4m，對(duì)建筑、輸水、排水等造成了嚴(yán)重影響，成為中國(guó)地面沉降最嚴(yán)重的地區(qū)之一。研究顯示［7］，地面沉降發(fā)展勢(shì)頭若得不到遏制，到2050年?yáng)|部沿海地區(qū)將有大部分陸地低于海平面，會(huì)對(duì)沿海市縣經(jīng)濟(jì)社會(huì)造成嚴(yán)重影響。

表4 冀中南平原區(qū)深層地下水埋深變化Table 4 Deep groundwater depth variation in plain area of Middle－South Hebei m

1.4 中東部平原深層地下水開(kāi)發(fā)已近極限

中東部平原包括低平原和濱海平原，面積為36 241km2。這一區(qū)域的淺層地下水多為咸水，當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活主要利用深層地下水，造成該區(qū)域深層地下水嚴(yán)重超采。根據(jù)計(jì)算，全區(qū)含水層總儲(chǔ)存量2 160.9億 m3［8］，可利用儲(chǔ)量為817.79億 m3，2000年以前開(kāi)采了445.23億m3，2001－2010年開(kāi)采了377.77億m3，合計(jì)開(kāi)采823億 m3，扣除側(cè)向補(bǔ)給和越流補(bǔ)給之和的水量9.95億m3／a，實(shí)際可利用儲(chǔ)量為94.3m3（表5）。按照2001－2010年年均開(kāi)采量37.7億m3的速度計(jì)算，剩余深層地下水儲(chǔ)量開(kāi)采年限僅為3.4a?？衫脙?chǔ)量從地區(qū)分布來(lái)看，邯鄲、石家莊和保定已為負(fù)值，表明這3個(gè)地區(qū)可利用儲(chǔ)量已用完，目前使用的是不允許開(kāi)采的儲(chǔ)量。

綜上所述，目前冀中南平原區(qū)已成為全國(guó)地下水開(kāi)發(fā)利用程度最高的地區(qū)，也是世界上最大的漏斗群所在地區(qū)。鑒于冀中南平原區(qū)地下水超采的嚴(yán)重程度及在首都圈中的特殊重要地位，解決這一區(qū)域水生態(tài)安全問(wèn)題不能僅僅停留在一般性措施上，必須開(kāi)拓思路、下大力氣整治。借鑒國(guó)際上解決區(qū)域性生態(tài)問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)，將冀中南平原區(qū)在一段時(shí)期內(nèi)設(shè)立為地下水管制區(qū)，構(gòu)筑穩(wěn)固的地下水防線，是目前較為可行的方案。

表5 冀中南中東部平原區(qū)深層地下水可利用儲(chǔ)量Table 5 The available reserve of deep groundwater in middle－east plain area of Middle－South Hebei

2 管制區(qū)建設(shè)的內(nèi)容

2.1 劃定地下水超采區(qū)和嚴(yán)重超采區(qū)，明確限采區(qū)和禁采區(qū)范圍

河北省平原地下水超采區(qū)范圍是2002年公布的，距今已有十年。十年來(lái)超采區(qū)范圍和超采程度又進(jìn)一步擴(kuò)大。為加強(qiáng)對(duì)該區(qū)地下水開(kāi)采的管制，建議組織有關(guān)部門(mén)對(duì)冀中南平原區(qū)地下水資源進(jìn)行分區(qū)評(píng)價(jià)，重新劃定地下水超采區(qū)和嚴(yán)重超采區(qū)的區(qū)域范圍，將地下水超采區(qū)納入管制區(qū)范圍。在此基礎(chǔ)上，明確限采區(qū)、嚴(yán)格限采區(qū)和禁采區(qū)范圍，以便實(shí)施不同的措施。

2.2 制定管制區(qū)地下水管理政策

設(shè)定地下水管制區(qū)的目的是科學(xué)合理用水。為此需要制定相關(guān)具體政策和措施，優(yōu)化水資源配置，調(diào)整用水結(jié)構(gòu)，降低開(kāi)采強(qiáng)度，緩解和逐步改變超采狀況，具體政策和措施包括：

（1）地下水管理和水價(jià)政策，包括用水定額管理和地下水取水管理政策，地下水限采區(qū)、嚴(yán)格限采區(qū)和禁采區(qū)控采目標(biāo)和實(shí)施政策及水價(jià)政策等。通過(guò)以上政策措施，壓縮地下水開(kāi)采量、合理調(diào)整開(kāi)采方式和開(kāi)采井布局。在限采區(qū)和禁采區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)零打井，逐步關(guān)閉超采區(qū)內(nèi)自備水源井和深水井，減少機(jī)井密度和開(kāi)采量，使超采區(qū)范圍逐步縮小、中心水位有所提高。最終使地下水超采得到控制和治理，生態(tài)環(huán)境逐步得到改善。

（2）節(jié)水農(nóng)業(yè)財(cái)政支持政策，包括管道輸水、渠道防滲、微灌、噴灌等節(jié)水工程支持政策，節(jié)水作物品種培育推廣支持政策。節(jié)水農(nóng)業(yè)以管灌和渠道防滲為重點(diǎn)，推進(jìn)工程節(jié)水，逐步實(shí)現(xiàn)輸水管道化、渠道防滲化；同時(shí)推廣抗旱節(jié)水品種，推進(jìn)生物節(jié)水，加大節(jié)水高產(chǎn)品種的選育、示范、推廣力度，加快品種更新?lián)Q代步伐，淘汰高耗水品種；調(diào)整優(yōu)化作物布局，逐步縮減小麥種植面積，擴(kuò)大抗旱、耐旱、省水作物面積。

（3）節(jié)水城鎮(zhèn)、村建設(shè)支持政策，包括城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)節(jié)水改造、公共建筑和住宅小區(qū)節(jié)水配套設(shè)施建設(shè)、城鎮(zhèn)污水處理回用、中水回用和雨水收集利用設(shè)施建設(shè)、節(jié)水社區(qū)建設(shè)、節(jié)水村鎮(zhèn)建設(shè)等配套支持政策。

2.3 實(shí)施管制區(qū)地下水補(bǔ)給工程

冀中南平原局部地區(qū)地下水雖已被疏干，但地下水具有流動(dòng)性和可恢復(fù)性等特點(diǎn)，通過(guò)地下水調(diào)蓄，可增加地下水的補(bǔ)給量，恢復(fù)含水層的儲(chǔ)水和調(diào)蓄功能，控制地下水位的下降。通過(guò)地面入滲補(bǔ)給工程、水井注水補(bǔ)給和回灌工程可起到調(diào)蓄地下水的效果。1）實(shí)施地面入滲補(bǔ)給工程。利用原有的引水渠道、坑塘、水池蓄水滲透補(bǔ)給地下水；山前區(qū)包氣帶土層厚，地下水坡降大，徑流通暢，回灌量大，引入的地表水經(jīng)過(guò)土壤滲透進(jìn)入地下水層中，并且地面入滲可與地面灌溉結(jié)合，提高土壤含水量。2）實(shí)施水井注水補(bǔ)給工程。利用抽水機(jī)井、坑道豎井、水廊等場(chǎng)地進(jìn)行深層地下水回灌補(bǔ)給，主要用于降雨入滲少、產(chǎn)生徑流多、又缺乏專(zhuān)用于地下水回灌設(shè)施的城市地下水補(bǔ)給。3）回灌補(bǔ)給工程。在深層水下降漏斗地區(qū)，可采用自流回灌和加壓回灌兩種方式將上部薄層淡水回灌補(bǔ)給深層地下水。在滲透能力較強(qiáng)、井孔與含水層聯(lián)系通暢的條件下，可采用自流回灌的方式；在含水層和回灌井裝備條件允許的情況下，可采用加壓回灌的方法，促進(jìn)回灌水向地下含水層滲透。

2.4 提高工業(yè)和服務(wù)業(yè)用水價(jià)格

冀中南工業(yè)用水價(jià)格在5元左右（石家莊4.7元，邯鄲4.85元，邢臺(tái)5.8元，廊坊5.85元，滄州5.66元，保定4.25元，衡水4.1元），雖然高于居民生活水價(jià)，但高出幅度較小，若考慮工業(yè)用水的機(jī)會(huì)成本和環(huán)境保護(hù)成本，則還存在上調(diào)的空間。研究表明，由于工業(yè)用水為盈利性需求，用水計(jì)劃對(duì)限制企業(yè)的用水有明顯作用，提高水價(jià)也有促進(jìn)企業(yè)節(jié)水的效應(yīng)。因此該區(qū)工業(yè)用水價(jià)格除了覆蓋水的生產(chǎn)和輸配成本外，還應(yīng)當(dāng)涵蓋機(jī)會(huì)成本和環(huán)境成本。

由于冀中南地區(qū)嚴(yán)重缺水，其工業(yè)和服務(wù)業(yè)用水的基礎(chǔ)水價(jià)應(yīng)高于全省平均水平，并在此基礎(chǔ)上實(shí)行用水超定額累進(jìn)加價(jià)制度，以限制和壓縮高耗水行業(yè)發(fā)展規(guī)模，進(jìn)而促進(jìn)該區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和用水結(jié)構(gòu)調(diào)整；促進(jìn)企業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行用水定額標(biāo)準(zhǔn)，不斷降低單位產(chǎn)品取水量，提高水資源利用率。

2.5 提高居民生活用水價(jià)格

2011年10月底，冀中南7個(gè)設(shè)區(qū)市居民生活用水平均價(jià)格3.40元／t，其中石家莊市最高3.63元／t，其次為滄州、邢臺(tái)和廊坊三市均為3.6元／t，邯鄲和保定分別為3.55元／t和3.5元／t，衡水最低為2.35元／t。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)36個(gè)大中城市平均供水價(jià)格為3.77元／m3，冀中南地區(qū)城市居民用水價(jià)格顯然處在全國(guó)平均價(jià)格之下。世界銀行和亞洲開(kāi)發(fā)銀行研究認(rèn)為，水費(fèi)支出的允許范圍是人均可支配收入的1.5%～2%。2009年該區(qū)城市人均可支配收入在1.3萬(wàn)～1.66萬(wàn)元之間，取平均值為1.48萬(wàn)元，據(jù)此推算，每人每月水費(fèi)支出約為18.5～24.5元。目前每人每月用水3m3大致可滿足居民基本生活的需水量，以此計(jì)算，在當(dāng)前收入水平下生活用水的價(jià)格在6～8元／m3之間較為合理，而現(xiàn)在3元多的水價(jià)顯然過(guò)低。以城市三口之家計(jì)算，每月用水9m3，按6元／m3，水費(fèi)開(kāi)支僅54元，應(yīng)該能夠接受。保定曾對(duì)水價(jià)與水量的關(guān)系做過(guò)測(cè)算：每調(diào)高一次水價(jià)，供水總量就會(huì)減少5%，居民生活用水可以減少2%。因此，發(fā)揮價(jià)格對(duì)節(jié)水的杠桿作用，利用水價(jià)調(diào)節(jié)居民用水量是必須也是行之有效的方法。

3 結(jié)語(yǔ)

冀中南地區(qū)是一個(gè)嚴(yán)重缺水的地區(qū)，是全國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)與水的供給矛盾最突出的地區(qū)，是全國(guó)地下水開(kāi)發(fā)利用程度最高的地區(qū)之一，目前該區(qū)面臨深層地下水開(kāi)發(fā)已近極限和地下水位下降引發(fā)地面沉降等嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。對(duì)該區(qū)實(shí)施地下水管制，制定相關(guān)政策和措施，優(yōu)化水資源配置，調(diào)整用水結(jié)構(gòu)，降低開(kāi)采強(qiáng)度，緩解和逐步改變超采狀況，是解決該區(qū)水資源矛盾的有效途徑。

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