南陽市城區(qū)地下水資源可持續(xù)利用對策淺析

張春億

(河南省南陽市城市供水節(jié)水辦公室，河南南陽473060)

南陽市平原區(qū)地下水資源相對豐富，地下水在城市供水中發(fā)揮著重要作用，但是，由于過量、不均衡開發(fā)利用，造成局部地區(qū)地下水超采，形成了地下水位下降漏斗、水質(zhì)污染等問題。因此，要嚴(yán)格控制地下水開采，加快地表水替代水源工程建設(shè)，優(yōu)化城市供水結(jié)構(gòu)，加強地溫空調(diào)取水戶運行監(jiān)管，確保取水全部同層回灌，同時要加強對地下水的研究、監(jiān)測和管理，有效保護和合理開發(fā)利用地下水。

1 地下水資源開發(fā)利用保護現(xiàn)狀

1.1 地下水資源量

根據(jù)埋藏分布不同，南陽市城區(qū)地下水劃分為淺層、中深層和深層地下水。淺層地下水的含水層與白河河床及漫灘區(qū)砂礫石層連通，與地表水和大氣降水聯(lián)系密切，中深層地下水即第2組深層承壓水，主要接受淺層地下水越流和周邊徑流補給，深層地下水賦存于新第三系，以徑流補給為主。淺層和中深層地下水是主要開采層位，深層地下水的水質(zhì)達(dá)到礦泉水標(biāo)準(zhǔn)，但開采量較小。根據(jù)相關(guān)研究成果，南陽市城區(qū)淺層地下水允許開采量為9 500萬m3/a，中深層地下水允許開采量為1 200萬m3/a。

1.2 地下水資源開發(fā)利用

包括城市公共供水企業(yè)、自備井取水戶以及郊區(qū)農(nóng)灌和人畜生活用水開采，2012年南陽市城區(qū)地下水開采總量10 635萬m3，其中傍河地下水開采量3 600萬m3，城區(qū)淺層地下水開采量為6 255萬m3，中深層地下水開采量780萬m3。2005－2012年，評價區(qū)工業(yè)及生活自備井取水戶及開采量減少，但地溫空調(diào)取水外排消耗量增加，地下水開采總量基本持平。

1.3 地下水管理

市水行政主管部門對南陽市城區(qū)地下水資源進行統(tǒng)一管理，落實水資源論證制度，嚴(yán)格取水許可管理，通過對城市規(guī)劃、園區(qū)及建設(shè)項目水資源論證，限制了高耗水行業(yè)的發(fā)展，優(yōu)化了城區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和工業(yè)布局。城市公共供水管網(wǎng)到達(dá)區(qū)域不再新增一般地下水取水戶。

大幅提高城市自備井取水戶的水資源費和污水處理費征收標(biāo)準(zhǔn)，使自備井的取水成本大大超過城市公共供水的水價，發(fā)揮水價的經(jīng)濟杠桿作用，有效地促進了城市節(jié)水、治污和水資源的合理配置，加快自備井封停，有效控制了地下水開采。

1.4 地下水監(jiān)測

水利、環(huán)保和國土部門均布設(shè)有地下水動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)，開展地下水位、水質(zhì)監(jiān)測工作，相比較城市節(jié)水管理機構(gòu)的監(jiān)測工作較為系統(tǒng)和完善(開展有地下水位統(tǒng)調(diào)工作)，為研究南陽市地下水動態(tài)特征及變化規(guī)律積累了長系列基礎(chǔ)資料。

2 存在問題分析

2.1 地下水污染加劇

南陽市建成區(qū)外圍城鄉(xiāng)結(jié)合部，如西北部的靳莊、蔣溝，東部的李八廟、楊官營一帶淺層地下水已受到污染。污染因子為總硬度、溶解性總固體、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氯化物和鋇等。地下水遭受污染的主要原因是污水管網(wǎng)等城市基礎(chǔ)設(shè)施不配套，居民生活污水和養(yǎng)殖廢水等無組織排放，有害物質(zhì)下滲造成淺層地下水質(zhì)下降，喪失生活飲用水源功能。

南陽市城區(qū)中深層地下水水質(zhì)總體上優(yōu)于淺層地下水，但是由于地溫空調(diào)熱源井混合取水及回灌，中深層地下水劣化趨勢明顯。

2.2 局部地區(qū)地下水超采嚴(yán)重

2000年前后，南陽市白河右岸淺層地下水位下降漏斗面積縮小，漏斗中心水位回升，至2002年漏斗面積為54.02 km2，漏斗中心宛城區(qū)生產(chǎn)資料公司水位埋深12.76 m，水位標(biāo)高111.65 m。2003－2012年，白河右岸市財局新辦公區(qū)及周邊出現(xiàn)多家地溫空調(diào)取水戶，地下水開采量增加，區(qū)域地下水位逐年下降，年下降速率0.57 m/a，漏斗中心向西北方向偏移，至2012年漏斗面積擴展到62 km2，漏斗中心西八里岔水位埋深22.66 m，水位標(biāo)高103.84 m。

白河左岸淺層地下水漏斗面積自2000年以來一直穩(wěn)定在30 km2左右，由于漏斗中心地下水開采強度降低，漏斗中心南陽棉紡廠水位埋深從2002年到2012年由14.19 m回升到10.27 m，漏斗比較穩(wěn)定。

2.3 地溫空調(diào)取水戶發(fā)展過快，負(fù)面效應(yīng)較大

1)回灌率低，地下水消耗性開采，造成地下水位持續(xù)下降。南陽市城區(qū)地溫空調(diào)取水戶發(fā)展過快，地下水開采強度大，回灌技術(shù)不過關(guān)，等量同層回灌不能保證，地溫空調(diào)取水已成為影響南陽市城區(qū)地下水采補平衡的主要原因，如南陽市城區(qū)西北的崗與平原交接帶位置，地下水位近年持續(xù)下降即與該區(qū)地溫空調(diào)取水戶密集發(fā)展有關(guān)，部分地溫空調(diào)系統(tǒng)因區(qū)域地下水位下降，出水量減少而停用。另外，地溫空調(diào)取水排入城市市政污水管網(wǎng)，也增加了污水處理廠的壓力。

2)出現(xiàn)“熱貫通”現(xiàn)象。部分醫(yī)院和銀行的地溫空調(diào)系統(tǒng)在夏季高溫天氣條件下出現(xiàn)了回灌水水溫42～45℃，取水水溫28.3～32℃的“熱貫通”現(xiàn)象，影響系統(tǒng)的正常運行。

3)出現(xiàn)“熱堆積”現(xiàn)象。南陽地區(qū)地溫空調(diào)系統(tǒng)夏季用冷量要遠(yuǎn)大于冬季用熱量，造成排入含水層的熱量逐年增加，出現(xiàn)地下水溫逐年升高的“熱堆積”現(xiàn)象。

2.4 地下水監(jiān)測體系不完善，自動化程度低

地下水監(jiān)測存在的主要問題是監(jiān)測井控制范圍、布設(shè)密度、監(jiān)測頻率達(dá)不到規(guī)范要求，監(jiān)測工作全部為人工方式，監(jiān)測設(shè)備陳舊，觀測手段落后，測量誤差較大等等。

2.5 地下水管理不到位

地方政府在推進經(jīng)濟社會發(fā)展時，把“簡化手續(xù)”、免征水資源費列入招商引資的優(yōu)惠政策，使部分工業(yè)園區(qū)或產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)成為水資源管理的盲點;城市洗車點、浴池和飯店等經(jīng)營戶的簡易取水井面廣量大，隱蔽形式多樣，增加了查處的難度。

3 規(guī)劃管理目標(biāo)

以實現(xiàn)地下水資源可持續(xù)利用為目標(biāo)，完善制度，理順體制，建立機制，強化水資源的統(tǒng)一管理，采取替代水源建設(shè)、節(jié)水、補源與控制地下水開采等措施，合理配置、高效利用、全面節(jié)約、有效保護和涵養(yǎng)地下水資源，遏制地下水超采和水質(zhì)惡化，實現(xiàn)地下水采補平衡。在南水北調(diào)中線工程全線通水后，把地下水作為城市的應(yīng)急備用水源和特殊用水水源保護好、利用好，支撐南陽經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。

4 地下水資源可持續(xù)利用的對策與措施

4.1 加快地表水替代水源工程建設(shè)，優(yōu)化城市供水水源結(jié)構(gòu)

加快南水北調(diào)中線地方配套供水工程建設(shè)，優(yōu)化城市供水水源結(jié)構(gòu)，增加城市供水能力，滿足城市用水增長，并替代城區(qū)自備井整頓壓減掉的供水能力，保障城市供水安全。堅持因地制宜，先示范后推廣，兼顧經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益的原則，規(guī)劃建設(shè)一批雨水利用等非常規(guī)水資源開發(fā)利用示范工程。

4.2 實行最嚴(yán)格的管理制度，規(guī)范地下水資源管理

1)制定《南陽市城市地下水資源管理辦法》，完善地下水資源管理法規(guī)體系。根據(jù)《中華人民共和國水法》、國務(wù)院《取水許可和水資源費征收管理條例》等水資源管理法律法規(guī)，結(jié)合南陽實際，對用水總量控制和定額管理制度、建設(shè)項目水資源論證制度、取水許可制度和水資源有償使用制度進行細(xì)化，增加可操作性。對地溫空調(diào)取水及回灌、建筑工程施工降水、建筑工程施工臨時取水等的管理進行明確，消除政策法規(guī)盲點，為地下水資源精細(xì)化管理提供依據(jù)。

2)落實建設(shè)項目水資源論證等管理制度。對取用地下水的建設(shè)項目從嚴(yán)審批。在南陽市城市公共供水管網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)，無特殊用水要求，不再批準(zhǔn)新的地下水取水許可申請。對城市公共供水管網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)的合法取水戶，其取水許可證到期后，除了用地下水作為主要原料生產(chǎn)啤酒、礦泉水，生產(chǎn)工藝對水質(zhì)、水溫有特殊要求等特殊情況外，由水行政主管部門注銷取水許可證，封閉其水源井，改用城市公共供水。

對合法自備井取水戶，要統(tǒng)一安裝符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的計量設(shè)施，按量按標(biāo)準(zhǔn)足額征收水資源費、污水處理費等各項行政規(guī)費，杜絕無計量收費、協(xié)議收費，提高征收率。

3)加大違章鑿井、無證取水查處力度。對查處的非法開采井(未經(jīng)批準(zhǔn)擅自興建的取水井、未經(jīng)批準(zhǔn)擅自開采地下水)，一律封填，已經(jīng)取水的補繳水資源費，并按上限追加罰款。

4.3 完成自備井整頓工作，控制地下水開采

按照規(guī)范城市地下水的用水秩序，嚴(yán)格控制地下水開采，保障城市供水安全的要求，在2014年南水北調(diào)中線工程全線通水前，完成南陽市中心城區(qū)自備井整頓工作。對地下水超采區(qū)的水源井、未經(jīng)批準(zhǔn)擅自開采的自備井、水質(zhì)達(dá)不到國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)的生活取水戶水源井均予以封停。

4.4 加強地下水監(jiān)測和研究工作

加強地下水動態(tài)監(jiān)測，完善地下水動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)和計量在線監(jiān)測系統(tǒng)，開展淺層地?zé)崮茉u價、水資源配置規(guī)劃研究工作，為合理開發(fā)利用地下水資源提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

4.5 加強地溫空調(diào)取用水及回灌管理

近十年，地下水源熱泵系統(tǒng)在南陽的發(fā)展十分迅速，出現(xiàn)不顧地下水賦存條件盲目建設(shè)的現(xiàn)象。因此，對地下水源熱泵系統(tǒng)取用水及回灌對地下水的潛在影響應(yīng)予以重視，嚴(yán)格取水許可審批，加強系統(tǒng)運行監(jiān)管。

1)科學(xué)合理地規(guī)劃建設(shè)地下水源熱泵系統(tǒng)。由于回灌技術(shù)不成熟，熱源井回灌能力衰減快，取水不能等量同層回灌，大量地下水源熱泵系統(tǒng)運行會加速地下水超采現(xiàn)象。淺層地?zé)崮荛_發(fā)應(yīng)鼓勵利用地埋管換熱系統(tǒng)，禁止發(fā)展取用中深層地下水的熱泵系統(tǒng)，地溫空調(diào)項目布局、熱源井間距要滿足《淺層地?zé)崮芸辈煸u價規(guī)范》(DZ/T0225－2009)要求。

2)提高熱源井成井質(zhì)量。地下水源熱泵系統(tǒng)的抽水井和回灌井輪換使用，熱源井的結(jié)構(gòu)相同，對成井工藝有較高要求，施工企業(yè)必須嚴(yán)格按照《供水管井施工及驗收規(guī)范》要求施工，按設(shè)計成井，成井質(zhì)量滿足系統(tǒng)運行要求。地溫空調(diào)系統(tǒng)熱源井施工必須由較高資質(zhì)等級和有實踐經(jīng)歷的鑿井施工企業(yè)承擔(dān)。

3)地溫空調(diào)系統(tǒng)按規(guī)范運行。嚴(yán)格執(zhí)行《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(GB50366－2005)中關(guān)于“抽取地下水全部回灌到同一含水層”的強制性條文規(guī)定，杜絕抽水多、回灌少現(xiàn)象，避免開采和回灌在不同的含水層間進行，特別應(yīng)避免抽深層水灌淺層水現(xiàn)象。要嚴(yán)格控制回灌水水質(zhì)，回灌水的水質(zhì)要等于甚至高于原地下水水質(zhì)，要求同層回灌，防止含水層間貫通污染。不能回灌或回灌水質(zhì)低于原含水層的，責(zé)令停止運行。

4)加強監(jiān)測，開展地下水源熱泵回灌技術(shù)研究。對目前正在運行的地下水源熱泵系統(tǒng)的回灌措施與回灌效果進行調(diào)查研究，開展地下水源熱泵取水、回灌井運行特性，抽水和回灌引起地下水運移特性(水力、熱力特性)等方面的理論與試驗研究，探索適宜南陽市城區(qū)地質(zhì)條件的回灌技術(shù)方法。熱源井安裝旁通監(jiān)測管，或在熱源井群間設(shè)監(jiān)測專用井，開展地下水位、水溫、水質(zhì)監(jiān)測。

5 結(jié)語

隨著產(chǎn)業(yè)升級落后產(chǎn)能淘汰，南陽市工業(yè)用水效率提高，工業(yè)及城市生活開采地下水量減少，歷年超采的地下水逐漸得到恢復(fù)。但隨著熱泵技術(shù)的廣泛應(yīng)用，地下水源空調(diào)系統(tǒng)大量建成運行(回灌率普遍不高)成為地下水惡化的主要原因，亟需出臺管理辦法，規(guī)范地下水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的建設(shè)，保護地下水資源。

［1］姬萬里，等.河南省南陽市水資源研究［M］.河南:河南省科學(xué)技術(shù)出版社，1991.

［2］羅長軍，韓建秀，等.橡膠壩蓄水工程對城市淺層地下水環(huán)境影響的評價［J］.水利學(xué)報，2004，(8):59～65.

［3］韓建秀.南陽市城市地下水環(huán)境地質(zhì)評價［J］.人民長江，2007，38(11):132～134.