為水資源管理提供“硬”支撐——滄州水文局開(kāi)展水資源總量監(jiān)控模式研究回顧

王吉杰 張媛媛

用水總量控制是最嚴(yán)格水資源管理制度的“三條紅線”之一。不同取水方式下用水總量監(jiān)控方法如何選擇，不同地質(zhì)條件下用水總量監(jiān)控方法如何確定，成為用水總量控制研究的重點(diǎn)內(nèi)容。尤其是在推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)背景下，建立符合區(qū)域?qū)嶋H的水資源總量監(jiān)控模式，成為落實(shí)最嚴(yán)格水資源管理制度的重要工作，也是科學(xué)劃定水資源開(kāi)發(fā)利用紅線、嚴(yán)格實(shí)行用水總量控制的重要基礎(chǔ)。

河北省滄州水文水資源勘測(cè)局（以下簡(jiǎn)稱“滄州水文局”）按照“從行業(yè)水文向社會(huì)水文轉(zhuǎn)變，不斷拓寬監(jiān)測(cè)范圍，強(qiáng)化對(duì)監(jiān)測(cè)信息的分析和評(píng)價(jià)，為水資源管理和保護(hù)提供重要依據(jù)”的要求，于2011年5月選定滄縣作為試驗(yàn)區(qū)，開(kāi)展“平原區(qū)域水資源用水總量監(jiān)控模式研究”項(xiàng)目，對(duì)用水總量監(jiān)控模式開(kāi)展研究。

1. 基本情況

滄州屬資源型缺水地區(qū)，水資源開(kāi)發(fā)利用程度較高，地下水開(kāi)采量占總供水量的70%以上，地下水過(guò)量開(kāi)采尤其是深層地下水超采已成為制約滄州經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。滄縣試驗(yàn)區(qū)位于滄州東部，在以開(kāi)發(fā)利用地下水為主的我國(guó)北方地區(qū)具有一定代表性和典型性，研究成果會(huì)在類似區(qū)域具有很大的推廣價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。

平原區(qū)域水資源用水總量監(jiān)控模式研究，沒(méi)有先例可參考，也沒(méi)有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可循，最嚴(yán)格水資源管理制度作為考核政府的重要指標(biāo)，在精確度、準(zhǔn)確度、可行性等諸多方面必須予以保證，這增加了項(xiàng)目實(shí)施的難度。在開(kāi)展平原區(qū)域水資源用水總量監(jiān)控模式研究之前，滄州水文局曾依托獻(xiàn)縣水文站在當(dāng)?shù)亻_(kāi)展了區(qū)域水資源監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)工作，積累了大量的基礎(chǔ)資料和寶貴經(jīng)驗(yàn)，為項(xiàng)目開(kāi)展打下了良好基礎(chǔ)，但要將以往的監(jiān)測(cè)工作上升到“模式”層次并達(dá)到推廣使用的目標(biāo)，必須狠下一番功夫。

2. 工作方案

在制定技術(shù)工作路線過(guò)程中，項(xiàng)目組負(fù)責(zé)人先后組織省、市專家多次論證討論，六易其稿最終敲定技術(shù)工作方案。水文資料是項(xiàng)目研究的基礎(chǔ)，依據(jù)區(qū)域水平衡、總量控制、點(diǎn)線面結(jié)合、地下水垂向分布等原則，項(xiàng)目組科研人員在試驗(yàn)區(qū)分別布設(shè)雨量站22處，地表水監(jiān)測(cè)站13處，淺層地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)站39處，深層地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)站57處，監(jiān)測(cè)了11個(gè)典型村的76眼機(jī)井，站點(diǎn)密度遠(yuǎn)高于國(guó)家規(guī)范。

在布設(shè)站點(diǎn)過(guò)程中，項(xiàng)目組科研人員跑遍了試驗(yàn)區(qū)內(nèi)33個(gè)村，對(duì)區(qū)域內(nèi)河道、水庫(kù)、揚(yáng)水站、坑塘、機(jī)井等進(jìn)行全面勘察。根據(jù)試驗(yàn)區(qū)實(shí)際情況，本著準(zhǔn)確、高效、便捷的原則，科研人員采取了統(tǒng)計(jì)法、電量法、典型點(diǎn)法等方法開(kāi)展工作。統(tǒng)計(jì)法，以試驗(yàn)區(qū)村為單位進(jìn)行逐村逐月用水量調(diào)查；電量法，根據(jù)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)所有機(jī)井、揚(yáng)水站的耗電量推算用水量；典型點(diǎn)法，利用典型村莊監(jiān)測(cè)的農(nóng)業(yè)灌溉畝次及地下水開(kāi)采量成果，計(jì)算全區(qū)農(nóng)業(yè)用水量。在3種方法互相校核的基礎(chǔ)上，利用回歸分析法建立地下水不用埋深區(qū)地下水水位與開(kāi)采量模型，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控模式的可操作性。

3. 取得成效

平原區(qū)域水資源總量監(jiān)控模式試點(diǎn)研究實(shí)現(xiàn)了3個(gè)創(chuàng)新：一是通過(guò)站網(wǎng)優(yōu)化，彌補(bǔ)了監(jiān)測(cè)精度低的缺陷；二是通過(guò)大量的抽水試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了用電量反推開(kāi)采量；三是建立了地下水水位變幅與開(kāi)采量模型，以地下水水位變幅，直觀地確定示范區(qū)實(shí)際地下水資源用水總量。

2013年12月，水利部水文局組織召開(kāi)“平原區(qū)域水資源用水總量監(jiān)控模式試點(diǎn)研究”項(xiàng)目成果驗(yàn)收會(huì)，與會(huì)專家對(duì)項(xiàng)目研究給予充分肯定。專家認(rèn)為，科研人員提出了站網(wǎng)布設(shè)的基本技術(shù)要求，采取了多種方法進(jìn)行流量監(jiān)測(cè)，開(kāi)展了抽水泵單位電量出水量監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)、地下水抽水試驗(yàn)和降雨入滲補(bǔ)給系數(shù)率定，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析和修正，對(duì)地下水實(shí)際開(kāi)采量、不同深度的機(jī)井?dāng)?shù)量、地下水綜合埋深或變幅進(jìn)行了分析，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)、典型調(diào)查、電量計(jì)算等方法研究了地下水變幅與降水、開(kāi)采量之間的關(guān)系，通過(guò)對(duì)比分析，提出了適合北方平原區(qū)域用水總量的監(jiān)測(cè)模式，為水資源合理開(kāi)發(fā)、科學(xué)管理提供了參考。

由于在開(kāi)展平原區(qū)域水資源用水總量監(jiān)控模式試點(diǎn)研究項(xiàng)目過(guò)程中積累了大量資料和成熟經(jīng)驗(yàn)，2014年2月，水利部水文局再次選擇滄州市作為試點(diǎn)，開(kāi)展地下水水位控制與取水總量控制“雙控管理”項(xiàng)目，計(jì)劃通過(guò)全面、持續(xù)的科學(xué)監(jiān)測(cè)，獲得水資源動(dòng)態(tài)變化的地下水水位、水量、水質(zhì)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過(guò)分析和研究水資源動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，為開(kāi)發(fā)、利用、節(jié)約、保護(hù)和管理水資源，防治水害提供科學(xué)依據(jù)。目前，地下水“雙控管理”項(xiàng)目按既定計(jì)劃實(shí)施中。