許昌市南水北調(diào)受水區(qū)地下水利用現(xiàn)狀及壓采目標(biāo)分析

□王 冰 □司文青（河南省許昌水文水資源勘測局）

1 概述

2009年起，河南省水利廳開展了“南水北調(diào)受水區(qū)地下水壓采與管理”專項工作，許昌市屬于南水北調(diào)受水區(qū)，相應(yīng)開展了本區(qū)域地下水壓采目標(biāo)的核定。該項目首先于2008-2010年開展地下水開發(fā)利用基本資料調(diào)查，2011年分析確定直接受水區(qū)和間接受水區(qū)3年地下水開發(fā)利用情況調(diào)查評價，核定地下水超采區(qū)和超采量，開展受水區(qū)壓采實施方案編制，核定直接受水區(qū)和間接受水區(qū)地下水壓采目標(biāo)，完成直接受水區(qū)和間接受水區(qū)地下水壓采替代水源分析及壓采目標(biāo)分解，為編制河南省南水北調(diào)中線一期工程受水區(qū)地下水壓采實施方案提供參考。

2 許昌市南水北調(diào)受水區(qū)概況

2.1 受水區(qū)劃分

根據(jù)國務(wù)院批準(zhǔn)的《南水北調(diào)工程總體規(guī)劃》中確定的直接受水區(qū)（城鎮(zhèn)區(qū)）和間接受水區(qū)（直接受水城鎮(zhèn)所轄的農(nóng)村地區(qū)），許昌市受水區(qū)范圍為除鄢陵縣外所有的行政區(qū)域。

2.2 受水區(qū)水文氣象與自然地理

許昌市位于黃淮平原的西部，處在山丘與平原交接地帶。西部屬伏牛山、嵩箕余脈，中東部屬山前洪積沖積平原，地勢由西北向東南傾斜，地面平均坡降1/1000左右。在平原區(qū)內(nèi)有零星分布的高地和洼地。屬暖溫帶季風(fēng)氣候，春季干旱多風(fēng)，夏季氣溫高，降雨時空分布不勻；秋季晝夜溫差大，冬季干旱多風(fēng)。由于氣候受地形影響，常形成災(zāi)害性天氣。本區(qū)多年平均氣溫14.70℃，全市降水量多年平均為701.30 mm。根據(jù)含水層的巖性構(gòu)造與地下水賦存空間的性質(zhì)，本區(qū)域地下水類型分為松散巖類孔隙水、碎屑巖裂隙水、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水和巖漿巖類裂隙水。

3 受水區(qū)地下水資源及其開發(fā)利用現(xiàn)狀

3.1 受水區(qū)地下水資源量

許昌市受水區(qū)面積4110 km2，經(jīng)計算，多年平均淺層地下水補給量山丘區(qū)23390萬m3，其中直接受水區(qū)可開采量為4192萬m3。深層承壓水不宜作為長期開采的水源，本次成果不對受水區(qū)深層承壓水可開采量進(jìn)行評價。

3.2 受水區(qū)淺層地下水開發(fā)利用狀況

開采井總量調(diào)查情況，截至到2010年受水區(qū)開采井?dāng)?shù)量分為：自來水公司69眼、自備井1457眼、農(nóng)村生活開采井2540眼、農(nóng)業(yè)灌溉開采井46408眼，總開采井50474眼。（其中16眼深層）?，F(xiàn)狀年2010年受水區(qū)淺層地下水開采量為37947萬m3。農(nóng)業(yè)19655萬m3，占淺層地下水開采量的51.70%，工業(yè)7051萬m3，占18.60%，農(nóng)村生活8103萬m3，占21.30%，城鎮(zhèn)生活 3138萬 m3，占 8.40%。

3.3 地下水開發(fā)利用調(diào)查成果分析

受水區(qū)2010年水資源利用總量59348萬m3，其中地表水20659萬m3，占總利用量的34.80%，地下水38689萬m3占65.20%，當(dāng)年淺層地下水開采量為37947萬m3，占總開采量的98.10%，表明淺層地下水已成為許昌受水區(qū)最主要的供水水源。地下水開發(fā)利用量用水趨勢分析表明，受水區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉較為發(fā)達(dá)，地下水開發(fā)利用程度相對較高。2000年受水區(qū)總開采井?dāng)?shù)約為45047眼，開采量為33876萬m3，其中淺層31613萬m3，占93.30%。2005年受水區(qū)總開采井?dāng)?shù)約為49508眼，開采量為36226萬m3，其中淺層33925萬m3，占93.70%。2010年受水區(qū)總開采井?dāng)?shù)約為50474眼，開采量為38689萬m3，其中淺層37947萬m3，占98.10%。開采井眼數(shù)呈逐年增加態(tài)勢，開采量變化亦呈變化增加趨勢，變化原因主要在于開采量受降水量時空分布影響，其中農(nóng)業(yè)灌溉開采量變化占權(quán)重最大，此外工業(yè)與生活用水呈逐年穩(wěn)定增加趨勢。

3.4 地下水開發(fā)存在問題

局部地下水超采問題突出。上世紀(jì)70年代，許昌市平原區(qū)淺層地下水埋深普遍＜4 m，而到2002年由于大量持續(xù)開采，地下水位呈大幅度下降狀態(tài)，僅許昌市區(qū)淺層地下水漏斗面積達(dá)41 km2，中深層承壓水超采，水位急劇下降，形成城市深層承壓水降落漏斗，面積達(dá)50 km2以上，中心埋深85.42 m，水位為-12.63 m。由于地下水持續(xù)超量開采，引起地下水水位不斷下降，含水層被疏干，引起地面大面積沉降，地面出現(xiàn)裂隙，誘發(fā)建筑物被拉裂、工程崩塌等惡性事故。地下水水質(zhì)污染有加重的趨勢。據(jù)地下水水質(zhì)監(jiān)測井監(jiān)測分析，符合飲用水水質(zhì)的井眼占監(jiān)測的48%，其中有20%的監(jiān)測井不符合灌溉的要求。地下水水質(zhì)超標(biāo)物質(zhì)主要有：總硬度、溶解性總固體、氟化物、硝酸鹽氮、氨氮等。單井出水能力下降，由于超量開采，地下水水位大幅度下降，疏干了部分含水層，造成井深較小的機井報廢或需要更換較大功率揚程的水泵，不僅增加了單井開采成本，而且容易引起水量衰減，降低單井出水能力，影響供水安全。

4 地下水超采區(qū)分析

4.1 地下水超采區(qū)劃分

按照水利行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)定，淺層地下水超采地域邊界確定原則為：淺層地下水位持續(xù)下降區(qū)域外包線、因開發(fā)利用地下水引起了環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害或生態(tài)環(huán)境惡化現(xiàn)象地域的外包線。本次確定長葛市局部為淺層地下水超采區(qū)，該超采區(qū)以長葛市區(qū)為中心，向四周延伸，涉及長葛市官廳、增福廟、石固鎮(zhèn)，面積209 km2，該超采區(qū)屬于一般超采區(qū)。

4.2 超采區(qū)超采量分析

確定現(xiàn)狀基準(zhǔn)年開采量。根據(jù)降水量系列資料分析，許昌市多年平均降水量為701.30 mm，調(diào)查年均值705.50 mm?？紤]降水量時空分布對行業(yè)用水產(chǎn)生不同影響，現(xiàn)狀基準(zhǔn)年開采量取值方面，工業(yè)與生活用水受降水量影響不大，采用2010年調(diào)查數(shù)據(jù)，農(nóng)業(yè)用水取3 a均值，最終確定超采區(qū)基準(zhǔn)年淺層地下水總開采量為3644萬m3。受水區(qū)淺層地下水超采區(qū)面積209 km2，淺層地下水可開采量為2612萬m3，超采量為1032萬m3。深層承壓水全部計入超采量。超采原因分析。調(diào)查統(tǒng)計資料表明，基準(zhǔn)年開采量3644萬m3中，農(nóng)業(yè)占74%，工業(yè)占15%，生活占11%左右?；菊J(rèn)定引起區(qū)域超采的主導(dǎo)原因是當(dāng)?shù)氐乇硭Y源不足，農(nóng)業(yè)灌溉開采強度高。對于許昌市區(qū)，由于近年來開展了封井壓采等工作，加上麥嶺水源地的完善運用及南水北調(diào)水源的啟用，雖然近年來區(qū)內(nèi)開采量總體上有所增加，但地下水超采狀況反而有所緩解，市區(qū)超采區(qū)已經(jīng)消失。

5 地下水壓采目標(biāo)及初步分解

5.1 地下水壓采替代水源

地下水壓采替代水源按照水源性質(zhì)，分為南水北調(diào)水、當(dāng)?shù)氐乇硭?、其他再生水等均可用于地下水的替代水源，用于地下水的壓采。其中南水北調(diào)工程規(guī)劃供水許昌市口門分配為總量為22600萬m3，目的是緩解當(dāng)?shù)厮Y源供需矛盾、改善和修復(fù)生態(tài)環(huán)境，控制地下水超采，歸還城市擠占的生態(tài)和農(nóng)業(yè)用水。

5.2 地下水壓采目標(biāo)

按規(guī)劃2020年壓采目標(biāo)分析，根據(jù)《南水北調(diào)受水區(qū)地下水壓采總體方案》，受水區(qū)將進(jìn)行全面壓采。壓采水量按下式計算：

式中：DY—不同時段地下水壓采水量；DX—基準(zhǔn)年開采量；DC—目標(biāo)開采量。

與現(xiàn)狀基準(zhǔn)年相比，深層承壓水總體壓采80%以上。淺層地下水：直接受水區(qū)不超采，城區(qū)的地下水實現(xiàn)采補平衡；間接受水區(qū)通過開辟新的地表水水源、采取節(jié)水、污水回用等措施最大程度減少開采量，努力實現(xiàn)地下水的采補平衡。通過調(diào)節(jié)分析計算得出受水區(qū)分行業(yè)壓采指標(biāo)，到規(guī)劃的2020年，受水區(qū)淺層地下水壓采總量指標(biāo)為648萬m3。其中長葛市壓采305萬m3，襄城縣壓采280萬m3，禹州市壓采40萬m3，許昌市區(qū)壓采23萬m3。許昌市受水區(qū)深層承壓水壓采總量指標(biāo)為742萬m3，全部為市區(qū)壓采。

6 保障措施

南水北調(diào)受水區(qū)壓采地下水工作是一項系統(tǒng)工程，需要水利、發(fā)改委、城建、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等多部門多行業(yè)協(xié)調(diào)合作，壓采方案的實施更需要從行政區(qū)域上強力推進(jìn)。領(lǐng)導(dǎo)重視，明確各部門分工，齊抓共管?？茖W(xué)規(guī)劃，綜合治理。突出重點，全面推進(jìn)。加強地表水與地下水的聯(lián)合調(diào)度與合理配置，優(yōu)先使用地表水，嚴(yán)格限制開采地下水，充分利用其他非常規(guī)水源。要采取多渠道，加大投入力度。同時盡快完善和健全地下水監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)地下水水位、水量、水質(zhì)等自動監(jiān)測，定期向社會發(fā)布地下水動態(tài)信息，為領(lǐng)導(dǎo)決策和社會公眾共同治理保護(hù)地下水提供決策依據(jù)。