汾河流域地下水資源現(xiàn)狀分析及保護對策

盧建斌

（晉中市水文水資源勘測分局，山西 晉中 030600）

汾河流域地下水資源現(xiàn)狀分析及保護對策

盧建斌

（晉中市水文水資源勘測分局，山西 晉中 030600）

地下水作為汾河流域的重要供水水源，在支撐經(jīng)濟社會發(fā)展和維系生態(tài)環(huán)境等方面具有十分重要的作用，通過對汾河流域地下水資源現(xiàn)狀、存在問題等方面的分析論述，從流域水資源可持續(xù)利用的角度，對汾河流域生態(tài)修復(fù)、地下水涵養(yǎng)、巖溶泉水資源、流域水質(zhì)等方面提出了積極可行的保護措施。

水資源；現(xiàn)狀分析；保護對策；汾河流域

1 流域概況

汾河為山西省第一大河，發(fā)源于管涔山，自北向南穿越太原、臨汾兩大盆地，至運城新絳縣境急轉(zhuǎn)西行，于禹門口下游萬榮縣榮河鎮(zhèn)廟前村附近匯入黃河。南北長412.5km，東西寬188km，干流長716km，呈帶狀分布，面積39826km2。汾河流域地貌形態(tài)依石質(zhì)山地、土石山地、黃土峁梁塬、黃土丘陵階地及平川河谷由高到低過渡。

汾河流域地處中緯度大陸性季風(fēng)帶，多年平均降雨量505mm，為半干旱、半濕潤型氣候過渡區(qū)，四季分明，流域內(nèi)雨熱同季，光熱資源較為豐富，有利于農(nóng)業(yè)發(fā)展。2012年流域水資源總量31.0億m3，約占全省水資源總量的29.2%，其中：地表水資源量17.2億m3，地下水資源量13.8億m3。水資源開發(fā)利用率達76%，用水率達86%，遠高于國際通用的40%水平。

2 地下水資源現(xiàn)狀

地下水資源是指地下水體中參與水循環(huán)且可以逐年更新的動態(tài)水量。地下水資源量為平原區(qū)各項補給量加上山丘區(qū)各項排泄量扣除平原區(qū)與山丘區(qū)地下水之間的重復(fù)計算量。在多年平均情況下，地下水動態(tài)基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，故地下水資源量可以近似地認為Q補≈Q排，因此，地下水資源量亦可用排泄法計算。排泄項主要包括河川基流量、地下水開采凈消耗量、潛水蒸發(fā)量、地下水潛流外排量和地下水超采量。計算公式如下：

式中：Q排——地下水總排泄量；

Rg——河川基流量；

Q耗——地下水開采凈消耗量；

Q蒸——潛水蒸發(fā)量；

Q外——地下水潛流外排量；

Q超——地下水超采量。

地下水資源由大氣降水和地表水轉(zhuǎn)化而來，在地下運移，往往再排出地表成為地表水體的源泉。有時在一個地區(qū)發(fā)生多次地表水和地下水的相互轉(zhuǎn)化。由于河川基流量是地表水和地下水的重復(fù)計算量，扣除后為地下水資源量不重復(fù)量，本次地下水資源量分析計算只進行不重復(fù)量計算。

地下水資源量計算公式為：Q排=Q耗+Q蒸+Q外-Q超，不同時段計算成果見表1。

表1 不同時段地下水資源量計算成果 單位：億m3

根據(jù)上述結(jié)果，地下水資源量第二次評價成果比第一次評價成果偏大32%，降水量卻偏少10%；2012年地下水資源量比第一次評價成果偏大44%，降水量偏少2%，說明降水量不是影響地下水資源量的唯一因素。從資源量構(gòu)成項可以發(fā)現(xiàn)，1956—1979年開采凈消耗和潛水蒸發(fā)量所占比重相當(dāng)，80年代以后，地下水資源量結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變化，開采凈消耗已成為資源量最主要構(gòu)成項，開采凈消耗占資源量的90%以上，說明開采量已成為影響地下水資源量的最主要因素。

由于長期過度開發(fā)，尤其是煤炭等礦產(chǎn)資源的過度開采，植被損毀，生態(tài)環(huán)境受到了極大破壞，主要表現(xiàn)為產(chǎn)水量急劇減少，用水量大幅增加，泉水流量減少甚至斷流，河流污染嚴(yán)重。

3 存在問題

3.1 植被覆蓋降低，地面產(chǎn)流減少

森林覆蓋率的減少，直接影響地面產(chǎn)流，汾河流域20世紀(jì)60年代前，森林覆蓋率達20%，現(xiàn)在覆蓋率僅15%，涵養(yǎng)和存蓄水源的能力降低，年減少地表徑流量2.6億m3。受流域降水量和植被覆蓋減少等因素影響，汾河流域83條一級支流中，清水流量在0.1m3/s以上的河流僅有16條，其余大部分為季節(jié)性干河或接近斷流。

3.2 地下水過量開采，地下水位逐年下降

隨著過量開采地下水，20世紀(jì)70年代初地下水下降漏斗僅2處，出現(xiàn)在太原市及介休城區(qū)，80年代以來，形成了以侯馬、臨汾、祁縣、榆次、汾陽、交城等城市水源地為中心的地下水超采區(qū)，超采區(qū)面積8478km2，占全省超采區(qū)面積的80%。超量開采地下水，改變了自然狀態(tài)下地下水的流向、流速、水力坡度，部分增加了地下水潛蝕、搬運能力，使土體收縮而產(chǎn)生地面沉降。據(jù)太原市城建部門1985年、1987年與1989年的測量結(jié)果可以看出，太原市地面整體呈偏漏斗型下沉趨勢，年均沉陷37～114mm，大漏斗中以吳家堡、下元—河西中學(xué)、迎新商場分別為中心，形成3個小沉降中心。

3.3 煤炭大規(guī)模開采，破壞巖溶水系統(tǒng)

受采煤破壞影響，煤系周圍含水層被大量疏干，使地下水位下降，淺部井泉斷流。礦區(qū)大量淺部的分散供水水源報廢，不得已轉(zhuǎn)向深部開發(fā)奧灰?guī)r溶水，甚至部分帶壓開采礦區(qū)，大量疏干巖溶水，使得巖溶大泉出流量銳減甚至斷流。從1984年以來，流域內(nèi)8處巖溶大泉流量呈下降趨勢。目前，自然出流量衰減到不足8.8m3/s，衰減了2/3。巖溶泉水流量的減少，嚴(yán)重危及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與城市居民的正常生活，應(yīng)采取相應(yīng)措施，加強巖溶水資源的保護。

3.4 廢污水及生活垃圾排放量大，河流污染嚴(yán)重

隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程的加快，水資源開發(fā)利用程度越來越高，廢污水排放量越來越大，同時農(nóng)村生活和農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的提高，生活垃圾及面源污染增多，進一步淤堵和加劇了河道污染。目前，全流域城鄉(xiāng)生活和工業(yè)用水量達10.4億m3，廢污水年均排放量達3.9億m3，是流域內(nèi)未利用地表水量的1/3。河流凈化能力嚴(yán)重不足。2012年，汾河干流評價河長277.5km，占全河長的38.8%，符合Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)的河長僅19.5km，占評價河長的7.0%；Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)的河長69.5km，占評價河長的25.0%；劣Ⅴ類水污染河長188.5km，占評價河長的68.0%（無Ⅰ，Ⅲ，Ⅴ類河段），主要污染河段分布在太原市以下。

4 保護措施及建議

4.1 植樹造林，涵養(yǎng)水源

應(yīng)依法劃定各支流源頭保護區(qū)，制定分區(qū)保護措施，實現(xiàn)河流源頭有效保護；加快退耕還林，封山育林，促進自然恢復(fù)；在森林覆蓋率低的區(qū)域和產(chǎn)流量小的支流，對20°以上坡耕地高山區(qū)域進行植樹造林，形成郁閉度和森林覆蓋率高的水源涵養(yǎng)區(qū)，有效涵養(yǎng)水源，增加河道基流。

4.2 嚴(yán)格限制地下水開采

按照省政府提出的“保護優(yōu)先、自然恢復(fù)、綜合治理”的流域生態(tài)修復(fù)思路，通過關(guān)停煤礦、關(guān)井壓采，減少采煤漏水，增加河道入滲補給，使流域地下水位保持上升態(tài)勢。增加地表水供水量，改革污水處理廠建設(shè)運行的體制和機制，加大礦坑水利用力度，加快萬家寨引黃南干線、中部引黃、東山供水、禹門口提水、引沁入汾五大骨干工程進度，用地表水、黃河水、中水置換地下水。在替代水源到達區(qū)域，應(yīng)由地方政府組織實施關(guān)井壓采。在地下水關(guān)停區(qū)內(nèi)，應(yīng)保留一定數(shù)量水質(zhì)好、出水量大的自備井，遇到緊急情況時，可啟用作為應(yīng)急供水井。

4.3 加大巖溶大泉保護力度

煤炭帶壓采區(qū)，禁止在區(qū)域巖溶地下水位以下煤層開采；對出現(xiàn)巖溶地下水突水的礦井，要及時通知有關(guān)水資源管理部門采取止水措施；對嚴(yán)重破壞巖溶地下水系統(tǒng)、危及巖溶泉水出流的采礦活動，采取限采、停采或封閉礦井措施；對大量排水并未利用的礦井或單位，嚴(yán)格審批生活以外用途的巖溶地下水開采井?？傊獙嵭泻侠黹_發(fā)，綜合利用的方針，努力提高資源回收率與綜合利用程度，切實保護巖溶大泉和地下水資源，提高地下水位，恢復(fù)巖溶大泉出流量。

4.4 建設(shè)動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)

應(yīng)建立地表水、地下水動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)，對水位、水量、水質(zhì)進行長期系統(tǒng)監(jiān)測，建立完善地下水位、地下水質(zhì)量的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，研究分析地下水動態(tài)趨勢，掌握其變化規(guī)律，不斷修正開采規(guī)劃，保證地下水的可持續(xù)利用。

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盧建斌（1978-），男，2008年畢業(yè)于河北工程大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)，工程師。

2016-08-09；

2016-09-14