南水北調實施后華北平原地下水調控研究

邱立建

【摘要】華北平原地區(qū)是我國的工農業(yè)用水非常緊張的地區(qū)，人口分布集中，地下水超采帶來了一系列的問題。南水北調工程調水進行了幾十年，通過中線工程將漢江水調往華北平原地區(qū)，緩解了華北工農業(yè)用水緊張問題，但是完全的依賴中線工程調水一方面成本頗高，另一方面也不能及時解決華北區(qū)域所有缺水問題，適量的控制性的開采地下水仍是供水有效措施。本文根據調水工程實施后華北用水情況，試析華北平原地下水調空的一些問題及對策。

【關鍵詞】南水北調；華北平原；地下水；調控

我國華北平原地區(qū)由于多處在溫帶季風氣候區(qū)，降水較少，并且年降水非常不平衡，夏秋降水集中，冬春則干燥寒冷，加上蒸發(fā)量大，因此導致了華北平原的農業(yè)生產以及城市用水都受到不利影響。南水北調工程的實施有效的緩解了我國北方的缺水情況，是一項新中國重要的大工程。早在1954年毛澤東視察黃河時候就提出了南水北調的戰(zhàn)略構想，工程調水涉及的人口量達到4.38億人，整個調水分為東、中、西三線，到2016年時東線的一期工程供水也正式開始。其中和華北平原供水最為密切的是中線工程，中線調水工程規(guī)劃為從主要從漢江流域調水經過陜西省的安康、商洛以及漢中地區(qū)最后匯聚到丹江口水庫，再從丹江口水庫將水調出從河南南陽的陶岔渠首閘出水，經過黃淮海平原邊緣，于鄭州西部過黃河，沿京廣鐵路線從西側向北推進，到達終點北京。

一、華北平原地下水開采問題

華北平原地下水由于長時期的過度超采，引發(fā)了一系列的問題，主要表現為在開采集中且開采量大的滄州、衡水、德州等地區(qū)造成了大范圍的降落漏斗，部分地區(qū)的含水層如山前集中開采地段發(fā)生嚴重的季節(jié)性疏干。除此之外，因為地下水的過度開采，地表生態(tài)也受到了嚴重的影響，地面沉降、湖面減少、濕地面積縮減等問題頻發(fā)，甚至導致了海水倒灌的現象發(fā)生。在華北平原地下水大規(guī)模開采前，地下水埋藏淺，地表水系也比較發(fā)達，中部和東部深層的地下水越流向淺層的地下水進行補給，但是大規(guī)模開采后，淺層的地下水難以得到深層地下水的有效補給，反而要補給深層地下水虧空，導致了地面的塌陷或沉降。張兆吉等人對淺層的地下水資源評價和均衡模式進行了研究，分析了1960年、1980年以及2000年的淺層地下水資源及開采情況，建立了大面積開采前和開采后的水均衡模式，為研究華北地區(qū)南水北調后地下室適量開采提供了參考數據。

二、華北平原地下水調蓄的空間條件分析

華北平原地區(qū)的地下水空間結構特點和含水特點決定了華北平原能夠在古河道、山前沖擊扇卵砂礫石區(qū)域帶和粗砂含礫區(qū)域帶來選擇理想的空間調水儲蓄區(qū)。地下水調蓄區(qū)空間一般需要具有含水砂層顆粒粗、含水砂層累計的顆粒大的特點才能有效的進行儲水。古河道區(qū)域主要分布在華北平原的中東部，具有較好的地下水儲蓄空間，這一區(qū)域的古河道帶下部多為咸水含水層，咸水層上方多有粉細砂褐細砂組成，深度約為60m，給水度在0.06—0.15之間。卵礫石帶的含水層具有透水性強、厚度大、顆粒粗的特點，沒有連續(xù)穩(wěn)定的隔水層，這一區(qū)域含水層卵石含粗砂，厚度約在70m左右，導水性較好，導水系數基本在1000m/d以上，面積大概在5600m2以上。在山前沖擊扇頂部因為含水層和非飽和帶顆粒都比較粗，有利于接受大氣降水的滲入補給以及地表徑流漏滲補給、山區(qū)的兩側補給。華北平原地區(qū)大型地下水供水地帶上分布著邢臺、北京、石家莊、保定等大中型城市，供水體系比較完善。

三、華北平原地下水調控原則

盡管南水北調工程中線調水有效的緩解了華北地區(qū)的供水緊張局面，但是單純的依靠外來調水和地表徑流水的補給仍然是不夠的，仍然必須合理的開采一部分來滿足地區(qū)工農業(yè)生產及生活用水。在嚴重超采的地區(qū)要減少地下水開采，涵養(yǎng)水源。再次，對于深層次的地下水也必須停止開采，減緩目前華北地區(qū)嚴重的地面沉降問題。在天津市目前采用現狀開采量來作為南水北調后的開采指導方案，將第Ⅳ層及以下的含水層作為重點層位來進行減控。作為缺水大省的河北省目前停采深層地下水以期恢復地下水位。除此之外，考慮到南水北調調水工程的用水成本問題，對于農業(yè)用水不能直接就停采，等到來水量豐富時再考慮停止深層地下水開采。而對于山東省和河南省來說，水資源相對多一些，南水北調工程實施后進一步豐富了水量，因此可以2010年地下水開采量作為現狀保持的基礎適當增加。

四、提高地下水開采可承受能力途徑探索

根據許廣明的人的研究計算，在華北平原沖積扇區(qū)域最大的調蓄空間在1040×103立方米，約占到70%左右，古河道最大的可調蓄量占到29%左右，在437×108立方米，現在可調蓄的量占到11%左右，為38×108立方米。合理開采利用地下水資源可以從兩個主要方面進行：一是提高地下水使用的效率；另一方面是提高地下水使用的效率。具體的途徑對于華北平原來說，可以在山前進行人工降雨措施，在中東部地區(qū)注重發(fā)展弱咸水淡化技術和淺層弱滲含水層的開發(fā)利用技術。其他方面可工業(yè)上，優(yōu)化地區(qū)工業(yè)結構，提高工業(yè)用水的重復率；農業(yè)上，注重發(fā)展節(jié)水農業(yè)，改變傳統(tǒng)的一些漫灌方式，提升農業(yè)節(jié)水灌溉技術；在群眾當中也注重宣傳節(jié)水觀念，使每個公眾都能認識到節(jié)約用水的必要性。

結語

南水北調工程2003年開工以來，經過了十多年的建設終于完成，總長1432公里。南水北調工程的實施對于華北平原的意義是重大的，不僅解決華北平原地區(qū)缺水問題，促進了華北平原城市發(fā)展，優(yōu)化了華北平原地區(qū)產業(yè)結構，而且減少了華北平原地區(qū)地下水開采量，畜養(yǎng)了地下水資源，改善了華北平原地區(qū)生態(tài)環(huán)境，回補了過去華北平原過度開采地下水造成的地下虧空。南水北調工程實施后，進一步通過華北平原地區(qū)用水情況研究分析，制定合理適度的地下水開采方案，符合華北平原解決缺水的狀況的實際需要。

參考文獻：

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