江蘇省宿遷市地下水超采區(qū)綜合治理對策研究

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(1.江蘇省地質調查研究院，江蘇 南京 210018；2.江蘇省宿遷市水務局，江蘇 宿遷 223800)

地下水作為水資源的重要組成部分，在保障宿遷經濟社會發(fā)展、維系良好生態(tài)環(huán)境方面發(fā)揮著重要作用。自上世紀七、八十年代以來，隨著宿遷工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程的加快推進，地下水開采規(guī)模劇增，部分地區(qū)由于長期過量開采地下水，導致主采層地下水水位大幅下降，形成地下水超采區(qū)，威脅著地下水資源的可持續(xù)利用。開展宿遷市地下水超采區(qū)綜合治理研究，不僅可以為今后區(qū)內地下水超采區(qū)管理和保護，改善生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)地下水資源的可持續(xù)利用提供科學依據(jù)，也可為類似地區(qū)地下水超采區(qū)治理提供參考和借鑒。

1 概況

1.1 地下水資源分布特征

宿遷市區(qū)地下水類型主要為松散巖類孔隙水，依據(jù)含水介質時代、成因、埋藏條件和水動力特征，垂向上可劃分為淺層地下水及承壓地下水。淺層地下水為埋藏相對較淺(地表以下50～60 m以淺)、與當?shù)卮髿饨邓虻乇硭w有直接補排關系的潛水和弱承壓水；承壓地下水主要指埋深50～60 m以下，賦存于上新統(tǒng)宿遷組及中新統(tǒng)下草灣組砂層的承壓地下水。

淺層地下水：潛水近地表分布，主要由第四紀全新世、晚更新世時期河流沖積的粉砂、粉土組成，廢黃河故道兩側高漫灘地帶粉土、粉砂層厚度達8～15 m，單井涌水量在10～100 m3/d，遠離故道粉土、粉砂層厚度多在5～8 m，單井涌水量多在5～10 m3/d；弱承壓水主要賦存于第四紀更新世或新近系宿遷組沖積、沖湖積、沖洪積相中細砂層，頂板埋深多在20～30 m，總體上由北往南漸深。一般分上下兩段含水層，上段賦存于25～35 m以淺上更新統(tǒng)地層，多以夾層狀或透鏡體狀發(fā)育。下段砂層分布較穩(wěn)定，由中下更新統(tǒng)砂層組成(上新統(tǒng)宿遷組砂層)。大部分地區(qū)砂層厚度10～20 m，巖性以中細砂為主，單井涌水量300～500 m3/d，可采資源量達7 195萬 m3/a。

承壓地下水：主要賦存于新近紀中新世及上新世河湖相堆積砂層。頂板埋深多在60～70 m。垂向上分為上下兩段，上段含水層主要由2～3層分布較為穩(wěn)定的新近系上新統(tǒng)宿遷組灰白色中細砂、中粗砂組成，一般埋于100～140 m以淺，是區(qū)內地下水主要富水層和開采層；下段含水層由中新統(tǒng)下草灣組湖積相粉細、中細砂組成，一般埋于100～130 m 以下。市區(qū)以西含水層厚度多在40 m以上，巖性以中、粗砂為主，單井涌水量多大于2 000 m3/d。市區(qū)以東含水層厚度多在30～40 m，巖性以粉細砂、中砂為主，單井涌水量1 000～2 000 m3/d，可采資源量達3 824萬 m3/a。

1.2 地下水開發(fā)利用

宿遷市區(qū)地下水開采已有幾十年歷史，上世紀八十年代以前主要開采淺層地下水用于農業(yè)灌溉(承壓地下水僅在洋河鎮(zhèn)等局部有少量開采)。八十年代后，伴隨著國民經濟的發(fā)展，承壓地下水開采井數(shù)和開采總量逐年上升，主要以工業(yè)用水及農村飲用水為主。至1997年，宿遷市區(qū)開采井數(shù)已達254眼，年開采量為704.09萬 m3/a，其中60%的開采井集中在洋河及城區(qū)，并在洋河形成地下水位降落漏斗，中心最大水位埋深達35.18 m。至2012年，宿遷市區(qū)地下水年開采量增至2 130萬 m3。2012年后全市開始實施地下水封井措施，大幅壓縮了工業(yè)項目取用地下水量，但由于農村地區(qū)加快了建設農村飲水安全工程，開鑿了大量飲用水取水井，地下水取用量仍有所增加。據(jù)2015年調查，宿遷市區(qū)有地下水開采機井731眼，年開采量為3 442萬 m3。

2 地下水超采區(qū)現(xiàn)狀評價

2.1 地下水超采量

早在建國初期，洋河地區(qū)就成立了國營洋河酒廠，開發(fā)利用地下水用于白酒生產。隨著釀酒產業(yè)不斷發(fā)展壯大，地下水作為釀酒行業(yè)的主要原料，逐漸處于過量開采狀態(tài)，導致地下水位持續(xù)下降，至2010年水位降落漏斗中心最大水位埋深降至42 m。據(jù)《江蘇省地下水超采區(qū)劃分方案(2013年本)》，宿遷市洋河洋北為地下水超采區(qū)，分布面積約132.8 km2。地下水超采區(qū)內共有144眼開采井，年開采量401萬 m3，和可采資源量對比，年超采量為133萬 m3。

2.2 地下水水位現(xiàn)狀

主采層(承壓地下水)水位埋深多在20～40 m，開采集中的洋河地區(qū)水位埋深大于40 m，形成40 m水位降落漏斗，中心最大水位埋深近50 m。水位降落漏斗在東西向及南北向的擴張規(guī)模明顯不同，位于水位降落漏斗中心北側35 km外的來龍、侍嶺水位埋深已逾20 m，而位于水位降落漏斗中心西側15 km處的龍河水位埋深僅11.5 m(龍門學校)。從地下水流場可以反映出，郯廬斷裂帶切割使含水層位錯動，一定程度上削弱了深部含水層之間的水力聯(lián)系。

3 地下水超采區(qū)形成原因

早在上世紀九十年代末，宿遷市洋河已成為地下水超采區(qū)，形成原因主要有三個方面。

3.1 地下水開發(fā)利用中“三集中”問題突出

宿遷市區(qū)有地下水開采機井731眼，平均開采井密度達0.3 眼/km2，開采模數(shù)為1.6萬 m3/a·km2。由于各鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域供水推進程度及社會需求等因素不同，地下水開發(fā)利用中呈現(xiàn)深井分布集中、開采層位集中、取水用途集中等特點。

由于水質優(yōu)異、區(qū)域供水相對滯后、社會需求大等原因，自上世紀八十年代以來，洋河始終是宿遷市區(qū)地下水開采最為集中的地區(qū)。全鎮(zhèn)現(xiàn)有機井131眼，占全市開采深井的18%。開采層位集中于90～160 m段深部承壓水，取水用途多為白酒企業(yè)生產用水。自上世紀九十年代后期以來，隨著社會經濟的發(fā)展、洋河白酒的頻頻獲獎，洋河酒廠產量逐年增加，再加上周邊小酒廠的興起，洋河地下水年開采量由200萬 m3，至2010年開采量增至600多萬 m3，地下水長期處于超量開采狀態(tài)。近年來，隨著區(qū)域供水的推進，洋河地下水開采量減少至188萬 m3，但地下水開采規(guī)模仍位于全區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)之首，超過當?shù)氐叵滤刹少Y源量。

3.2 水資源配置不夠合理

未按照優(yōu)水優(yōu)用的原則合理配置地下水資源，在遠離駱馬湖的宿遷洋河及其周邊地區(qū)，由于地表水水質欠佳，在2014年區(qū)域供水管網到達之前，地下水作為主要供水水源，用于當?shù)鼐用裆罴氨姸嗥髽I(yè)生產用水，其中工業(yè)生產用水占當?shù)氐叵滤傞_采量70%以上，部分企業(yè)將地下水作為冷卻用水，僅利用地下水中的冷源，造成優(yōu)質水資源的浪費，水資源配置不夠合理。自2014年實現(xiàn)區(qū)域供水后，這一問題得到明顯改善。

3.3 地下水監(jiān)測預警機制有待完善

宿遷市地下水監(jiān)測工作啟動較晚，新世紀初才開始開展地下水監(jiān)測工作，且多以生產井兼作地下水監(jiān)測井，由于產權變更導致監(jiān)測井更換較頻繁，造成監(jiān)測資料不連續(xù)。同時監(jiān)測井分布不夠合理，未突出監(jiān)測超采區(qū)、水位降落漏斗區(qū)、工業(yè)園區(qū)等重點區(qū)域，不能及時發(fā)現(xiàn)超采區(qū)水位降落漏斗變化，不利于水行政主管部門及時有效的采取針對措施。

4 地下水超采區(qū)治理對策

地下水超采區(qū)治理應堅持“節(jié)水優(yōu)先、系統(tǒng)治理”的原則，全面規(guī)劃，綜合防治，通過超采區(qū)治理的工程措施和管理措施，著力解決地下水超采突出問題，保障地下水資源可持續(xù)利用，保障經濟社會可持續(xù)發(fā)展。

4.1 工程措施

4.1.1 加強替代水源工程建設

替代水源是超采區(qū)治理的根本性保障，使用替代水源可以有效降低對地下水開采量、保障地下水資源的涵養(yǎng)從而慢慢緩解超采帶來的后果。受各地社會經濟發(fā)展、水資源分布條件、地下水取水用途等多種因素制約。宿遷市地下水超采區(qū)治理的替代水源以建設地表水廠，推廣區(qū)域供水為主。宿遷市區(qū)現(xiàn)有銀控一水廠、銀控二水廠、新源水廠和城東水廠4座區(qū)域供水水廠，總供水能力40.0萬 m3/d，目前主干管網已通達地下水超采區(qū)及其周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)，城市供水通村率100%，達戶率92.5%。但尚有部分農村小水廠仍在運行，應進一步加強替代水源工程建設，從而壓縮地下水開采規(guī)模，改善超采區(qū)地下水環(huán)境。

4.1.2 有序推進封井壓采工程

在對開采井詳細調查的基礎上，按照先超采區(qū)后非超采區(qū)、先管網到達區(qū)后非到達區(qū)、先城區(qū)后非城區(qū)的原則，結合區(qū)域供水進展，有序推進地下水封井壓采工程。

封井方式有永久封填、封存?zhèn)溆?作為應急水源井)和改為監(jiān)測井三種。對年久失修、水源條件差、出水量不大或由于混合開采導致越流污染的水井采取永久封填；對水源條件好、出水量大、配套設施完好的可封存，作為備用水源井，并建立封存儲備水源井的登記、建檔、管理、維護和監(jiān)督制度，確保一般年份不開采，特殊干旱情況下，按照規(guī)定的程序啟用，接入當?shù)刈詠硭芫W或作為分散式應急供水點，發(fā)揮應急供水作用；部分井況較好，開采層位單一的地下水井調整為監(jiān)測井使用。

洋河鎮(zhèn)現(xiàn)有地下水井有131眼，據(jù)調查72眼取水井具備封井條件，其中永久填埋井65眼，封存?zhèn)溆镁?眼，調整為監(jiān)測井1眼。除壓縮超采區(qū)地下水開采外，壓縮超采區(qū)外圍地下水開采量有利于增加超采區(qū)地下水補給，實現(xiàn)超采區(qū)治理目標。宿遷市區(qū)現(xiàn)有地下水井731眼預計將壓采413眼取水井，其中永久填埋井148眼，封存?zhèn)溆镁?47眼，調整為監(jiān)測井18眼。實施壓采過程中根據(jù)替代水源工程建設進度及地下水壓采管理需求，周密細致地做好受水區(qū)壓采封井的實施方案，有計劃地開展地下水井封填工作。

4.1.3 推廣分質供水和中水回用

宿遷市區(qū)除4座區(qū)域供水水廠外，湖濱新區(qū)還建有工業(yè)水廠，經簡單處理后，直接作為工業(yè)用水；通過改造中心城區(qū)雨水泵站，收集排水管網內經綠地過濾凈化的雨水作為綠化、市政用水，利用符合有關標準的污水處理廠尾水和自來水廠反沖洗水，沖洗廠區(qū)設施、道路和用于其他對水質要求不高的用水，大力提倡城市雨水、污水回用等非傳統(tǒng)水源的開發(fā)利用；地下水用于區(qū)域供水盲區(qū)居民生活用水、食品、飲料、白酒生產等水質要求高的特殊行業(yè)生產用水，以及應急備用水源。

4.1.4 推行節(jié)水技改工程

通過實行分質供水、技術升級改造、推廣園區(qū)串聯(lián)用水和企業(yè)中水回用等措施減少地下水使用環(huán)節(jié)，通過安裝智能控水系統(tǒng)、規(guī)范企業(yè)節(jié)水制度、強化企業(yè)管網維護改造，降低管網漏損率等措施進一步降低地下水取水量。

以洋河酒廠為例，2014年公司通過引進能源智能化管理系統(tǒng)，投資改造158臺風冷冷卻器，改水冷為風冷，全年節(jié)約優(yōu)質水資源50萬 t；同時對芝麻香釀酒冷卻水實施小型就地循環(huán)再利用系統(tǒng)，全年節(jié)約優(yōu)質水資源83萬 t。

4.1.5 完善地下水監(jiān)測工程

遵循“區(qū)域展開、突出重點、循序漸進”的原則，根據(jù)水文地質條件、地下水開發(fā)利用狀況及污染源分布等環(huán)境因素綜合考慮，以地下水超采區(qū)為重點，逐步完善地下水監(jiān)測網絡。

監(jiān)測井按監(jiān)測內容分為水位監(jiān)測井及水質監(jiān)測井，水位監(jiān)測井原則上以專用監(jiān)測井為主，水質監(jiān)測井原則上以常年使用的生產井為主。監(jiān)測井建設應利用封井壓采的契機，在新建監(jiān)測井同時將部分現(xiàn)有開采井改造成監(jiān)測井。水位監(jiān)測井力爭做到一鎮(zhèn)一井，超采區(qū)、開發(fā)區(qū)等開采集中區(qū)適當加密。定期進行地下水動態(tài)測量，逐步完善地下水自動監(jiān)測系統(tǒng)，建立地下水動態(tài)監(jiān)測檔案與監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，為地下水管理和政府宏觀決策提供依據(jù)。

4.1.6 建設地下水環(huán)境信息系統(tǒng)

盡快建成宿遷市地下水環(huán)境信息管理系統(tǒng)，形成數(shù)據(jù)采集、分析、信息發(fā)布一條龍的工作框架，對地下水環(huán)境的發(fā)展態(tài)勢進行實時監(jiān)測與預測預報，變地下水資源靜態(tài)管理為動態(tài)管理，為地下水超采區(qū)治理和水資源管理決策指揮服務。

4.2 管理措施

4.2.1 進一步加強取水許可管理

根據(jù)《取水許可管理辦法》、《建設項目水資源論證管理辦法》等有關法律，全面推行各類規(guī)劃和建設項目水資源論證制度。遵循嚴格保護、限制開采、總量控制的原則，嚴格地下水取水許可審批，超采區(qū)嚴格控制新鑿井和新增開采量，開采總量必須滿足水行政主管部門核定的取水總量，使全區(qū)地下水位趨于穩(wěn)定并使超采區(qū)水位逐步得到回升，最終達到水位控制目標。

4.2.2 逐步實現(xiàn)水量、水位雙控管理

將宿遷市區(qū)地下水主采層取水總量嚴格控制在3 824萬 m3/a的地下水可采資源范圍內，實行地下水計劃開采和考核制度，將取水總量落實到各區(qū)，最終落實到具體的地下水取水單位。

在控制取用水總量同時推進地下水水位控制(省政府批復的水位紅線控制目標)。高于限采水位的區(qū)域，按照相關規(guī)劃實行科學有序開采；對已經接近或者達到限采水位的區(qū)域，嚴格控制新鑿井，逐步壓縮地下水開采量；對已經低于禁采水位的區(qū)域，禁止新鑿井，并由當?shù)卣M織實施綜合治理，壓縮地下水開采量，直至地下水位恢復。

4.2.3 調整開采層段

宿遷市地下水分為淺層地下水和承壓地下水，其中承壓地下水是區(qū)內地下水主采層。承壓地下水總體水質優(yōu)于淺層地下水，但部分地區(qū)淺層地下水水質尚可，除鐵錳氟外，其它檢測指標多符合Ⅲ類水標準，簡單處理后可用于一般工業(yè)用水，且淺部弱承壓水相比承壓地下水更易獲得補給。故地下水開發(fā)利用過程中，對水質要求不高的一般工業(yè)用水建議取用埋深30～60 m的淺部弱承壓水。

不同埋藏深度的承壓地下水之間雖有一定的水力聯(lián)系，但埋深110 m以淺的承壓含水層上段較埋深110 m以下的含水層下段更容易獲得淺層地下水補給，而不同深度地下水水質差別不大。但調查發(fā)現(xiàn)，目前研究區(qū)地下水開采井中除陸集、仰化、洋河外，多開采埋深110 m以下的承壓地下水，建議在地下水壓采工程實施中，盡量封填開采埋深110 m以下深部承壓含水層的開采井，做到能開深部承壓含水層上段不開下段，以促進主采層水位回升，實現(xiàn)地下水超采區(qū)治理目標。

4.2.4 壓縮超采區(qū)周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)開采量

在壓縮超采區(qū)地下水開采量的同時，增加地下水補給量，有利于地下水超采區(qū)治理。

目前地下水超采區(qū)補給主要有兩種方式：一是人工回灌。利用工程措施將地表水注入地下含水層，人為增加地下水補給量。但超采區(qū)開采承壓地下水主要用于白酒生產等食品行業(yè)，缺少符合水質要求的回灌水源，通過回灌增加補給的方法在宿遷地下水超采區(qū)內不適用。二是壓縮超采區(qū)周邊開采規(guī)模。洋河地下水超采區(qū)主要開采承壓地下水，在開發(fā)利用過程中，側向逕流補給是主要補給源之一。通過封井壓縮超采區(qū)周邊開采規(guī)模(各鄉(xiāng)鎮(zhèn)壓縮3～155萬 m3/a不等，全市合計壓縮1 641萬 m3/a，可以有效增加地下水超采區(qū)補給量，促進地下水位回升，使地下水

降落漏斗趨于平緩。

4.2.5 進一步規(guī)范地下水取水工程管理

對區(qū)內已有的地下水取水工程，進一步落實“一表、一證、一牌、一賬”的地下水“四個一”管理制度，建立取水井及取水許可信息管理數(shù)據(jù)庫，明確各井的井位、井深、取水層位和取水量；對新建取水工程，推進智能水表、電磁流量計等設施的安裝工作，實現(xiàn)水資源計量、收費和管理的規(guī)范化、科學化、現(xiàn)代化，提高用水監(jiān)控管理水平，逐步實現(xiàn)水資源遠程監(jiān)控，隨時掌握水位動態(tài)及開采量。

4.2.6 進一步強化執(zhí)法管理

進一步強化執(zhí)法管理，規(guī)范取水行為。加強對超采區(qū)取用水戶的取水設備、取水設施的巡查，建立健全取水檔案和臺賬，確保用水計劃的執(zhí)行。加大對非法鑿井和非法取水行為的打擊力度，完善與水政監(jiān)察隊伍的執(zhí)法聯(lián)動機制，加大舉報獎勵力度，提高非法取水和鑿井的違法行為的違法成本。采用正常巡查和突擊巡查的方式打擊非法行為，維護正常的水事秩序。

4.3 經濟措施

4.3.1 建立激勵性水價政策

通過調整水價和地下水資源費等經濟手段，使區(qū)域供水管網覆蓋范圍內取用地下水的成本高于利用區(qū)域供水的成本，再生水價格低于常規(guī)水源水價，淺層水價格低于承壓地下水，引導企業(yè)按需取水，做到能用自來水不用地下水，能用再生水不用常規(guī)水，能用淺層水不用承壓地下水，合理開發(fā)利用水資源，以水價杠桿的調節(jié)作用，促進水資源的優(yōu)化配置，保障地下水資源的高效利用和有效保護。

4.3.2 實施超計劃累進加價水資源費政策

進一步加強用水定額管理和計量工作，實行超計劃用水累進加價制，并相應核減其下一年度用水指標，充分發(fā)揮水資源費的價格杠桿作用，促進節(jié)約用水，控制地下水開采量。

5 結語

地下水超采區(qū)治理是一個系統(tǒng)工程，通過替代水源建設、壓縮地下水開采規(guī)模、增加超采區(qū)補給、大力發(fā)展再生水利用工程等措施，可以有效控制地下水降落漏斗不斷擴大、水位持續(xù)下降的趨勢，從而改善和修復地下水生態(tài)環(huán)境，保障地下水資源的可持續(xù)利用，為社會經濟的可持續(xù)發(fā)展提供不竭動力。有利于推動區(qū)域供水工程實施，緩解超采區(qū)內外供水緊張的格局，改善投資環(huán)境，對于全面建設小康社會，提高城鄉(xiāng)供水安全保障水平，尤其是農村居民飲用水安全，促進城鎮(zhèn)化建設，提高居民生活質量，保障經濟社會可持續(xù)發(fā)展和社會穩(wěn)定具有重要作用。

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