北方缺水地區(qū)地下取水水資源論證關(guān)鍵技術(shù)分析

劉子輝

(河北省水利科學(xué)研究院，河北 石家莊 050057)

水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基，是人類不可缺少的寶貴資源。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人類對水的需求量不斷增加，水資源問題日益突出，嚴重制約著人類社會和經(jīng)濟的發(fā)展。建設(shè)項目水資源論證工作服務(wù)于取水許可制度，是加強水資源宏觀管理、科學(xué)決策的重要手段和步驟。近年來，隨著建設(shè)項目水資源論證報告書編制與審查制度不斷深入完善，從決策源頭上有力的促進了水資源的優(yōu)化配置、高效利用和有效保護，對于保證取水許可科學(xué)合理審批，保障建設(shè)項目合理用水，促進經(jīng)濟社會發(fā)展與資源環(huán)境相協(xié)調(diào)產(chǎn)生了重要作用。

全國目前600多個城市中，400多個城市以地下水為飲用水源，占城市總數(shù)的60%以上。北方地區(qū)60%以上的生活用水、約一半的工業(yè)用水和三分之一的農(nóng)業(yè)灌溉用水來自地下水。顯然，以地下水為取水水源的水資源論證，是建設(shè)項目水資源論證中重之又重的部分，地下水源因其隱蔽性、復(fù)雜性及不確定性而成為水資源論證的難點所在，對于復(fù)雜的水資源論證報告書編制，需要設(shè)立論證專題?，F(xiàn)在對于在何種情況下需要設(shè)立專題、設(shè)立什么樣的專題，都尚需研究[1]。開展地下取水建設(shè)項目水資源論證關(guān)鍵技術(shù)研究，有利于正確處理大型工礦企業(yè)、城鎮(zhèn)水源地、產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)的開展與水資源承載能力之間的關(guān)系，建立系統(tǒng)完整的區(qū)域生態(tài)文明制度體系，對于水資源的合理高效利用以及生態(tài)文明建設(shè)的開展具有重要的推動作用，特別是對于水資源缺乏的北方地區(qū)具有重要意義。

1　地下取水水資源論證關(guān)鍵問題分析

圍繞《建設(shè)項目水資源論證導(dǎo)則》(以下簡稱《導(dǎo)則》)要求，結(jié)合地下取水建設(shè)項目實際情況，就報告編制的部分關(guān)鍵問題、技術(shù)要點及審查要求加以分析說明如下：

1.1　論證依據(jù)

以地下水作為水源的論證項目，抽水試驗工作往往受經(jīng)費不足或其他客觀因素的影響，很難達到供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范的要求，大多是借用、參考相鄰區(qū)域的試驗資料。由于水文地質(zhì)條件非常復(fù)雜且千變?nèi)f化，簡單的借用缺乏合理性和代表性。

個別建設(shè)項目的水資源論證采用的資料其代表性和一致性均難以滿足論證工作的需要，有的資料距現(xiàn)狀水平年比較早，反映不了現(xiàn)狀情況；有的用原工作成果資料代替論證所需的資料，沒有收集和利用現(xiàn)狀條件下的現(xiàn)有資料，沒作詳實的分析工作，使得論證結(jié)果沒有足夠的說服力。

1.2　工作等級及工作深度

地下取水水資源論證工作有別于水資源規(guī)劃，地下水資源評價及建設(shè)項目水文專題分析，工作等級的確定是以建設(shè)項目取水規(guī)模為主要依據(jù)，在充分考慮當?shù)厮Y源狀況及開發(fā)利用程度、區(qū)域用水水平、水文地質(zhì)條件復(fù)雜程度等綜合因素基礎(chǔ)上確定的，如根據(jù)分類指標最高級別，地下水超采區(qū)地下取水水資源論證不管取水規(guī)模大小等級均為一級，如取水量較小，工作等級確定的過大，就會給實際工作帶來困難[2]。

《導(dǎo)則》中將水資源論證工作等級劃分為三級，由地下取水、用水合理性分析、取水影響和退水影響的分類指標最高級別分別確定，最終按照分類指標的最高級別確定論證等級。對于具體的論證項目，還應(yīng)根據(jù)實際情況進行必要的優(yōu)化調(diào)整。論證深度隨論證級別而定，收集資料詳實也不盡相同，所要求的水文資料系列時間也不同，現(xiàn)實工作中往往是在項目取排水口位置未確定、建設(shè)項目的生產(chǎn)工藝了解不夠、取退水影響分析深度不夠等前提下就開始論證，由此造成基礎(chǔ)資料和認識匱乏，論證前提不充分，達不到預(yù)期效果。

1.3　論證范圍

論證范圍的確定是論證工作的前提條件，直接影響論證效率和質(zhì)量，《導(dǎo)則》對論證范圍的規(guī)定較為籠統(tǒng)，實際操作時往往為了不引起水事糾紛案件只考慮了行政區(qū)域劃分，而忽略了流域和水文地質(zhì)單元。

水資源論證過程中如果取水量較小，論證范圍過大，工作量大，浪費嚴重；如果取水量較大，論證范圍過小，不能滿足深度要求。如果沒有一定區(qū)域水資源開發(fā)利用綜合分析，僅限于項目是否有可靠的水源，這只解決了建設(shè)項目水源的問題，沒有解決區(qū)域水資源是否安全的問題。論證區(qū)域的確定，對于項目及周邊用水對區(qū)域水資源累計影響和水環(huán)境累計影響的分析也是十分重要的。

在論證工作中，合理確定論證范圍是保證地下取水水源論證工作質(zhì)量的重要因素。論證范圍過大，會造成人力、財力等不必要的浪費；范圍過小，又會導(dǎo)致結(jié)論不可靠而不能滿足要求[3]。具體操作時可以根據(jù)以下三個方面來確定：

(1)目標含水層組和地下取水水源地的平面位置，即根據(jù)水文地質(zhì)條件、取水量和區(qū)域地下水資源調(diào)查評價的成果等實際要求確定范圍。

(2)目標含水層組的空間分布，根據(jù)必要的地質(zhì)勘探孔資料確定范圍大小。

(3)建設(shè)項目所在地區(qū)的實際情況，如取水量大小、對水質(zhì)的要求、地下水分布特征等。

1.4　取水水源論證

地下水取水包括孔隙水、裂隙水、巖溶水、地熱水等。開展地下取水水源論證，就是利用多種技術(shù)方法開展一系列的計算和分析以證明目標水源在水量和水質(zhì)方面能夠滿足項目取用水需求，且不引起較嚴重的水環(huán)境問題。但是，地下水源因其具有隱蔽性、復(fù)雜性及不確定性等特點，成為取水水源論證的難點。

使用地下水作為水源的建設(shè)項目水源論證方案要在充分分析當?shù)厮礂l件的基礎(chǔ)上，闡明使用地下水的確切理由。水源論證方案應(yīng)服從水資源總體規(guī)劃思路、配置方案、水量分配方案，應(yīng)符合地下水管理法律法規(guī)的要求，滿足地下水超采區(qū)(禁采區(qū)、限采區(qū))、水功能區(qū)的管理規(guī)定，滿足最嚴格水資源管理制度的要求，并需要注意南水北調(diào)來水后的水源切換問題。

1.5　可開采量的計算

在地下取水水源論證過程中，可開采量的計算是最關(guān)鍵、最核心的任務(wù)，也是技術(shù)難點所在。由于各水源地的水文地質(zhì)條件不同，已有的水文地質(zhì)資料豐富程度不同，以及不同論證等級對計算成果精度的要求不同，因而在實際工作中，時常采用幾種適合論證范圍內(nèi)水文地質(zhì)條件和地下水系統(tǒng)特性的方法計算，以便互相對比和驗證。常用的方法有水均衡法、數(shù)值法、概率統(tǒng)計分析法等。

上述三種計算方法各有優(yōu)缺點，如水均衡法的原理和計算公式簡明，但計算項目較多，有些均衡要素難以準確測定，或者要花費較大的勘探試驗工作量，特別是對開采條件下各項要素的變化及邊界條件的確定比較困難。數(shù)值法是對滲流方程的一種近似解法，它可以處理復(fù)雜的水文地質(zhì)條件，本身的精度完全能滿足生產(chǎn)要求，反而比簡化條件下的解析解更精確，但要構(gòu)建復(fù)雜的數(shù)值模型。概率統(tǒng)計分析法局限在于：一是要求觀測資料系列越長越好，而且選用資料最好按相關(guān)變量的自然周期選??；二是在進行水資源評價時，必須查明地下水動態(tài)的成因，找出最主要的影響因素。因此，必要時可采用多種方法進行相互驗證。

1.6　地下水水質(zhì)評價

《導(dǎo)則》僅概略的提出地下水水質(zhì)應(yīng)執(zhí)行《地下水質(zhì)量標準》(GB/T 14848—2017)[4]開展工作。各種不同目的的用水水質(zhì)標準是地下水水質(zhì)分析評價的準則，這些標準是在生產(chǎn)實踐中不斷總結(jié)、修改和完善的，所以在進行水質(zhì)評價時應(yīng)當以最新的標準為依據(jù)[5]。但目前的水資源論證中對這一部分內(nèi)容的論證往往篇幅較少，論證深度不足。

地下水水質(zhì)現(xiàn)狀評價是地下水資源評價和保護的重要內(nèi)容，評價結(jié)果的客觀與否，在很大程度上取決于所選取的評價指標的全面性和代表性，以及評價標準和評價方法的合理性。應(yīng)當依據(jù)有關(guān)標準，在地下水水質(zhì)調(diào)查分析資料或者水質(zhì)監(jiān)測資料基礎(chǔ)上，開展地下水水質(zhì)評價工作。其中，地下水水質(zhì)監(jiān)測應(yīng)能反映分析范圍內(nèi)地下水水質(zhì)狀況和論證范圍內(nèi)地下水水質(zhì)動態(tài)。而在地下水水質(zhì)變化復(fù)雜的地區(qū)，應(yīng)分區(qū)、分層開展評價。

1.7　取水影響論證

由于建設(shè)項目取水打破了原有的系統(tǒng)平衡(水量、水位、水溫、水質(zhì))，就必然要對其他相關(guān)利益方產(chǎn)生影響。那么都影響了什么？影響程度如何？這個問題要很好地論證。地下水取水影響論證在論證報告中占有非常重要的地位，同時是論證報告最容易出問題的地方，也是論證報告的薄弱環(huán)節(jié)，往往出問題都出在影響論證沒有做好。

不少論證報告更多停留在定性分析上，對影響對象、影響范圍、影響程度等的分析均沒有詳細量化計算，使得取水影響分析不透徹、不到位。具體表現(xiàn)為：論證內(nèi)容不夠全面；評價深度不夠、不具說服力；定性的多、定量的少；附圖缺少構(gòu)件，無法判斷論證范圍是否包括了建設(shè)項目可能影響的范圍；結(jié)論不夠明確、責任含糊不清。

地下水取水影響論證的難點是如何預(yù)測影響程度和影響范圍，地下水水源地運行后會形成一定范圍地下水降落漏斗，漏斗的范圍及中心水位降深預(yù)測后，地下水取水影響就可以從定性分析上升為定量的分析。

1.8　水文地質(zhì)圖件

圖表是報告中展示相關(guān)論斷、成果的重要途徑，具有一目了然、事半功倍的成效。然而，提供的圖表往往存在一些不足之處。一些初學(xué)者對附件的作用和意義缺乏了解，因而在會同項目建設(shè)業(yè)主準備相關(guān)附件時存在應(yīng)付的思想，致使所提供的附件不全或無效。

報告中的圖件分為兩大類，即必備圖件和可選圖件，必備圖件是指《導(dǎo)則》中明確要求提供的基本圖件成果，可選圖件是指《導(dǎo)則》中雖未明確但為更好表達而建議提供的圖件，無論是必備圖件還是可選圖件，都應(yīng)當圍繞表達的需要而提供，報告圖件制作時應(yīng)注意做到主題突出、地圖清晰、構(gòu)件完備、色彩協(xié)調(diào)。

為支撐文字表述的觀點和論斷，在報告相關(guān)章節(jié)中的表格涉及水量、水位、水質(zhì)等各方面。與圖件類似，表格的多寡、詳略等均應(yīng)當圍繞水資源論證的需要來作出取舍，報告圖表繪制時應(yīng)注意表格構(gòu)件齊全、項目設(shè)置科學(xué)、表格格式一致[6]。

2　北方缺水地區(qū)地下取水水資源論證專題研究框架

北方缺水地區(qū)地下取水建設(shè)項目具有用水量大，對區(qū)域水資源配置格局影響重大等問題，其建設(shè)項目水資源論證一直是水資源論證工作的重點領(lǐng)域。在北方地區(qū)地下取水建設(shè)項目具有區(qū)別于其他地區(qū)的用水特點；加之，北方地區(qū)降雨量少，地表徑流少，地下取水和天然生態(tài)保護之間存在著用水的尖銳矛盾，如何合理利用水資源，協(xié)調(diào)生活、生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境用水，對區(qū)域水資源合理開發(fā)利用具有重要的意義。

目前的論證工作中，水資源論證的重點主要在取水水源論證及取用水合理性分析等方面，往往不注重協(xié)調(diào)當?shù)厣a(chǎn)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)用水，對區(qū)域水資源配置及保護重視程度不夠，這與該地區(qū)開展水資源論證有關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究較為薄弱有關(guān)。因此迫切需要開展北方缺水地區(qū)地下取水水資源論證專題研究，總結(jié)北方缺水地區(qū)地下取水建設(shè)項目水資源論證中應(yīng)重點注意的問題，提出具有針對性的對策措施，規(guī)范水資源論證工作，促進地下取水水源項目水資源論證工作的開展，研究框架圖如圖1所示，研究內(nèi)容具體如下：

圖1　北方缺水地區(qū)地下水取水水資源論證專題研究框架

(1)地下取水水資源論證工作現(xiàn)狀調(diào)查分析。通過對北方缺水地區(qū)已有地下取水水資源論證工作的資料收集以及實地調(diào)研，總結(jié)論證中應(yīng)重點注意的問題，提出具有針對性的對策措施。

(2)地下水取水水資源論證的具體要求。調(diào)查收集全國各省市地下取水水資源論證方面的管理辦法，同時將所收集到的資料進行分類、總結(jié)、歸納，研究新形勢下對缺水地區(qū)地下取水水資源論證的具體要求。

(3)北方缺水地區(qū)地下取水水資源論證的關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)對建設(shè)項目地下取水水資源論證工作現(xiàn)狀及存在問題分析，緊扣新形勢下對缺水地區(qū)地下取水水資源論證的具體要求，逐個剖析，開展關(guān)鍵技術(shù)研究。

(4)研究解決問題的辦法。針對以上存在的具體問題，提出具有針對性的論證方法和要求。

3　結(jié)　論

本文僅對地下取水水資源論證工作的部分關(guān)鍵問題進行了探討，其他內(nèi)容如區(qū)域水資源開發(fā)利用分析、建設(shè)項目取用水合理性分析、退水影響分析、水資源保護措施等也是地下取水水資源論證報告的重要組成部分，也應(yīng)同樣重視。

為整體提高地下取水水資源論證工作的質(zhì)量，有必要加強水資源論證中關(guān)鍵技術(shù)及有關(guān)專題研究，如本次北方缺水地區(qū)地下取水水資源論證專題的開展，有助于突破長期以來地下取水水資源論證工作中的薄弱環(huán)節(jié)，是貫徹落實最嚴格水資源管理制度、推動生態(tài)文明建設(shè)的迫切要求，是落實最嚴格水資源管理制度、促進水資源與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展的重要舉措。

地下取水水資源論證是一項繁雜、涉及面廣泛的技術(shù)性工作，有許多方面仍需在今后的工作中不斷積累和提高，本文結(jié)合水資源管理工作實際，從技術(shù)角度探討了幾個需要重點關(guān)注的問題，并以北方缺水地區(qū)地下取水水資源論證專題為例，希望對同行水資源論證報告書的編制提供參考。