濱州市地下水超采區(qū)現(xiàn)狀分析及綜合治理對策

宋連瑞，馬 琳

(濱州市水利勘測設(shè)計研究院，山東 濱州 256600)

濱州市位于山東省北部，土地總面積9660km2，是魯西北三大城市群之一，我國重要的棉糧產(chǎn)區(qū)。2015年全市人口392.13萬人，生產(chǎn)總值2470.10億元，耕地面積595.07萬畝。近年來，濱州市成為黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)、山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)和環(huán)渤海經(jīng)濟圈發(fā)展的重點區(qū)域，經(jīng)濟發(fā)展迅速、城市化進程加快，用水需求不斷增長，無序開發(fā)利用導(dǎo)致地下水超采嚴重，深層地下水超采造成了地面沉降、地下水位下降、水生態(tài)環(huán)境惡化等一系列生態(tài)與環(huán)境問題。對今后水資源可持續(xù)利用、生態(tài)文明建設(shè)將會構(gòu)成嚴重威脅。因此，全面治理地下水超采工作刻不容緩。

1 地下水資源狀況

濱州市屬黃河下游黃泛平原區(qū)，地下水類型主要為松散巖類孔隙水，按照埋藏條件分為淺層地下水(潛水)和深層地下水(承壓水)。濱州市多年平均淺層地下水資源量為6.53億m3，其中小清河以南淺層地下水資源量2.91億m3，呈片狀分布，埋深為1～3m；魯北平原區(qū)淺層地下水和黃河干流區(qū)淺層地下水資源量為3.62億m3，受古河道制約，呈帶狀分布，埋深為1～8m。咸水、微咸水分別位于濱州市境內(nèi)北部、中部，總分布面積5378.8km2，這部分地下水可作為非常規(guī)水源開發(fā)利用，不計入當?shù)氐叵滤砷_采量。承壓水全市范圍均有分布，總體趨勢從南向北、從西南向東北逐漸增厚，承壓水不作為常規(guī)水源開發(fā)利用，只作為應(yīng)急后備水源對待，因此可開采量為零，不計入當?shù)氐叵滤Y源量。地下水資源總量即淺層地下水資源量6.53億m3。

根據(jù)最嚴格的水資源管理制度，2015年度水資源管理控制目標為1.86億m3，占地下水資源總量的28.5%。

2 地下水開采現(xiàn)狀

2.1 地下水超量總體呈下降趨勢

濱州市2001年地下水開采量為5.07億m3，至2015年降至1.93億m3，近五年平均開采量1.8億m3，為過去十年的57%，地下水開采量趨勢如圖1所示。

圖1 2001—2015年地下水開采量趨勢圖

目前，地下水開采量占供水總量的12%，是當?shù)刂匾墓┧矗叵滤鳛閼?zhàn)略儲備用水意義重大。

2.2 深層地下水超采嚴重，地下水位持續(xù)下降

全市深層地下水超采面積7652km2，占版圖面積的79%，多年平均開采量(即超采量)為0.44億m3。深層地下水主要用于工業(yè)用水，隨著工業(yè)用水逐年增大，承壓水持續(xù)處于超采狀態(tài)，導(dǎo)致承壓水位持續(xù)下降，自2001年以來達到1～3m/a，根據(jù)觀測，2015年濱州市濱城區(qū)深層地下水頭埋深達到91.9m。

2.3 淺層地下開采總量滿足控制指標，僅局部存在超采，地下水位趨于平穩(wěn)

淺層地下水主要用于農(nóng)業(yè)灌溉，近五年平均開采量1.36億m3，滿足地下水控制指標要求。淺層地下水超采區(qū)面積577.47km2，占國土面積的6.0%，主要集中在黃河南部地區(qū)。地下水水位變化趨勢自2001年以來總體上分兩個階段：一是自2001年至2011年，這一時期地下水位普遍呈下降趨勢，淺層地下水埋深加大；第二個階段是2012年至今，淺層地下水位呈平穩(wěn)或上升趨勢。

3 地下水超采導(dǎo)致的生態(tài)與環(huán)境問題

3.1 沉降區(qū)面積持續(xù)擴大，沉降量加大

深層水地下水的開采造成水位下降而引起含水層和弱透水土層有效應(yīng)力增加，造成地面沉降。據(jù)觀測，2015年以濱州市濱城區(qū)為中心，大于100mm的沉降區(qū)面積為117km2，中心點沉降量達到187.7mm；以博興縣城東為中心大于150mm的沉降區(qū)面積為19km2，中心點沉降量達到174.7mm(沉降期為39個月)。地面沉降造成局部地面、房屋出現(xiàn)裂縫等問題。

3.2 加劇了地表污水的下滲及地下水的污染

隨著工業(yè)“三廢”排放量的加大，農(nóng)藥和化肥的不合理使用以及生活污水排放加大，地表水受到不同程度污染，造成納污河流水質(zhì)惡化。由于地下水位下降，導(dǎo)致濱州市境內(nèi)河水位均高于淺層地下水位，河水直接補給淺層地下水造成淺層地下水污染，再經(jīng)承壓層頂板進入深層含水層，使得深層地下水也受到不同程度的污染。據(jù)觀測統(tǒng)計，相較于20世紀80年代硝酸根、亞硝酸根、氯化物和硫酸根含量大幅升高，以硝酸根為例，20世紀80年代淺層地下水中硝酸根含量小于2mg/L，局部在20～30mg/L，至2015年硝酸根含量大于30mg/L的面積增加了1100km2，局部達到265mg/L。

4 造成地下水超采的原因

4.1 經(jīng)濟發(fā)展迅速，需水量急劇增加

濱州市耕地面積595.07萬畝，是全國重要的棉糧產(chǎn)區(qū)，農(nóng)業(yè)灌溉需水量大，普遍存在灌溉保證率低的問題。2015年農(nóng)業(yè)灌溉實際用水10.2億m3，50%保證率下農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)計需水量為14.2億m3，灌溉缺水4.0億m3。

城市化經(jīng)濟處于快速發(fā)展時期，工業(yè)園區(qū)規(guī)模發(fā)展迅速，城市化進程快，導(dǎo)致工業(yè)和生活用水需水量急劇增加。以濱州市為例，2001—2015年，GDP從306.5億元提高至2355.3億元，城市化率從21.9%提高至54.6%。濱州市目前仍處于全面快速發(fā)展期，需水量會進一步加大。

4.2 補給水量減少，補采失衡

自20世紀80年代以來，氣溫升高、降雨減少、蒸發(fā)量增大導(dǎo)致雨洪水資源減少；另外，由于濱州市緊鄰渤海，過境河道多由境內(nèi)入海，過境河道中上游由于修建了大量水庫、蓄水塘壩等蓄水工程，雨洪水經(jīng)上游河道層層攔蓄，導(dǎo)致下游流量大大減少，甚至斷流，造成境內(nèi)地下水補給量減少。

4.3 用水結(jié)構(gòu)不合理

現(xiàn)階段用水的總體結(jié)構(gòu)是：過度使用黃河水和地下水，分配長江水缺乏配套蓄水工程無法利用，地表水利用率低，污水回用剛剛起步。濱州市2015年總用水量為14.96億m3，其中黃河水和地下水用水量占總量的80.3%，均超過控制指標。用水結(jié)構(gòu)不合理是造成地下水超采的主要原因。

4.4 缺乏監(jiān)督管理

長期以來，由于國家缺乏有關(guān)限制地下水開發(fā)的法律、法規(guī)，地方政府沒有出臺相關(guān)管理制度，地下水開采處于無序狀態(tài)，截至2015年底，全市共有深層承壓水開采井371眼，平均年開采量4410萬m3。

5 綜合治理措施

根據(jù)深層地下水“開采即為超采”的劃定原則，深層承壓地下水原則上只能作為應(yīng)急和戰(zhàn)略儲備水源，深層地下水超采區(qū)全部劃為禁采區(qū)。按照“總量控制、節(jié)水優(yōu)先、統(tǒng)籌調(diào)配、系統(tǒng)治理”的原則，根據(jù)當?shù)貙嶋H情況分析，提出如下治理措施。

5.1 壓減淺層水和封存承壓水

(1)壓減淺層地下水

在5年左右時間內(nèi)，將現(xiàn)狀淺層地下水超采量全部壓減，城市自來水管網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)淺層地下水取水井全部關(guān)停。井灌區(qū)通過節(jié)水灌溉、地表水源替代等措施壓減地下水開采量。

(2)封存承壓水

根據(jù)置換水源配套工程的先后順序，用10年左右時間，逐步對現(xiàn)狀承壓井全部封存。對深層承壓水井采取永久填埋和封存?zhèn)溆脙煞N封井方式封存。永久填埋承壓井采用黏土球回填井孔，井口采用混凝土封堵；封存?zhèn)溆贸袎壕捎瞄y門封井控制，僅供應(yīng)急時開啟使用。

5.2 水源置換

堅持“先外調(diào)水、后當?shù)厮?，先地表水、后地下水，先非常?guī)水、后優(yōu)質(zhì)水”的水資源優(yōu)化配置原則，充分利用水網(wǎng)工程，實現(xiàn)外調(diào)水、當?shù)氐乇硭⒌叵滤?、非常?guī)水“四水”聯(lián)合調(diào)度，置換地下水超采水量。

(1)加快雨洪資源利用工程建設(shè)

加快實施新建水庫及增容、河道閘壩攔蓄及河湖水系連通等雨洪資源利用工程建設(shè)。加強水庫蓄水控制運用，充分滯蓄汛期雨洪資源；加強庫庫、庫河聯(lián)合調(diào)度，切實增強流域整體防洪能力和雨洪水資源攔蓄利用能力。經(jīng)估算，可置換地下水量1000萬m3。

(2)建設(shè)完成南水北調(diào)配套工程

為合理調(diào)蓄利用引江水量，通過新建水庫，同時利用原有沿線水庫進行蓄水調(diào)蓄，將長江水輸送至地下水超采區(qū)，替代地下水。經(jīng)估算，可置換承壓水1600萬m3。

(3)實施引黃供水提升工程

根據(jù)調(diào)查計算，通過對水庫壩體與壩基防滲、護坡維修加固、修建防浪墻等措施進行擴建、加固，提升引黃調(diào)蓄能力，經(jīng)過水庫調(diào)蓄，可置換深層地下水量950萬m3。

(4)積極推進非常規(guī)水利用

鼓勵再生水回用，加快推進城鄉(xiāng)污水處理及再生水回用工程設(shè)施建設(shè)，逐步提高污水集中處理率和再生水回用率，加快推進全市污水處理廠及再生水利用設(shè)施建設(shè)，并配套完善現(xiàn)有污水處理廠再生水利用設(shè)施。積極推動海水利用，可將淡化海水作為企業(yè)生產(chǎn)用水和城鎮(zhèn)居民生活用水的補充水源。電力、化工、石化等行業(yè)大力推廣直接利用海水作為循環(huán)冷卻水，以節(jié)約大量淡水資源。據(jù)估算至2020年非常規(guī)水回用量900萬m3可用于置換深層地下水。

通過以上措施共計可置換深層地下水4450萬m3，基本滿足置換水量要求。

5.3 控采限量

根據(jù)用水總量分配控制指標，劃定地下水位黃、橙、紅警戒線，實行預(yù)警管理。嚴格執(zhí)行建設(shè)項目水資源論證制度，對未進行水資源論證或水資源論證未通過的建設(shè)項目，審批機關(guān)不得批準取水許可。嚴格規(guī)范地下水取水許可審批管理，對取用地下水總量已達到或超過控制指標的地區(qū)，暫停審批其建設(shè)項目新增取用地下水。

5.4 積極推行節(jié)水灌溉

積極推進農(nóng)田水利項目建設(shè)，推進高效節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展，推廣現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)。2015年全市累計完成農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉面積291.81萬畝，占總耕地面積的49%，仍有303.26萬畝耕地未實施節(jié)水灌溉面積，農(nóng)業(yè)節(jié)水仍有巨大潛力。

5.5 監(jiān)督管理

推動地下水管理法制建設(shè)，完善和出臺相應(yīng)法規(guī)規(guī)章，細化地下水管理制度和措施，明確監(jiān)管責(zé)任，強化法律責(zé)任，增強地下水超采區(qū)治理法規(guī)政策的可操作性和執(zhí)行力。

6 結(jié)語

為嚴格控制超采區(qū)地下水開采，遏制超采區(qū)擴展，黨中央、國務(wù)院對地下水超采區(qū)治理工作高度重視，做出了一系列重大部署。地下水超采的主要原因是用水結(jié)構(gòu)不合理，治理的關(guān)鍵是對水資源優(yōu)化配置，做好封井措施與置換水源配套工程。地下水超采治理工作涉及多部門，地方人民政府要充分認識到地下水超采帶來的危害性和治理的緊迫性，需要政府強有力的領(lǐng)導(dǎo)，多部門密切協(xié)同共同完成。