志丹縣地下水功能區(qū)劃分的方法與實踐

趙小建，鄭云云

(1.志丹縣水政水資源管理辦公室，陜西志丹717500；2.陜西水環(huán)境工程勘測設(shè)計研究院，陜西西安710078)

志丹縣是陜北嚴(yán)重缺水的地區(qū)之一，區(qū)內(nèi)地表水開發(fā)利用較為困難，地下水是縣域內(nèi)主要用水水源。近年來經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展迅速，水資源供需矛盾日益突出，地下水開采量不斷加大，部分集中開采區(qū)地下水水位顯著下降。地下水如何合理開發(fā)、開發(fā)利用程度如何、未來如何規(guī)劃地下水資源等問題已經(jīng)成為政府和社會關(guān)注的焦點。為此，迫切需要從行業(yè)技術(shù)角度規(guī)范地下水開發(fā)利用和保護(hù)行為。

1 志丹縣地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀

志丹縣位于陜西省北部黃土高原丘陵溝壑區(qū)，總土地面積3781 km2，常住人口14.69萬人?？h境內(nèi)分布有三條較大河流，即北洛河、周河、杏子河，分屬洛河、延河兩大水系，由西北流向東南。志丹縣地下水分為基巖孔隙裂隙水、松散層孔隙水兩大類?；鶐r孔隙裂隙水賦存于白堊系的基巖孔隙裂隙中，松散層孔隙水賦存分布于第四系松散堆積層孔隙中。

志丹縣境內(nèi)資源性和工程性缺水并存。全縣境內(nèi)無地表飲用水源，飲用水源全部為地下水。縣城現(xiàn)有水源井12眼，供水能力為9000 m3/d。鄉(xiāng)鎮(zhèn)及農(nóng)村供水主要以集中供水為主，部分群眾以水窖水為主要飲用水源。2019年，全縣地下水開采量2569.4萬m3，其中淺層水開采量為2302.4萬m3，深層承壓水開采量為267萬m3。由于局部地下水過度開采，導(dǎo)致地下水水位明顯下降，根據(jù)地下水動態(tài)監(jiān)測站網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，部分區(qū)域地下水水位下降達(dá)12 m。

根據(jù)《陜西省延安市志丹縣地下水勘察報告》中的計算結(jié)果， 以20 a為開采期則全縣地下水可開采資源總量為4550.5萬m3/a?，F(xiàn)狀年全縣地下水供水量2569.4萬m3，占地下水可利用量4550.5萬m3的56.46%。

2 志丹縣地下水功能區(qū)劃分方法

在評價和分析地下水資源現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，根據(jù)地下水資源配置需求等內(nèi)容劃分地下水功能區(qū)。

2.1 地下水資源現(xiàn)狀評價與分析

2.1.1 規(guī)劃分區(qū)

由于縣域內(nèi)各地區(qū)地形地貌、水文地質(zhì)條件存在差異，區(qū)域水資源分布不均。為滿足地下水資源分區(qū)評價的需要，使不同區(qū)域的水資源問題得到反映，并最終為功能區(qū)的劃分提供分析計算依據(jù)，需進(jìn)行規(guī)劃分區(qū)。分區(qū)面積大小根據(jù)水文測站設(shè)置、經(jīng)濟(jì)條件、水資源開發(fā)利用率高低而定。分區(qū)節(jié)點原則上采用干流控制性水文站。志丹縣地下水資源規(guī)劃分區(qū)結(jié)果見表1。

表1志丹縣地下水資源規(guī)劃分區(qū)表

2.1.2 分區(qū)地下水資源量

根據(jù)《陜西省延安市志丹縣地下水勘察報告》中分析得出，地下水補(bǔ)給量和排泄量分別為8680.66萬m3/a和8692.21萬m3/a，排泄量大于補(bǔ)給量，地下水處于負(fù)均衡。本階段以地下水補(bǔ)給量作為分區(qū)地下水資源量。志丹縣境內(nèi)地下水主要包括：大氣降水入滲補(bǔ)給、灌溉水回灌補(bǔ)給量、側(cè)向徑流補(bǔ)給量三方面。

全縣地下水開采資源總量包括淺層潛水可采資源量、深層潛水可開采量、深層承壓水可開采量。根據(jù)計算，全縣地下水可采資源量統(tǒng)計結(jié)果見表2。

表2 全區(qū)地下水不同開采條件下可采資源量統(tǒng)計 單位：萬m3/a

2.1.3 地下水富水地段

志丹縣地下水類型包括第四系沖積層孔隙水，第四系風(fēng)積黃土層孔隙裂隙水，白堊系碎屑巖裂隙孔隙水三類?？傮w上，縣域內(nèi)白堊系含水層富水性好，是區(qū)內(nèi)主要的供水目標(biāo)層。在《陜西省延安市志丹縣地下水勘察報告》中新圈定出順寧～雙河周河河谷區(qū)、金湯～旦八一線為本次勘察區(qū)富水地段。其中順寧～雙河富水區(qū)水質(zhì)優(yōu)富水性好，是志丹縣城供水主要來源，金湯～旦八洛河河谷區(qū)水量豐富，兩個富水區(qū)可結(jié)合利用，共同滿足志丹縣縣域生活用水及其它用水需求。

2.1.4 地下水質(zhì)量評價

分析志丹縣地下水功能區(qū)劃分水質(zhì)化驗成果，區(qū)內(nèi)洛河組地下水為Ⅱ類和Ⅳ類水，并以Ⅱ類水為主。Ⅳ類水主要分布在縣城西部順寧鎮(zhèn)、紙坊鄉(xiāng)、金鼎鎮(zhèn)一帶；縣城張渠鄉(xiāng)-杏河鎮(zhèn)-志丹縣城-旦八鎮(zhèn)-義正鄉(xiāng)一線以東均為Ⅱ類水分布區(qū)，水質(zhì)相對較好，該線以西部分點也為Ⅱ類水。區(qū)內(nèi)環(huán)河組地層大致在順寧-旦八鎮(zhèn)一線以東，取樣點主要分布在志丹縣西部，環(huán)河組地下水為Ⅱ類和Ⅳ類水?？拷镜ず蛥瞧鹂h分界線一帶環(huán)河組地下水多為Ⅳ類水。由此，志丹縣區(qū)內(nèi)地下水質(zhì)量較好，地下水適用于集中式生活飲用水水源及工農(nóng)業(yè)用水。

2.2 地下水資源配置需求

2.2.1 地下水需水量預(yù)測

志丹縣2018年現(xiàn)狀年需水總量為2597萬m3。經(jīng)預(yù)測，志丹縣2025年，P=50%時，需水量為3372.6萬m3；P=75%時，需水量為3633.1萬m3。2030年，P=50%時，需水量為4716.2萬m3；P=75%時，需水量為4760.7萬m3。

2.2.2 重點水源工程規(guī)劃

志丹縣擬建中小型水庫4座，規(guī)劃建設(shè)5處抗旱應(yīng)急灌溉配套項目，擬建淤地壩25座，新建縣城13～16號水源井。

2.2.3 地下水水資源配置

本次水資源配置方法是“以供定需”。一般在多次供需反饋并協(xié)調(diào)平衡的基礎(chǔ)上，進(jìn)行2～3次水資源供需分析。

參考規(guī)劃年2025年二次供需平衡分析，結(jié)合全縣各部門合理用水需求對全縣各水源供水量進(jìn)行配置，分析可知，到規(guī)劃年2020年全縣50%、75%代表年取水總量分別為3192.22萬m3、3417.79萬m3，2025年頻率為50%代表年金丁鎮(zhèn)和杏河鎮(zhèn)少量缺水，75%代表年順寧鎮(zhèn)和雙河鎮(zhèn)少量缺水，其他各鎮(zhèn)均滿足需水要求。

參考規(guī)劃水平年2030二次供需平衡分析，結(jié)合全縣各部門合理用水需求及全縣用水總量控制指標(biāo)對全縣各水源供水量進(jìn)行配置。分析可知，到規(guī)劃年2030年全縣50%、75%代表年取水總量分別為4357.42萬m3、4348.25萬m3，志丹縣規(guī)劃年2030年頻率為50%代表年金丁鎮(zhèn)、永寧鎮(zhèn)和杏河鎮(zhèn)缺水，75%代表年金丁鎮(zhèn)、永寧鎮(zhèn)、保安街道辦和杏河鎮(zhèn)缺水，其他各鎮(zhèn)均滿足需水要求。

綜上分析，近期規(guī)劃水平年2025年供用水量保持平衡，遠(yuǎn)期規(guī)劃水平年2030年供用水量基本保持平衡。近期規(guī)劃水平年2025年和遠(yuǎn)期規(guī)劃水平年2030年全縣各區(qū)域供水量配置合理。

3 地下水功能區(qū)劃的分級分類系統(tǒng)

為便于對地下水資源分級進(jìn)行管理和監(jiān)督，根據(jù)區(qū)域地下水自然資源屬性和規(guī)劃期水資源配置對地下水開發(fā)利用的需求以及生態(tài)與環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)要求，地下水功能區(qū)按二級劃分。地下水功能區(qū)劃分類系統(tǒng)見圖1。

圖1 地下水功能區(qū)劃分級分類系統(tǒng)框圖

4 地下水功能區(qū)區(qū)劃條件和指標(biāo)

4.1 開發(fā)區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)

開發(fā)區(qū)指地下水補(bǔ)給、賦存和開采條件良好，地下水水質(zhì)滿足開發(fā)利用的要求，當(dāng)前及規(guī)劃期內(nèi)(2030年，下同)地下水以開發(fā)利用為主且在多年平均采補(bǔ)平衡條件下不會引發(fā)生態(tài)與環(huán)境惡化現(xiàn)象的區(qū)域。

結(jié)合志丹縣地下水現(xiàn)狀，開發(fā)區(qū)的劃分應(yīng)以順寧—雙河富水段和金湯—旦八富水段為主，并選取補(bǔ)給條件良好、含水層富水性較優(yōu)、水質(zhì)良好、便于開發(fā)利用的區(qū)域加以利用。

按地下水開采方式、地下水資源量、開采強(qiáng)度、供水潛力和水質(zhì)等條件，開發(fā)區(qū)劃分為集中式供水水源和分散式開發(fā)利用區(qū)2類二級功能區(qū)。

4.2 保護(hù)區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)

保護(hù)區(qū)指區(qū)域生態(tài)與環(huán)境系統(tǒng)對地下水水位、水質(zhì)變化和開采地下水較為敏感，地下水開采期間始終保持地下水水位不低于其生態(tài)控制水位的區(qū)域。在實際劃分中，考慮與自然保護(hù)區(qū)、生態(tài)濕地、國土部門確定的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)等相結(jié)合；作為地下水補(bǔ)給的大部分山丘區(qū)劃分為保護(hù)區(qū)。

保護(hù)區(qū)分為生態(tài)脆弱區(qū)、地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)、地下水水源涵養(yǎng)區(qū)3類二級功能區(qū)。

4.3 保留區(qū)劃分標(biāo)注

當(dāng)前及規(guī)劃期內(nèi)由于水量、水質(zhì)和開采條件較差，開發(fā)利用難度較大或雖然有一定的開發(fā)利用潛力但規(guī)劃期內(nèi)暫時不安排一定規(guī)模開采的區(qū)域為保留區(qū)，可作為儲備未來水源的區(qū)域。

保留區(qū)劃分為不宜開采區(qū)、儲備區(qū)、應(yīng)急水源區(qū)3類二級功能區(qū)。

5 地下水功能區(qū)劃分成果

全縣共劃分地下水功能區(qū)40個，其中16個開發(fā)區(qū)，12個保護(hù)區(qū)，12個保留區(qū)。具體劃分統(tǒng)計成果見表3。

表3 志丹縣地下水功能區(qū)劃分統(tǒng)計表

6 結(jié)論

志丹縣地下水功能區(qū)劃分按水文地質(zhì)單元套各鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政邊界進(jìn)行分區(qū)，并統(tǒng)籌考慮志丹縣地下水資源及其開發(fā)利用狀況、區(qū)域生態(tài)與環(huán)境保護(hù)要求，合理確定其主導(dǎo)功能，以主導(dǎo)功能劃分地下水功能區(qū)，確定不同功能區(qū)的保護(hù)目標(biāo)和保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，可對類似區(qū)域地下水功能區(qū)劃分提供借鑒。