山西省廣靈縣水神堂域水資源開(kāi)發(fā)利用分析與研究

馮亞輝，李書(shū)友

(1.中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，天津 300202；2.南水北調(diào)中線實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司，北京 100176)

廣靈縣位于山西省東北部高原邊緣、恒山東麓、大同市境東南，為山西省東北門(mén)戶(hù)，地理坐標(biāo)介于東經(jīng)113°51′～114°24′，北緯39°35′～39°56′之間。東與河北省蔚縣相望，北與陽(yáng)高縣、河北省陽(yáng)原縣接壤，西和渾源縣交界，南與靈丘縣毗鄰?？h境南北寬36 km，東西長(zhǎng)48 km，總面積1 283 km2。

水神堂泉域位于廣靈縣境北半部，泉域總面積518 km2，占縣境轄區(qū)面積的40%。泉域主要包括出露于縣城南部的枕頭泉、百步坑泉、水神堂泉，出露于作疃鄉(xiāng)西北部海坡山前的作疃泉、華山泉，出露于莎泉鄉(xiāng)西部堂坡山前的莎泉，出露于斗泉鄉(xiāng)西北部桃子梁半山腰的一斗泉。

近年廣靈縣及水神堂泉域地下水位持續(xù)下降，泉水出流量較2000年以前衰減近一半，水資源保護(hù)問(wèn)題日益突出。

1 水資源開(kāi)發(fā)情況

1.1 水資源量

廣靈縣地下水資源量分三部分進(jìn)行計(jì)算，分別是一般山丘區(qū)、山間河谷盆地及巖溶山區(qū)，廣靈縣國(guó)土總面積1 207 km2，其中一般山區(qū)面積662 km2，巖溶山區(qū)面積148 km2，山間河谷盆地397 km2；水神堂泉域面積518 km2，其中巖溶山區(qū)面積148 km2，一般山區(qū)面積370 km2。廣靈縣多年平均地下水資源量為5 262萬(wàn) m3/a；水神堂泉域多年平均巖溶水資源量為1 187萬(wàn) m3/a；一般山丘區(qū)裂隙孔隙水量為863.4萬(wàn) m3/a，泉域地下水資源量2 050.4萬(wàn) m3/a。

1.2 供水設(shè)施

廣靈縣及泉域范圍內(nèi)的供水設(shè)施按工程類(lèi)型劃分，主要有蓄水工程、提水工程、引水工程、水井工程四大類(lèi)；按水源劃分，主要為地表水供水水源和地下水(孔隙水和巖溶水)供水水源。泉域巖溶水的開(kāi)發(fā)利用形式主要有兩種，即在泉水出流區(qū)建設(shè)提引水工程直接取水與在泉域內(nèi)鑿井取水。

截止2018年，廣靈縣共建成各類(lèi)水利工程3724處，其中小(Ⅰ)型水庫(kù)4座，小(Ⅰ)型水庫(kù)2座，塘壩43座，窯池2處，泵站25座，機(jī)電井3648眼。

1.2.1 蓄水工程

廣靈縣共建成水庫(kù)6座，塘壩43座，窯池2處。水庫(kù)總庫(kù)容1 926.4萬(wàn) m3，興利庫(kù)容718萬(wàn) m3，其中：小(1)型水庫(kù)4座，總庫(kù)容1 768萬(wàn) m3，小(2)型水庫(kù)3座，總庫(kù)容148.4萬(wàn) m3。

水神堂泉域范圍內(nèi)共建有水庫(kù)5座，總庫(kù)容1 246萬(wàn) m3，塘壩37座，總庫(kù)容39.8萬(wàn) m3。

1.2.2 引、提水和水井工程

廣靈縣共建有泵站25座，其中小(1)型泵站10座，小(2)型泵站15處；機(jī)電井3 648眼(全部為淺層地下水井)，其中規(guī)模以上561眼，規(guī)模以下3 087眼，灌溉機(jī)電井490眼，已全部配套。

水神堂泉域范圍內(nèi)共有引提水工程17處，泉口引提水工程3處，分別為水神堂揚(yáng)水站、廣益灌溉管理站和下河灣揚(yáng)水站；機(jī)電井265眼，其中工業(yè)水井24眼，農(nóng)業(yè)灌溉井193眼，生活用水井48眼(城鎮(zhèn)居民供水井6眼，農(nóng)村供水井42眼)。

1.3 供水量

根據(jù)大同市2018年水資源公報(bào)統(tǒng)計(jì)，廣靈縣水利工程供水量為4 713萬(wàn) m3，其中地表水源供水量為2 163萬(wàn) m3，占總供水量的45.9%；地下水源供水量2 514萬(wàn) m3，占總供水量的53.3%；中水回用量36萬(wàn) m3，占總水量的0.8%。

水神堂泉域范圍內(nèi)，供水量為2 019萬(wàn) m3，其中機(jī)井工程供水量1 710萬(wàn) m3，揚(yáng)水站供水量309萬(wàn) m3。

2 水資源利用情況

2018年廣靈縣用水總量為4 713萬(wàn) m3。其中農(nóng)業(yè)用水4 105萬(wàn) m3(其中農(nóng)田灌溉4 105萬(wàn) m3，占農(nóng)業(yè)用水的92.4%)，占總用水量的87.1%；工業(yè)用水量235萬(wàn) m3，占總用水量的5.0%；生活(包括城鎮(zhèn)公共)用水量348萬(wàn) m3，占總用水量7.4%，其中城鎮(zhèn)生活用水量112萬(wàn) m3，農(nóng)村生活用水量236萬(wàn) m3；生態(tài)環(huán)境用水量25萬(wàn) m3，占總用水量的0.5%。

2018年水神堂泉域范圍內(nèi)，用水總量為2 019萬(wàn) m3，其中農(nóng)業(yè)用水量1 419萬(wàn) m3，占用水總量的70.3%；工業(yè)用水量235萬(wàn) m3，占用水總量的11.6%；生活用水量348萬(wàn) m3，占用水總量的17.2%；生態(tài)環(huán)境用水量17萬(wàn) m3，占取水總量的0.8%。

2018年廣靈縣和水神堂泉域范圍內(nèi)用水量見(jiàn)表1，用水結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1和圖2。

表1 廣靈縣和水神堂泉域范圍內(nèi)用水量

圖1 廣靈縣2018年用水結(jié)構(gòu)示意圖 圖2 水神堂泉域2018年各行業(yè)用水量示意圖

3 用水水平分析

根據(jù)廣靈縣社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況和現(xiàn)狀年用水量調(diào)查統(tǒng)計(jì)成果，計(jì)算廣靈縣各用水指標(biāo)。經(jīng)計(jì)算，泉域現(xiàn)狀年人均綜合用水量255 m3，高于大同市(183 m3)和山西省(200 m3)，約為全國(guó)平均水平(432 m3)的60%；城鎮(zhèn)居民生活用水定額為88 L/人·天，與大同市(88 L/人·天)持平，低于山西省(95 L/人·天)和全國(guó)平均水平(139 L/人·天)，農(nóng)村居民生活用水定額為43 L/人·天，低于大同市(69 L/人·天)、山西省(61 L/人·天)，不足全國(guó)平均水平(89 L/人·天)的一半；畝均灌溉定額為154 m3，與大同市(164 m3)基本持平，不足全國(guó)平均水平(365 m3)的一半；工業(yè)增加值用水量為35 m3/萬(wàn)元，與山西省(44 m3/萬(wàn)元)和全國(guó)平均水平(41 m3/萬(wàn)元)相差不大。

水神堂泉域用水效率與大同市、山西省和全國(guó)平均對(duì)比見(jiàn)表2和圖3。

表2 水神堂泉域用水效率對(duì)比表

圖3 水神堂泉域用水效率對(duì)比意圖

4 水資源保護(hù)面臨的形勢(shì)分析

4.1 泉水流量持續(xù)衰減

目前，水神堂泉域除位于集中排泄帶的水神堂泉、百步坑泉尚有出流，其它泉眼均已斷流。據(jù)1987年開(kāi)始進(jìn)行水神堂泉水監(jiān)測(cè)至今的資料顯示，監(jiān)測(cè)初期泉水流量0.5 m3/s左右，現(xiàn)在已減少為0.2 m3/s左右，2001-2019年較1987-2001年共減少46.9%。2011年7月，泉水流量為0.091 m3/s，2012年7月，泉水流量?jī)H為0.009 m3/s，水神堂泉衰減趨勢(shì)顯著。在灌溉取水量較大的夏季，泉水流量的減少更為明顯。

4.2 用水結(jié)構(gòu)不盡合理

現(xiàn)狀年，泉域內(nèi)雙水源供水保障體系尚未全面建成，且水源結(jié)構(gòu)較為單一，地下水占比太高。農(nóng)業(yè)、部分工業(yè)用水甚至高耗水企業(yè)仍以地下水為主。2018年底，廣靈縣農(nóng)業(yè)實(shí)際灌溉面積達(dá)到28.0萬(wàn)畝，比2008年的20.4萬(wàn)畝增加7.6萬(wàn)畝，主要是井灌區(qū)；農(nóng)業(yè)用水3 624萬(wàn) m3，占總用水量的85%。大量開(kāi)采地下水導(dǎo)致水神堂泉、枕頭河泉流量逐年下降，作疃泉、百坑泉、沙泉、華山泉、長(zhǎng)江峪泉、直峪泉、白羊峪泉等泉水逐漸斷流。

4.3 水資源浪費(fèi)依然存在

泉域內(nèi)農(nóng)業(yè)節(jié)水設(shè)施落后，農(nóng)業(yè)灌區(qū)工程配套不完善，灌溉渠系有效利用系數(shù)較低，田面標(biāo)準(zhǔn)不高，配套不完善，維修更新不及時(shí)，存在大水漫灌現(xiàn)象，難以適應(yīng)水資源高效利用的要求。工業(yè)及城市生活部分輸水主管網(wǎng)年久失修，用水跑、冒、滴、漏現(xiàn)象普遍存在，水資源重復(fù)利用率較低；老舊住宅小區(qū)在建設(shè)二次加壓設(shè)施和二次供水管網(wǎng)時(shí)，設(shè)計(jì)、材質(zhì)、施工標(biāo)準(zhǔn)較低，導(dǎo)致小區(qū)居民用水壓力不足，跑冒滴漏現(xiàn)象更為嚴(yán)重，水資源浪費(fèi)現(xiàn)象依然存在。

4.4 管理制度體系尚未建全

地下水監(jiān)管能力不足，覆蓋泉域內(nèi)的地下水監(jiān)測(cè)體系尚未完全建立，部分農(nóng)業(yè)灌溉水井尚未實(shí)現(xiàn)用水監(jiān)測(cè)計(jì)量。地下水管理制度體系尚不健全，專(zhuān)門(mén)的地下水管理?xiàng)l例尚未出臺(tái)，管理人員缺乏，監(jiān)管能力不足，關(guān)井壓采工作面臨一定困難。有利于地下水壓采的創(chuàng)新性管理機(jī)制體制尚需建立。

4.5 節(jié)水型社會(huì)建設(shè)

節(jié)水型社會(huì)建設(shè)需要以涉水事務(wù)一體化管理體制為保障。節(jié)水責(zé)任主體還有待進(jìn)一步明確，考核、監(jiān)督和懲罰措施力度有待加強(qiáng)，相關(guān)部門(mén)未形成有效合力。水資源高效利用的工程技術(shù)體系還不完善，先進(jìn)實(shí)用的高效節(jié)水技術(shù)開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用力度還不夠，節(jié)水工程設(shè)施建設(shè)嚴(yán)重滯后。

4.6 水資源循環(huán)、配置亟待完善

廣靈縣及水神堂泉域尚未建設(shè)跨流域調(diào)水工程，流域內(nèi)也未建立長(zhǎng)效的水系循環(huán)、連通機(jī)制，水資源配置有待完善。

5 水資源保護(hù)措施

水神堂泉是廣靈縣的主要供水水源之一，對(duì)于水神堂泉域水資源的保護(hù)，各級(jí)人民政府與水行政主管部門(mén)始終給予高度重視，相關(guān)部門(mén)與單位做了大量的勘探研究工作，尤其是廣靈縣水務(wù)局，多年來(lái)在泉域水資源法制建設(shè)、泉域水資源開(kāi)發(fā)利用狀況、水污染及水環(huán)境質(zhì)量狀況以及水資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與管理保護(hù)等方面做了大量卓有成效的工作，為地下水水位下降控制、地下水水質(zhì)保護(hù)，以及水生態(tài)環(huán)境恢復(fù)等方面起到了重要作用。為進(jìn)一步維護(hù)泉域水量、水質(zhì)、水生態(tài)的功能與資源屬性，針對(duì)泉域水資源開(kāi)發(fā)利用存在的問(wèn)題，對(duì)泉域水資源保護(hù)提出以下措施。

5.1 大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水

針對(duì)泉域農(nóng)業(yè)灌溉大量開(kāi)采地下水的情況，應(yīng)加強(qiáng)農(nóng)業(yè)節(jié)水，在現(xiàn)行的土地政策和水資源利用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，考慮自然條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長(zhǎng)的需要，在生態(tài)環(huán)境承載量范圍之內(nèi)，對(duì)灌區(qū)的水資源進(jìn)行合理配置和總體規(guī)劃，推行高效經(jīng)濟(jì)的節(jié)水設(shè)備，同時(shí)對(duì)灌區(qū)陳舊設(shè)備和工藝進(jìn)行改造和革新，達(dá)到節(jié)水效果的同時(shí)，保證產(chǎn)量和效益的雙豐收。在有條件的地方適當(dāng)發(fā)展低壓管道輸水灌溉、噴灌、微灌等先進(jìn)節(jié)水技術(shù)。完善農(nóng)灌供水計(jì)量設(shè)施，提高渠系利用系數(shù)。

5.2 實(shí)施關(guān)井壓采

在滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需水要求的前提下，對(duì)現(xiàn)有開(kāi)采井實(shí)施關(guān)井壓采的措施。在關(guān)井壓采過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合大同市超采區(qū)綜合治理工程的要求，制定水神堂泉域地下水控制開(kāi)采規(guī)劃和治理目標(biāo)，嚴(yán)格控制和壓減地下水開(kāi)采量。充分利用區(qū)外調(diào)水、當(dāng)?shù)氐乇硭爸兴?，并綜合考慮農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、城市用水、環(huán)境用水及生態(tài)用水的需求，合理配置水資源，實(shí)施水源置換。

5.3 加強(qiáng)非常規(guī)水源的利用

為推進(jìn)污水收集、處理及回用，應(yīng)優(yōu)先完善現(xiàn)有污水處理設(shè)施，提高現(xiàn)有污水處理廠的水質(zhì)處理水平，推進(jìn)已建污水處理廠廢污水收集管網(wǎng)配套建設(shè)以及提標(biāo)改造的規(guī)劃建設(shè)內(nèi)容盡快實(shí)施。新建污水處理廠應(yīng)同步配套完善相應(yīng)的收集管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)污水回收全覆蓋。提高中水回用水平，泉域內(nèi)所有生活污水經(jīng)管道集中匯入污水處理廠進(jìn)行處理，達(dá)到農(nóng)業(yè)灌溉標(biāo)準(zhǔn)后，可回用于農(nóng)業(yè)灌溉使用或生態(tài)景觀用水，以減少地下水開(kāi)采量，增加非常規(guī)水源的利用。

結(jié)合廣靈縣鄉(xiāng)村建設(shè)規(guī)劃，在重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)污水集中處理設(shè)施，鄉(xiāng)鎮(zhèn)與村莊采取分散獨(dú)立的污水處理模式，所產(chǎn)生的污水，原則上經(jīng)各自管渠系統(tǒng)收集后，進(jìn)入各自規(guī)劃的污水集中處理設(shè)施，經(jīng)統(tǒng)一處理后盡量回用。

5.4 實(shí)施補(bǔ)源工程

加強(qiáng)泉域內(nèi)生態(tài)環(huán)境建設(shè)，實(shí)施坡耕地退耕還林還草，形成山、水、田、林、湖綜合治理模式，以涵養(yǎng)水土，增加大氣降水入滲量；泉域灰?guī)r裸露補(bǔ)給區(qū)選擇有利地質(zhì)地貌條件，因地制宜地建設(shè)一批水利工程，充分?jǐn)r蓄洪水和小泉、小水，減少地表水外流量，增加對(duì)地下水的補(bǔ)給量等；在泉域徑流區(qū)內(nèi)，修建必要的回灌工程，補(bǔ)充地下水資源；加強(qiáng)植被建設(shè)，既可增加降水入滲時(shí)間，又可削減洪峰流量，改變徑流過(guò)程，為地表水向地下水轉(zhuǎn)化創(chuàng)造有利的條件，增加地下水的補(bǔ)給量，從而保護(hù)泉域水資源。

5.5 加大泉域水環(huán)境治理力度

開(kāi)展泉域污染源調(diào)查，根據(jù)調(diào)查結(jié)果開(kāi)展針對(duì)性的水環(huán)境治理工作；加強(qiáng)城市污水集中處理，規(guī)范企業(yè)入河排污口審批，加大水行政巡查處罰力度專(zhuān)項(xiàng)治理活動(dòng)，特別是重點(diǎn)保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)排污口的控制；應(yīng)加快實(shí)施鄉(xiāng)村污水治理工程，污水能夠接入縣政污水管集中處理時(shí)，應(yīng)接入縣政污水管網(wǎng)；規(guī)模較大(常住人口大于100人)、居住相對(duì)集中、經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的村，宜建設(shè)污水排水管網(wǎng)和集中污水處理設(shè)施，污水通過(guò)處理達(dá)標(biāo)后排放或回用；規(guī)模較小(常住人口小于100人)、居住分散、地形條件較復(fù)雜的村及分散的農(nóng)戶(hù)等，應(yīng)采用分散處理技術(shù)，污水達(dá)標(biāo)排放或回用。

5.6 加強(qiáng)監(jiān)控信息系統(tǒng)建設(shè)

根據(jù)水神堂泉域水資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀調(diào)查分析結(jié)果，針對(duì)目前泉域水資源監(jiān)測(cè)網(wǎng)站點(diǎn)布設(shè)中存在的問(wèn)題，水神堂泉域需完善地下水水位監(jiān)測(cè)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)，入河排污口的水質(zhì)、水量監(jiān)測(cè)，以全面提升泉域的水資源、水環(huán)境監(jiān)控、預(yù)警和管理能力。

(1)加強(qiáng)水神堂泉域地下水水位、水質(zhì)監(jiān)測(cè)監(jiān)控，對(duì)泉域內(nèi)的地下水水位、水質(zhì)實(shí)施全面監(jiān)測(cè)，填補(bǔ)泉域地下水監(jiān)測(cè)的不足，全面、合理布設(shè)泉域地下水水位、水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可采用農(nóng)村供水井、水源地水井等原有地下水井，安裝水量、水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，按照《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范(SL219—98)》等相關(guān)要求定期實(shí)施監(jiān)測(cè)；建立泉域地下水動(dòng)態(tài)信息監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)上傳流量、水位、水質(zhì)等監(jiān)測(cè)信息，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)泉域水資源、水環(huán)境存在的問(wèn)題，并為進(jìn)一步開(kāi)展泉域水資源、水環(huán)境的統(tǒng)一管理和保護(hù)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

(2)增加對(duì)重點(diǎn)企業(yè)排水量、排水水質(zhì)監(jiān)測(cè)，并建設(shè)水污染意外事故報(bào)警系統(tǒng)，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、處理問(wèn)題，以便將水環(huán)境受到的污染降到最小。

5.7 加強(qiáng)泉域水資源開(kāi)發(fā)利用的管理

對(duì)泉域內(nèi)的水井逐一登記、填表、發(fā)放取水許可證，限定用水指標(biāo)，對(duì)開(kāi)發(fā)利用不合理的用水戶(hù)按水資源管理?xiàng)l例的有關(guān)規(guī)定及時(shí)調(diào)整，必要時(shí)停采或限采；按照《山西省泉域水資源保護(hù)條例》的規(guī)定，禁止新建、改建和擴(kuò)建與供水設(shè)施和保護(hù)水源無(wú)關(guān)的建設(shè)項(xiàng)目；在泉域范圍內(nèi)的企業(yè)，必須根據(jù)取水許可管理的有關(guān)規(guī)定，編制水資源論證報(bào)告和水環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告，依法辦理取水許可相關(guān)審批手續(xù)，并接受當(dāng)?shù)厮姓鞴懿块T(mén)及泉域管理部門(mén)的監(jiān)督管理；嚴(yán)格限制泉域內(nèi)擅自挖泉、截流和鑿井，凡興建取水工程的單位和個(gè)人都必須提出申請(qǐng)后，報(bào)上級(jí)審查批準(zhǔn)后方可施工，以保證泉口的基本流量。

6 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)廣靈縣及泉域水資源面臨的嚴(yán)峻形勢(shì)，建議全面開(kāi)展泉域水生態(tài)修復(fù)和保護(hù)。通過(guò)工程措施與非工程措施相結(jié)合的方式，強(qiáng)化水資源保護(hù)，依法實(shí)施泉域水資源的科學(xué)調(diào)度、合理開(kāi)發(fā)與保護(hù)，在維護(hù)泉域水資源自然功能和改善生態(tài)環(huán)境的前提下，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，保障縣域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。