內(nèi)蒙古包頭市地下水資源開發(fā)利用問題及對策探討

張春明

(內(nèi)蒙古自治區(qū)煤炭建設(shè)生態(tài)環(huán)境研究院有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020)

目前水資源開發(fā)利用引發(fā)的環(huán)境問題日趨嚴(yán)重。在水資源的開發(fā)利用問題及對策方面，國內(nèi)不少專家學(xué)者對此從不同的角度、學(xué)科進(jìn)行了有效的探討和研究，取得了不少學(xué)術(shù)成果[1-4]。包頭市是全國嚴(yán)重缺水城市[5]，近二十年來經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人口不斷增長，對水資源的需求量日益增加，特別是對地下水的需求更為突出。地下水是該市城市、工礦企業(yè)及農(nóng)牧業(yè)發(fā)展的主要供水水源。區(qū)域地下水位逐年下降、超采區(qū)范圍不斷擴(kuò)大，引發(fā)地面沉降等地質(zhì)環(huán)境問題有所顯現(xiàn)，地下水可持續(xù)利用面臨嚴(yán)重威脅[6]。文章指出包頭水資源開發(fā)利用中存在的問題，并提出相適應(yīng)的合理對策，以期為今后水資源的合理利用研究提供技術(shù)參考。

1 地下水資源開發(fā)利用情況

包頭市大規(guī)模集中開發(fā)利用地下水資源始于20世紀(jì)60年代，山前傾斜平原和黃河沖積平原地下水始終是城鄉(xiāng)生活及工農(nóng)生產(chǎn)的主要水源。隨著城市發(fā)展和園區(qū)建設(shè)，中心城區(qū)的開采井?dāng)?shù)量逐漸減少，城區(qū)外圍開采井逐漸增多。現(xiàn)開采井總計有4 050眼。其中工業(yè)用水井251眼，農(nóng)灌井3 347眼，鄉(xiāng)村生活用水井約285眼，城鎮(zhèn)生活供水井166眼，九原供水站水源地2個水源地9眼井、包頭市鐵路自備1個水源地5眼井、包鋼集團(tuán)公司自備1個水源地6眼井、其余自備井146眼。城鄉(xiāng)生活和工業(yè)用水主要開采100m以深的承壓水，農(nóng)灌井主要開采50m左右的潛水。地下水總開采量為20 195×104m3，其中潛水開采量7 526×104m3，占總開采量的37.27%，承壓水12 669×104m3，占總開采量的62.73%。

2 地下水資源開發(fā)利用問題

2.1 地下水超采、水位下降問題

包頭市在20世紀(jì)90年代中期至今山前傾斜平原東部八拜扇、阿扇，潛水集中超強(qiáng)度人工開采，形成小型潛水開采漏斗。目前，潛水開采漏斗位于包頭鋁業(yè)集團(tuán)駐地毛其來地區(qū)，開采漏斗面積30.50km2～37.40km2，水位埋深9.81m～14.24m。2006年以來漏斗面積變化不大，開采漏斗中心位置保持穩(wěn)定。潛水歷年開采量有所不同，漏斗中心水位埋深與分布面積相對變化微弱。開采漏斗形成后襲奪增加黃河水補(bǔ)給。若適當(dāng)控制、計劃開采，毛其來地區(qū)開采漏斗將趨于穩(wěn)定。研究區(qū)承壓水大量開采始于20世紀(jì)70年代初期，且開采量與日俱增，到90年代初已形成承壓水開采漏斗區(qū)面積達(dá)252.4km2，年均水位下降幅度達(dá)1.2m。2015年，承壓水開采漏斗面積擴(kuò)增至537.24km2，漏斗中心水位埋深37.88m～47.11m，開采漏斗中心位置較穩(wěn)定，均在萬興公地區(qū)(包頭希望鋁業(yè)集團(tuán))。開采漏斗中心水位埋深連續(xù)下降，10年間水位埋深增大9.23m，年均增深0.92m。近幾年來包頭市水務(wù)部門出臺相關(guān)政策控制超采，略有效果，然而開采漏斗范圍總體上仍趨擴(kuò)大態(tài)勢。

2.2 地面沉降問題

已有研究表明，包頭市地面沉降呈緩慢性沉降趨勢，沉降速率主要集中在5mm/a～10mm/a之間，沉降速率大于20mm/a的區(qū)域呈大量的點(diǎn)狀分布。包頭市存在4處地面沉降集中區(qū)，即竇家梁沉降區(qū)、賈家圪旦沉降區(qū)、哈業(yè)腦包沉降區(qū)和烏蘭計八村沉降區(qū)，其中竇家梁沉降區(qū)平均沉降速率最大，為38.4mm/a，而賈家圪旦沉降區(qū)面積最大，為17.76km2[7]。

3 對策建議

3.1 水資源管理行政措施

以地下水系統(tǒng)(或水文地質(zhì)單元)為單位，進(jìn)行區(qū)域地表水、地下水資源統(tǒng)一評價；統(tǒng)籌兼顧處理供、排水問題，制定統(tǒng)一的水資源調(diào)度開發(fā)方案；實行地表水、地下水、礦山排水及供水聯(lián)合調(diào)度；從涉水項目規(guī)劃審批(如大型景觀河或露天水世界嬉水項目)，到區(qū)分地區(qū)、季節(jié)、行業(yè)不同等級定額的征稅收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，再到所引發(fā)環(huán)境地質(zhì)問題防治，建立統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的水資源管理體系。

建立地下水取用水總量控制和水位控制“雙控制制度”，劃定和明確地下水禁采區(qū)與限采區(qū)范圍。采用工程措施與非工程措施并舉，通過總量控制，壓采減量、高效節(jié)水、水源置換、調(diào)整開采井布局及封閉自備井、調(diào)整農(nóng)灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)等，同時輔以經(jīng)濟(jì)杠桿，加大水資源費(fèi)征收力度，促進(jìn)地下水壓采力度，實現(xiàn)采補(bǔ)平衡。以地下水承載能力為剛性約束，以保障供水安全和生態(tài)安全為目標(biāo)，有效保護(hù)地下水資源。

3.2 水資源管理技術(shù)措施

3.2.1 增加水資源補(bǔ)給量。①貫徹實施山水林田湖草系統(tǒng)性生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程，充分發(fā)揮自然要素自我調(diào)節(jié)恢復(fù)的功能，增強(qiáng)水分滲入和水土涵養(yǎng)能力，加大地表水和地下水儲水調(diào)蓄能力。②加強(qiáng)雨水收集和再生水利用。建設(shè)海綿城市，運(yùn)用生態(tài)學(xué)補(bǔ)償原理，通過屋面集水，人行道使用“透水磚”等滲水材料等技術(shù)，減小城市地面無效徑流，增加城市地下水補(bǔ)給量。建議采用有效措施推進(jìn)污水處理廠提標(biāo)改造進(jìn)程，加大污水收集率和再生水利用率，建立再生水管網(wǎng)，提高再生水利用率，推進(jìn)區(qū)域水循環(huán)利用工程建設(shè)，工業(yè)生產(chǎn)、城市綠化、道路清掃、車輛沖洗、建筑施工以及生態(tài)景觀等用水，要優(yōu)先使用再生水。③地下水資源的人工補(bǔ)給。包頭地區(qū)含水層產(chǎn)狀較平緩，分布面積較廣，具一定的厚度和空隙度(含水層巖性均為含卵砂礫石、中粗砂)，其可利用容積、埋藏深度、導(dǎo)水和儲水性能及排泄條件較適宜。同時北部大青山發(fā)育的哈德門溝、昆都侖河、五當(dāng)溝、水澗溝、美岱溝等大小76條河溝，由北向南匯入黃河，五大溝系多年平均徑流量為1.17億m3。根據(jù)溝谷分布位置范圍和水文地質(zhì)條件，擇佳作為人工補(bǔ)給水源，通過建設(shè)配套工程在豐水期把多余的地表水或外流的地下水儲存于地下，提高含水層的儲水能力和增加供水量、增加水源地總水資源量。

3.2.2 壓縮地下水開采量。①限制水井水位降深、開采量、開采時間、井間距離等規(guī)定，把水源地開采量壓縮到地下水補(bǔ)給量允許范圍內(nèi)。調(diào)整開采布局：采取減小水井密度、擴(kuò)大開采區(qū)或開采層位；調(diào)整開采層次：對厚大含水層或多層含水層，可實施分段或分層取水方案。②實行水資源進(jìn)行分質(zhì)分類開發(fā)利用，分質(zhì)供水，優(yōu)質(zhì)優(yōu)用，地下水僅作為飲用，工業(yè)用水多利用地表水，加強(qiáng)中水利用，推廣循環(huán)利用技術(shù)。

3.3 地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測措施

完善地下水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，做好地下水環(huán)境監(jiān)測預(yù)警預(yù)報工作，保障用水安全，為地下水合理開發(fā)利用和保護(hù)提供支撐。啟動呼包地面沉降監(jiān)測網(wǎng)建設(shè)，通過開展地面沉降監(jiān)測站標(biāo)組、GPS網(wǎng)、水準(zhǔn)網(wǎng)、InSAR監(jiān)測網(wǎng)等多手段組合的地面沉降監(jiān)測網(wǎng)建設(shè)，對地面沉降區(qū)、地下水超采區(qū)、軟弱土層埋藏區(qū)、重大工程建設(shè)區(qū)、重要線路工程區(qū)等實現(xiàn)準(zhǔn)確、全面、實效的地面形變監(jiān)測，為政府決策和地方總體規(guī)劃提供基礎(chǔ)支撐，為城市安全和經(jīng)濟(jì)社會持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。

4 結(jié)束語

明確包頭市地下水開發(fā)利用情況，查找分析包頭市由于地下水開發(fā)利用所引發(fā)的地質(zhì)環(huán)境問題，并提出具體、有效的對策和建議，為優(yōu)化配置、科學(xué)管理地下水資源，防治地質(zhì)災(zāi)害，保護(hù)地質(zhì)環(huán)境提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，為水資源可持續(xù)利用和國家重大戰(zhàn)略決策提供基礎(chǔ)支撐，具有十分重要的意義。