巨野縣地下水超采區(qū)綜合治理措施及成效分析

林紅英

(菏澤市引黃灌溉工程管理服務(wù)中心，山東 菏澤 274000)

巨野縣的水資源供給主要依賴于地下水，根據(jù)多年以來(lái)的數(shù)據(jù)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，地下水提供的平均供水量超過(guò)巨野縣水供應(yīng)總量的60%，顯然，巨野縣若想達(dá)到經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速、可持續(xù)發(fā)展，地下水的穩(wěn)定、高質(zhì)量供應(yīng)在這一過(guò)程中是不可或缺的。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口不斷增加的現(xiàn)實(shí)情況下，用水需求量增速也大幅增加，人們對(duì)水資源的大量需求使地下水遭到了過(guò)度的開(kāi)發(fā)和利用，多個(gè)地區(qū)出現(xiàn)了不同程度的地下水超采情況，這使得地下水水位不斷下降、含水層含水量逐漸減少、地面發(fā)生下沉、水質(zhì)受到污染等問(wèn)題不斷涌現(xiàn)出來(lái)，生態(tài)環(huán)境惡化，居民生活用水緊張，農(nóng)業(yè)用水困難等問(wèn)題也隨之而來(lái)，這對(duì)于巨野縣經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)健康發(fā)展顯然是極度不利的。因此，綜合整治地下水超采，提高地下水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，間接增加水資源的地下儲(chǔ)量，對(duì)保障巨野縣日常用水和應(yīng)急供水，實(shí)現(xiàn)地下水的可持續(xù)利用，是十分有利的[1]。

1 地下水資源開(kāi)發(fā)與利用情況

1.1 水文地質(zhì)條件

巨野縣屬于河湖剝蝕沉積堆積成因類型。據(jù)1975年至2007年長(zhǎng)觀井資料，全縣多年平均地下水位38.68 m，平均埋深2.52 m，最大埋深3.70 m，最小埋深1.85 m，年變幅1.85 m。

巨野縣地下水垂向分布有兩種形式：上咸下淡的二層結(jié)構(gòu)及上淡、中咸、下淡的三層結(jié)構(gòu)。三層結(jié)構(gòu)的上、中、下三部分為河流流水型，湖水類型為大陸性咸水型，山前沖積淡水型。巨野縣境內(nèi)屬淺層淡水貧水區(qū)，砂層較薄，沉積顆粒較細(xì)，富水性較差。在淺層淡水層以上，粘泥裂隙較為發(fā)育，水量也較豐富。深水埋藏較深，不利于開(kāi)發(fā)利用。

巨野縣易開(kāi)發(fā)的深層淡水主要分布在東部、南部和西部鎮(zhèn)區(qū)，占全縣總面積的40%，一般埋深在400～500 m左右，氟化物超標(biāo)。東部可開(kāi)采深層巖溶水，單井出水量50～70 m3/h，水質(zhì)良好但開(kāi)發(fā)不易。南部和西部深層淡水埋深300～400 m，單井出水量50 m3/h，含氟量略高，大約在2.0～2.8 mg/L之間，安裝除氟設(shè)備進(jìn)行處理，處理達(dá)標(biāo)后滿足飲用水要求。北部鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)為咸水資源區(qū)，無(wú)可飲用的深層淡水資源，目前只能依靠水庫(kù)供水。

全縣地下水化學(xué)類型主要為重碳酸鹽類，占總面積的60.5%，其次是硫酸鹽類，占23.8%，第三為氯化物鹽類，占15.7%，各類型占比見(jiàn)圖1。地下水酸堿度在6.4～7.3之間。地下水總硬度在111～820 mg/L之間，符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)(≦250 mg/L)的面積為238 km2，僅占總面積的18.8%；地下水礦化度在0.23～0.50 g/L之間，其中0.23 g/L2.0 g/L的面積為1 251 km2，占總面積的95.6%，巨野縣地下水大部分為苦咸水。

圖1 巨野縣地下水化學(xué)類型占比圖

1.2 地下水開(kāi)發(fā)利用情況

巨野縣開(kāi)發(fā)利用地下水由來(lái)已久。自1958年就開(kāi)始利用機(jī)井。2016年巨野縣規(guī)模以上機(jī)電井14 044眼。在巨野縣范圍內(nèi)，深層承壓水開(kāi)采井的數(shù)量為34眼，這里面的18眼是工業(yè)生產(chǎn)自備井，5眼是城鎮(zhèn)生活用水井，11眼是農(nóng)村生活用水井。

近幾年來(lái)，巨野縣對(duì)于地下水的實(shí)際多年平均開(kāi)采量為13 440萬(wàn) m3，而巨野縣地下水資源的總儲(chǔ)量高達(dá)19 648萬(wàn) m3，所以地下水的實(shí)際開(kāi)采系數(shù)是0.69，因此可見(jiàn)，巨野縣的地下水在開(kāi)采方面還存在有潛力。但是，因?yàn)榈叵滤_(kāi)采區(qū)域過(guò)于集中，導(dǎo)致地下水開(kāi)采程度區(qū)域分布不均勻，發(fā)展成多處的局部的超采。

巨野縣淺層地下水水質(zhì)普遍較差，深層地下水含氟量高，其開(kāi)發(fā)利用以實(shí)現(xiàn)地下水采補(bǔ)平衡為主要目標(biāo)，充分利用未超采區(qū)地下水，對(duì)超采區(qū)應(yīng)進(jìn)行回灌，在此基礎(chǔ)上預(yù)測(cè)不同水平年地下水可供水量2020年淺層地下水可開(kāi)采量為14 886萬(wàn)m3。

1.3 地下水超采狀況

1.3.1 超采區(qū)分布

地下水超采是指某時(shí)期內(nèi)地下水的開(kāi)采總量多于地下水可開(kāi)采總量，導(dǎo)致地下水位不斷降低，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境破壞加劇或環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的情況發(fā)生。目前巨野縣地下水超采類型多為深部和承壓水超采，由于“承壓深水開(kāi)采即超采”，所有深水礦區(qū)均應(yīng)劃為超采區(qū)。而巨野縣深層地下水的超采范圍為巨野縣全部，涉及15個(gè)鎮(zhèn)、2個(gè)辦事處、1個(gè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)，總面積1 308 km2。

1.3.2 地下水禁采區(qū)和限采區(qū)劃定情況

根據(jù)《山東省地下水勘查限制區(qū)和禁區(qū)劃定方案》，經(jīng)魯政字[2015]第30號(hào)批準(zhǔn)。地表水超采區(qū)范圍明確為一般超采區(qū)和嚴(yán)重超采區(qū)，承壓深水超采區(qū)總面積為43 408 km2，設(shè)計(jì)為禁區(qū)，巨野縣深水、承壓水超采總面積1 308 km2，劃為礦區(qū)。

1.3.3 地下水超采量

根據(jù)山東省地下水超采區(qū)評(píng)價(jià)結(jié)果，全省地下水超采量為63 786.97萬(wàn) m3/a，其中淺層孔隙水的超采量是18 240.67萬(wàn) m3/a，深層承壓水的超采量是45 546.30萬(wàn) m3/a。

巨野縣的深層承壓水開(kāi)發(fā)利用量可以依照行業(yè)進(jìn)行拆解：工業(yè)用水占19.10%，城鎮(zhèn)居民用水占26.56%，農(nóng)村居民用水占54.34%。巨野縣深層承壓水超采區(qū)超采井?dāng)?shù)及超采量見(jiàn)表1。

表1 巨野縣深層承壓水超采區(qū)超采井?dāng)?shù)及超采量

2 地下水超采的問(wèn)題分析

2.1 地下水位下降、含水層疏干、開(kāi)采條件惡化

顯然，超采區(qū)地下水位不斷降低會(huì)相應(yīng)使得淺層地下含水層變薄，這一情況的后果是使單井出水量變少，乃至機(jī)井徹底不能使用。舉例來(lái)說(shuō)，上世紀(jì)五十年代末六十年代初，正常情況下，營(yíng)里鎮(zhèn)機(jī)井出水量為50 m3/h左右，有時(shí)甚至達(dá)70 m3/h以上。上世紀(jì)七十年代，機(jī)井出水量為40～60 m3/h。但到了上世紀(jì)八十年代機(jī)井平均出水量?jī)H為30～40 m3/h。不僅如此，地下水位下降引起的機(jī)井運(yùn)行的油耗、電耗增加，大大提高了成本。

2.2 地面下沉和裂縫

魯西北平原廣大地區(qū)的深層承壓地下水中存在著淡水，但因?yàn)楦羲畬雍偷叵孪趟淖钃酰髿饨邓偷乇硭畬?duì)地下淡水儲(chǔ)量影響不大，因此不能得到供給，如果開(kāi)采，只有耗損，得不到補(bǔ)水的情況下會(huì)使得地下水位大量降低，引發(fā)地面下沉、塌陷和裂縫等災(zāi)害。

2.3 河流斷流

因?yàn)榈叵滤?、降水量減少、上游水利蓄水?dāng)r截等，該縣大部分地表河流干涸時(shí)段加長(zhǎng)。

2.4 地下水混層導(dǎo)致穿層污染

污染物以轉(zhuǎn)運(yùn)的形式從受污染的含水層或天然咸水層轉(zhuǎn)移到未受污染的含水層或天然淡水層。污染物通過(guò)整個(gè)內(nèi)層污染狂暴水和承壓水，地下水的開(kāi)采改變了轉(zhuǎn)運(yùn)方向，使未受污染的承壓水中的水流受到污染[2]。此外，地下水的過(guò)度開(kāi)采也帶來(lái)了嚴(yán)重的危險(xiǎn)，例如濕地的減少，湖泊干涸、地下水污染加劇等。

3 綜合治理地下水超采的措施

根據(jù)國(guó)家部署要求，主要目標(biāo)是徹底控制深層地下水的開(kāi)采，采取綜合措施，盡一切努力減少地下水的過(guò)度開(kāi)采，逐步實(shí)現(xiàn)地下水開(kāi)采補(bǔ)償與水資源可持續(xù)利用的平衡。

3.1 關(guān)停機(jī)井

加強(qiáng)水資源監(jiān)控，嚴(yán)管開(kāi)采取用，建設(shè)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，形成可持續(xù)發(fā)展和良性運(yùn)轉(zhuǎn)的長(zhǎng)效機(jī)制。根據(jù)《巨野縣地下水超采區(qū)綜合治理省級(jí)試點(diǎn)方案》，2016-2020年，全縣超采區(qū)封存?zhèn)溆蒙顚映袎核_(kāi)采井34眼，共壓減深層承壓水816.16萬(wàn) m3。這里面的18眼為工業(yè)生產(chǎn)用井，5眼是城鎮(zhèn)居民用水井，11眼是農(nóng)村居民用水井。深層承壓水開(kāi)采井并不做永久填埋處置。

3.2 高效節(jié)水灌溉

鼓勵(lì)微灌、噴灌和輔助氣體灌溉。2016-2020年，在沿江地區(qū)大力推進(jìn)渠道覆蓋、IC卡控制灌溉等大型高效節(jié)約用水灌溉項(xiàng)目，高效節(jié)水灌溉面積將增加13.16萬(wàn)畝；2021-2025年，高效灌溉面積和節(jié)水面積將增加11.28萬(wàn)畝，項(xiàng)目實(shí)施后，年節(jié)水總量達(dá)到56.4萬(wàn) m3。

表2 巨野縣高效節(jié)水灌溉工程規(guī)劃表

3.3 水源置換

堅(jiān)持“先外調(diào)、后本地水、先地表水、后地下水、先非常規(guī)水、后優(yōu)質(zhì)水”的水資源優(yōu)化配置原則，“四水”取代過(guò)量開(kāi)采的地下水。

3.3.1 雨洪資源利用工程

(1)要全力高效進(jìn)行新建平原水庫(kù)、河道閘壩攔蓄及河湖水系連通等工程的建設(shè)。按照《巨野縣雨洪資源利用規(guī)劃》，實(shí)施寶源湖水庫(kù)、麒麟湖水庫(kù)、齊山水庫(kù)、后山王水庫(kù)等水庫(kù)工程。

(2)根據(jù)全縣水資源條件、河流水系分布和工程布局特點(diǎn)，規(guī)劃清淤治理縣內(nèi)主要河流，加快水系連通工程建設(shè)。構(gòu)建設(shè)區(qū)域水網(wǎng)絡(luò)，以便在巨野進(jìn)行跨流域水的輸送。在城區(qū)內(nèi)對(duì)不同水體進(jìn)行連通，發(fā)展 “二庫(kù)四河”的城市水網(wǎng)。

(3)建設(shè)力拓門(mén)等少水源項(xiàng)目，解決農(nóng)業(yè)灌溉用水短缺問(wèn)題，對(duì)小流域和河道進(jìn)行徹底治理。

(4)建設(shè)汛期末防雨排澇工程,建設(shè)防雨排澇工程,通過(guò)垃圾井,垃圾池實(shí)現(xiàn)汛期末防雨排澇的目的,挖掘水爐和其他方法。

3.3.2 南水北調(diào)配套工程

南水北調(diào)東線一期工程巨野縣續(xù)建配套工程到2015年底前基本建設(shè)完成[3]。根據(jù)《南水北調(diào)東線一期工程山東省續(xù)建配套工程規(guī)劃》，巨野縣供水單元分水口在干線輸水期內(nèi)分水，其輸水時(shí)間為10月份至次年5月份，輸水時(shí)間共240 d，分配水量為7 500萬(wàn) m3。到2020年，麒麟湖水庫(kù)工程供水規(guī)模為4.67萬(wàn) m3/d，年供水量1 704.6萬(wàn) m3?？芍脫Q地下水超采量475.5萬(wàn) m3，其中淺層地下水149.55萬(wàn) m3，深層承壓水325.95萬(wàn) m3。

3.3.3 實(shí)施引黃供水提升工程

新建黃河調(diào)蓄水庫(kù)，提高黃河調(diào)蓄能力。根據(jù)《山東省雨洪資源利用規(guī)劃》，實(shí)施巨野縣寶源湖水庫(kù)等平原水庫(kù)建設(shè)工程，新增庫(kù)容537.63萬(wàn) m3，可置換地下水量231.74萬(wàn) m3，主要置換深層地下水。

3.3.4 積極推進(jìn)非常規(guī)水利用

一是推進(jìn)中水回用，積極發(fā)展城鄉(xiāng)污水處理和中水回用，為了提高廢水集中處理率和再生水再利用率，必須首先考慮將再生水用于工業(yè)生產(chǎn)、城市生態(tài)和生態(tài)景觀。符合再生水使用條件但未充分利用的食品和其他項(xiàng)目尚未獲得地下水使用的新批準(zhǔn)。該政策支持在礦區(qū)開(kāi)發(fā)和使用再生水。

二是加大井水利用力度，加強(qiáng)礦井排水利用，回收洗煤廢水，主動(dòng)考慮礦井水補(bǔ)充煤礦區(qū)用水，周邊地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)用水。

3.4 修復(fù)水源工程

3.4.1 發(fā)展人工回灌補(bǔ)源

蓄水井和蓄水池的施工采用疏浚井和蓄水池、平整邊坡和擴(kuò)大導(dǎo)流溝的方法，以最大限度地保留灌溉尾水和雨水徑流，補(bǔ)充地下水，確保水的安全。優(yōu)化調(diào)整門(mén)壩調(diào)度制度，完善運(yùn)行機(jī)制，確保河流生態(tài)基流。利用原有機(jī)井或新建回灌井，結(jié)合現(xiàn)有排水渠道，通過(guò)疏浚、擴(kuò)容等措施，擴(kuò)大入滲面，整合地下水。

3.4.2 加強(qiáng)濕地建設(shè)與保護(hù)

建立濕地保護(hù)名錄和濕地生態(tài)保護(hù)紅線，結(jié)束對(duì)濕地的占用，限期恢復(fù)占用的濕地；加強(qiáng)水源保護(hù)，加大退耕還林還草還草的力度。老洙水河建設(shè)等重點(diǎn)項(xiàng)目建成濕地生態(tài)保護(hù)區(qū)，實(shí)施了采礦塌陷區(qū)濕地處理和董官屯人工濕地水質(zhì)凈化，保護(hù)濕地15 002.5畝，恢復(fù)濕地9 101.5畝，到2020年，全縣濕地保護(hù)率將超過(guò)80%。

4 綜合治理成效分析

建立“全球利用、全球考慮、突出重點(diǎn)、先急后緩”的完整的地下水超采治理機(jī)制，通過(guò)一系列旨在實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用目標(biāo)的措施，控制和修復(fù)地下水過(guò)度開(kāi)采區(qū)域；高效節(jié)水工程實(shí)施后，年節(jié)水56.4萬(wàn) m3；支持南水北調(diào)工程的建設(shè)，可帶動(dòng)地下水超采475.5萬(wàn) m3；黃河供水現(xiàn)代化改造工程可替代地下水231.74萬(wàn) m3；保護(hù)濕地15 002.5畝，恢復(fù)濕地9 101.5畝，2020年全縣濕地保護(hù)率達(dá)到80%以上。堅(jiān)持“農(nóng)村供水城鎮(zhèn)化、城鄉(xiāng)供水一體化”的發(fā)展戰(zhàn)略，對(duì)農(nóng)村供水進(jìn)行整合、延伸、升級(jí)改造，形成三個(gè)供水區(qū)，構(gòu)建一體化供水網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)一縣一網(wǎng)、同水源、同管網(wǎng)、同水質(zhì)的大規(guī)模集中供水，解決全縣城鄉(xiāng)105萬(wàn)人的飲水安全問(wèn)題。