華北平原冀棗衡地下水超采漏斗典型區(qū)域水資源開發(fā)利用評價

尹新明

(河北省衡水水文勘測研究中心，河北 衡水 053000)

1 基本情況

景縣位于河北省東南部，衡水市東部、南運河西岸，四周與7縣市接壤，北臨阜城，南連故城，西接武邑，西南與棗強為鄰，東隔南運河與滄州市東光、吳橋相望，東南與山東省德州市接壤。景縣地處黑龍港流域，屬華北平原的一部分。區(qū)內(nèi)地勢平坦，西南地勢較高，向東及東北緩慢傾斜，海拔由25m降至14.1m，屬湖積、沖積平原地貌，主要分為平原、洼地和沙崗地。

2 水資源稟賦條件

景縣多年平均降水量536.2mm，多年平均地表水資源量373.0萬m3，并且時空分布不均，年內(nèi)約90%以上的地表水資源量集中在汛期，年際變幅也較大，難以充分利用。全縣境內(nèi)主要有18條縣級以上河道，其年際、年內(nèi)分配極不均勻，與當(dāng)?shù)貜搅髫S枯期基本同步，且來水主要為上游排放污水，近年來，由于堰閘控制和人為影響，不規(guī)則進水，加上平原地區(qū)缺乏大規(guī)模蓄水條件，限制了當(dāng)?shù)氐乇硭瓦^境水的利用。近年來，由于地表水資源和客水水資源的極度短缺，景縣的經(jīng)濟社會發(fā)展不得不依賴于地下水的長期超采，形成了全國最嚴重的“冀棗衡”地下水超采漏斗。

景縣小于2g·L-1的多年平均水資源總量為9161萬m3，按2017年統(tǒng)計公布的人口及耕地計算平均水資源量79.4m3·667m-2，人均水資源量170.1m3，人均水資源占有量為河北省平均水平的90%，不到全國平均水平的10%；每667m2占有水資源量僅為河北省平均水平的53%，不到全國平均水平的6%。由此可見，景縣為資源、水質(zhì)以及工程缺水區(qū)。

3 水資源開發(fā)利用程度

3.1 地表水開發(fā)利用程度分析

景縣自產(chǎn)地表水資源開發(fā)利用程度較低，其主要原因是地表水的時空分布不利于開發(fā)利用，平原區(qū)一般年份幾乎沒有自產(chǎn)徑流，豐水年份的徑流量亦僅僅是汛期的一兩場暴雨所致，極難調(diào)控。即使有工程措施，該區(qū)域自產(chǎn)地表水資源的可利用量也非常有限，而且保證率也很低。僅有的地表水利用為清涼江、南運河入境水用于沿岸農(nóng)灌；以及引衛(wèi)、引黃等人為調(diào)水工程，主要用于區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)灌溉。

根據(jù)2010—2017年8a期間平均地表水引用量與入境水量、自產(chǎn)水量之和相比，多年平均利用率為83%；以及考慮地表水的灌溉入滲、產(chǎn)水對地下水的補給以及河道蓄水的利用，則景縣近年地表水的利用率已超過90%，嚴重擠占生態(tài)流量，水環(huán)境自凈能力銳減。

3.2 地下水開發(fā)利用程度分析

我國大規(guī)模的地下水資源開發(fā)始于20世紀70年代初，景縣除部分沿河鄉(xiāng)鎮(zhèn)采用地表水進行農(nóng)業(yè)灌溉外，多年來一直以開采地下水為主，滿足當(dāng)?shù)厝嗣裆詈凸まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水需要。

根據(jù)分析計算，2005年之前淺層地下水年開采量呈上升趨勢，之后受淺層水水質(zhì)變差、氣候、深層地下水開采量增大及客水量的增加等因素影響，逐漸下滑，每年淺層地下水開采量平緩波動。2010—2017年，淺層地下水開采率為51.6%。

深層地下水是一種戰(zhàn)略資源，對于景縣平原區(qū)，淺層地下水大部分為咸水，又長期缺乏外來水源，多年來一直以開采深層地下水為主，目前景縣全部區(qū)域深層地下水位均低于0m，全部處于漏斗區(qū)域。由于景縣受臨近山東德州市的影響，因德州市發(fā)電廠及大型工廠水源地設(shè)在臨近景縣附近，此地帶地下水的集中開采，加上景縣開采強度大，近幾年以來，漏斗中心一直位于景縣縣內(nèi)，2018年年底-80m水位以下面積81.5km2。目前，景縣屬于深層地下水嚴重超采區(qū)范圍，縣城城區(qū)為禁采區(qū)、其余區(qū)域為限采區(qū)，在地下水限采區(qū)內(nèi)，一般不得開鑿新的取水井，區(qū)域內(nèi)已無開采潛力。

4 用水水平分析

4.1 綜合用水水平

人均用水量指的是一定時期內(nèi)(通常情況下指的是1a)區(qū)域人均總的用水水平。現(xiàn)狀年景縣人均用水量為278.7m3，高于河北省人均241m3，分別低于衡水335.3m3/人和全國436m3/人的平均水平。

萬元GDP用水量指的是一個地區(qū)社會經(jīng)濟用水水平。2000—2017年，全縣萬元GDP用水量逐年下降，按2000年可比價計算，2000年萬元GDP用水量為540m3，2017年降為101.1m3，下降了81.3%，2000—2017年全縣萬元GDP用水量變化見圖1。按當(dāng)年價計算景縣現(xiàn)狀年萬元GDP用水量86.2m3，低于衡水98.2m3/萬元、分別高于河北省50.5m3/萬元和全國國內(nèi)生產(chǎn)總值用水量73m3/萬元的平均水平。

圖1 2000—2017年景縣萬元GDP用水量變化示意圖

4.2 生活用水水平

生活用水水平用每人每天的用水量指標(biāo)來反映，包括城鎮(zhèn)生活用水指標(biāo)和農(nóng)村生活用水，隨著人們生活水平的不斷改善，人均日生活用水量逐步提高。生活用水指標(biāo)也與氣候和水資源條件以及供水條件、生活習(xí)慣、節(jié)水水平、經(jīng)濟發(fā)展水平以及用水設(shè)施、用水管理情況(包括水價及計量收費方式等)因素有關(guān)，在一定程度上可以反映當(dāng)?shù)鼐用裆钏胶徒?jīng)濟發(fā)展程度。

2017年景縣城鎮(zhèn)生活綜合用水量為131.3L·(人·d)-1，分別低于河北省城鎮(zhèn)生活綜合用水量144.7L·(人·d)-1、全國城鎮(zhèn)人均生活用水量(含公共用水)221L·(人·d)-1。在2017年城鎮(zhèn)生活綜合用水量中，城鎮(zhèn)公共用水占城鎮(zhèn)生活用水的34%。

2010—2017年農(nóng)村生活用水量整體呈平穩(wěn)下降趨勢，主要原因為隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，使農(nóng)村居住人口減少的緣故；隨著當(dāng)?shù)卣诠?jié)約水資源方面的建設(shè)和管理，加大投入了農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施水利建設(shè)，農(nóng)民節(jié)水意識也逐步提高，一些節(jié)水器具和節(jié)水設(shè)施逐步替代，使農(nóng)村居民人均生活用水量逐漸減少?，F(xiàn)狀年農(nóng)村居民生活用水44.1L·(人·d)-1，分別低于衡水人均生活用水量65.6L·(人·d)-1、河北省生活用水量77.5L·(人·d)-1、全國農(nóng)村居民生活用水量87L·(人·d)-1。

4.3 農(nóng)業(yè)用水水平

2010—2017年，景縣農(nóng)業(yè)節(jié)水水平有了顯著提高，農(nóng)田灌溉每667m2綜合用水量由2010年的132.7m3降低到2017年的104.0m3，減小了21.6%?，F(xiàn)狀年農(nóng)田灌溉每667m2用水量均低于衡水169.6m3·667m-2、河北省170.3m3·667m-2、全國377m3·667m-2的平均水平。2010—2017年景縣農(nóng)田灌溉每667m2綜合用水量變化見圖2。

圖2 2010—2017年景縣農(nóng)田灌溉每667m2綜合用水量變化示意圖

4.4 工業(yè)用水水平

工業(yè)用水水平與工業(yè)結(jié)構(gòu)、工藝裝備技術(shù)水平、生產(chǎn)規(guī)模和構(gòu)成、用水管理水平等因素有關(guān)，一般用單位工業(yè)增加值用水量來表示。2010—2017年工業(yè)萬元產(chǎn)值用水量總體呈下降趨勢，按2017年可比價計算，由2010年的28.6m3降至2017年的8.44m3，降低了近70%?，F(xiàn)狀年萬元工業(yè)增加值用水量均低于衡水12.3m3、河北省14.8m3、全國45.6m3的平均水平。值得注意的是，由于工業(yè)用水量與工業(yè)增加值統(tǒng)計數(shù)據(jù)不能完全反映出實際情況，可能造成現(xiàn)狀年萬元工業(yè)增加值用水量偏小。2010—2017年景縣萬元工業(yè)產(chǎn)值用水量變化見圖3。

圖3 2010—2017年景縣萬元工業(yè)產(chǎn)值用水量變化示意圖

5 用水效率

水資源開發(fā)利用效率是反映水資源有效利用程度和水資源利用產(chǎn)出效益的綜合指標(biāo)。

5.1 單方水GDP產(chǎn)出

單方水GDP產(chǎn)出是衡量用水效益的重要指標(biāo)。2017年景縣單方水GDP產(chǎn)出為116元，高于衡水市單方水GDP產(chǎn)出100元，分別低于河北省單方水GDP產(chǎn)出198元、全國136.9元的水平。按2000年的可比價計算，由2000年單方水GDP產(chǎn)生18.5元增加到2017年的98.9元，從單方水GDP產(chǎn)出的變化可以看出，景縣的用水效率與效益有很大幅度的提高，但與河北省和全國相比，仍有差距，進一步提高用水效率有很大的潛力。

5.2 單方灌溉水糧食增產(chǎn)量

單方灌溉水糧食增產(chǎn)量為反映農(nóng)業(yè)水分利用效率的指標(biāo)。根據(jù)農(nóng)田灌溉水量及灌溉率、糧食產(chǎn)量及灌溉增產(chǎn)系數(shù)、糧食作物播種面積占總播種面積的比例等資料，分析計算了景縣單方灌溉水糧食增產(chǎn)量由2000年的1.17kg·m-3提高到2017年的1.85kg·m-3。而世界上先進水平的國家通過節(jié)水和高效用水，農(nóng)業(yè)水分利用率已超過2.5kg·m-3。可見，目前該縣單方灌溉水糧食增產(chǎn)量與世界先進水平還有較大差距，該區(qū)域應(yīng)充分發(fā)揮光、土資源優(yōu)勢，合理配置水資源，進一步提高水資源利用效率和節(jié)水灌溉的效益。

6 “三條紅線”控制指標(biāo)分析

根據(jù)《衡水市實行最嚴格水資源管理制度紅線控制目標(biāo)分解方案》，對2017年景縣水資源管理“三條紅線”控制指標(biāo)落實情況進行分析。

6.1 用水總量、地下水開采量控制指標(biāo)落實情況

現(xiàn)狀年，景縣用水總量為14207.84萬m3，其中，地下水用水總量為6847.84萬m3。2017年用水總量控制指標(biāo)為18181萬m3，其中，地下水開采量考核指標(biāo)為12754萬m3?，F(xiàn)狀年用水總量、地下水開采量均在2017年控制指標(biāo)范圍內(nèi)。

6.2 工業(yè)用水效率控制指標(biāo)落實情況

現(xiàn)狀年，景縣規(guī)模以上萬元工業(yè)增加值用水量為11.6m3，在2017年萬元工業(yè)增加值用水量控制指標(biāo)18.6m3范圍內(nèi)。

6.3 2017年水功能區(qū)限制納污控制指標(biāo)情況

近幾年，通過對景縣水功能區(qū)的治理，有效減少了入河湖污染物量，改善了生態(tài)環(huán)境，但目標(biāo)仍不滿足景縣水功能區(qū)限制納污紅線指標(biāo)，仍需強化監(jiān)督管理、科學(xué)制定入河污染物限排總量方案，優(yōu)化入河排污口布局，加大入河排污聯(lián)合執(zhí)法及監(jiān)管力度，嚴格控制入河排污總量。

7 水資源開發(fā)利用存在的問題

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，景縣需水量急劇增加，水資源量卻日益減少，水資源量遠小于用水量，日常生產(chǎn)和生活用水主要靠超采深層地下水。同時受人口、工農(nóng)業(yè)發(fā)展、化學(xué)藥劑使用影響，水環(huán)境也面臨一些問題。當(dāng)前景縣水資源開發(fā)利用存在一些問題。

7.1 超采嚴重，供需矛盾突出

景縣屬于資源型缺水地區(qū)，隨著地下水的壓采綜合治理，引江水的調(diào)入，解決了部分城鎮(zhèn)生活和工業(yè)用水，但仍然入不敷出，景縣區(qū)域內(nèi)河道除人為調(diào)水外，基本處于斷流干涸狀態(tài)，當(dāng)?shù)氐乇硭Y源不易開發(fā)，地表水資源嚴重不足，全縣缺水部分主要靠超采地下水維持，水資源供需矛盾突出。

7.2 資金投入不足,管理水平有待提高

景縣水利基礎(chǔ)設(shè)施相對落后，工程建設(shè)與管理不完善，雖已引入新的融資機制，但資金缺口仍然巨大。

7.3 用水結(jié)構(gòu)不盡合理

到2017年末，第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為10.4∶53.09∶36.51，相應(yīng)的用水結(jié)構(gòu)為93.14∶5.74∶1.12，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占地區(qū)生產(chǎn)總值的10.4%，而用水卻占總水量的93%。農(nóng)業(yè)用水比例偏高，不適應(yīng)景縣發(fā)展定位，用水效益低下，與景縣水資源條件不協(xié)調(diào)，沒有發(fā)揮景縣的區(qū)位優(yōu)勢，有待進行合理調(diào)整。

7.4 非工程節(jié)水措施在節(jié)水推廣中應(yīng)用不夠充分

景縣農(nóng)灌幾乎沒有安裝計量設(shè)施，并且農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，高耗水作物種植比例高達94%，耗水蔬菜種植面積不到0.3%，低耗水高效益的經(jīng)濟作物如棉花、小雜糧等種植比例只有5.4%。工業(yè)用水重復(fù)利用率還低于先進水平，系統(tǒng)節(jié)水的普及率不高且不完善。城市生活中節(jié)水器具的普及率參差不齊，尚未在所有單戶家庭安裝水表和有效計量裝置。未及時發(fā)現(xiàn)泄漏點，未采取有效措施治漏；中水回用規(guī)模仍然較小；雨洪資源利用率低。

7.5 水生態(tài)環(huán)境承載能力喪失加重了環(huán)境惡化

景縣水資源短缺，河道常年斷流，即使河道有水，由于該區(qū)域處于海河流域中下游，上游對地表水資源的過度開發(fā)，加上污水處理率低，大量污水直接外排，致使該區(qū)域受到不同程度的污染。同時在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，農(nóng)藥、化肥施用過量，施用技術(shù)不合理，利用率低，面污染源也相對較為嚴重。