地下水儲備制度技術(shù)問題探討

于麗麗，羊 艷

（水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計總院，100120，北京）

《地下水管理條例》提出“國家建立地下水儲備制度”，并規(guī)定“除特殊干旱年份以及發(fā)生重大突發(fā)事件外，不得動用地下水儲備”。我國大規(guī)模開發(fā)利用地下水始于20世紀(jì)70年代，之后至2000年，地下水開采量持續(xù)上升，一些地區(qū)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的地下水超采問題。2000年以后全國地下水開采量總體相對穩(wěn)定，但局部地區(qū)一直超采地下水。黨的十八大以來，隨著地下水超采治理工作不斷推進(jìn)，一些地區(qū)地下水超采狀況緩解，地下水水位持續(xù)下降趨勢得到遏制，甚至止跌回升，虧空的含水層地下水儲量有所恢復(fù)。建立地下水儲備制度，是在地下水超采治理與保護(hù)工作基礎(chǔ)上，基于對地下水循環(huán)規(guī)律的認(rèn)識，充分發(fā)揮地下水“多年調(diào)節(jié)”的功能，以地下水動態(tài)平衡為前提，更加科學(xué)合理地進(jìn)行地下水開發(fā)利用，保障水安全。

一、我國地下水資源及開發(fā)利用情況

我國目前已經(jīng)開展了三輪全國水資源調(diào)查評價工作，其中包括地下水資源量和地下水可開采量評價。地下水資源量是指與當(dāng)?shù)亟邓偷乇硭w有直接水力聯(lián)系、參與水循環(huán)且可以逐年更新的動態(tài)水量，即淺層地下水資源量。第一輪、第二輪、第三輪全國水資源調(diào)查評價分別對1956—1979年、1980—2000年、2001—2016年三個系列的多年平均地下水資源量進(jìn)行了評價。根據(jù)第二次全國水資源調(diào)查評價，全國1980—2000年多年平均年地下水資源量為8218億m3。其中全國山丘區(qū)地下水資源量為6770億m3，平原區(qū)地下水資源量為1765 億m3（含與山丘區(qū)的重復(fù)計算量317 億m3）。全國平原區(qū)地下水可開采量為1230億m3，相當(dāng)于平原區(qū)地下水資源量的70%。

在地下水資源量和地下水可開采量評價基礎(chǔ)上，考慮地下水超采治理與保護(hù)以及經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求，《全國地下水利用與保護(hù)規(guī)劃》提出：到2030 年，多年平均條件下全國地下水開采控制量約930億m3，其中平原區(qū)地下水開采控制量大概相當(dāng)于平原區(qū)可開采量的50%。目前，全國各省（自治區(qū)、直轄市）正在開展地下水管控指標(biāo)確定工作，即確定每個縣級行政區(qū)2025 年和2030 年多年平均條件下地下水取水總量控制指標(biāo)以及與之協(xié)調(diào)的地下水水位合理控制閾值。2021 年全國地下水供水量為853.8 億m3，占全國供水總量的14.5%。從全國總量來看，地下水開采量已經(jīng)小于2030年的全國地下水開采總量控制指標(biāo)，大部分省份的開采量已經(jīng)小于2030年的控制量，但也有一些地區(qū)存在超采問題。

根據(jù)水利部2012—2014 年開展的以2001—2010 年為評價系列的全國地下水超采區(qū)評價成果，全國地下水超采區(qū)面積近30 萬km2，主要分布在京津冀地區(qū)、三江平原、松嫩平原、遼河平原及遼西北地區(qū)、西遼河流域、黃淮地區(qū)、鄂爾多斯臺地、汾渭谷地、河西走廊、天山南北麓及吐哈盆地、北部灣等區(qū)域。近年，隨著地下水開發(fā)利用嚴(yán)格管控和地下水超采治理工作的推進(jìn)，很多地區(qū)超采狀況呈現(xiàn)好轉(zhuǎn)趨勢。京津冀地區(qū)與2018 年相比，90%以上的淺層地下水水位回升或穩(wěn)定，水位平均回升約2 m；90%以上的深層承壓水水位也處于回升或穩(wěn)定趨勢，水頭平均回升5 m以上。地下水超采狀況的緩解為開展區(qū)域地下水儲備奠定了基礎(chǔ)。

二、地下水儲備的概念

《現(xiàn)代漢語詞典》中對“儲備”的解釋是：（金錢、物資等）存儲起來準(zhǔn)備必要時使用。套用這個定義，地下水儲備就是：地下水存儲起來準(zhǔn)備必要時使用。根據(jù)《地下水管理條例》“除特殊干旱年份以及發(fā)生重大突發(fā)事件外，不得動用地下水儲備”的規(guī)定，使用地下水儲備的“必要時”即所稱的“特殊干旱年份”和“發(fā)生重大突發(fā)事件”。

地下水存儲于含水層內(nèi)，分布范圍廣，天然狀態(tài)下是動態(tài)平衡的，用于經(jīng)濟(jì)社會供水時往往具有“以豐補歉”“多年調(diào)節(jié)”的特點，即干旱年份可以多開采一些地下水，豐水年份可以對其進(jìn)行補充。地下水儲備用于“特殊干旱年份”正是體現(xiàn)了地下水這一特點。

基于上述分析，地下水儲備可以理解為：將一部分地下水存儲起來，日常條件下禁止開采，在特殊干旱年份以及發(fā)生重大突發(fā)事件時，按照“確有需要”原則，用于保障經(jīng)濟(jì)社會用水安全。地下水儲備工作的核心主要有三方面：一是采取工程或非工程措施，增加、維持、保護(hù)含水層中的地下水儲量；二是基于目前多年平均地下水“雙控”指標(biāo)，根據(jù)各地區(qū)的地下水循環(huán)規(guī)律，按照實現(xiàn)地下水“動態(tài)平衡”要求，分析確定在不同干旱年份和重大突發(fā)事件可以動用的地下水儲備量；三是加強監(jiān)測，掌握地下水動態(tài)變化，跟蹤預(yù)警“存儲期—動用期—恢復(fù)期”地下水儲備量變化，保障地下水儲備存得足、合理用、可恢復(fù)。

三、地下水儲備制度技術(shù)框架

地下水儲備的總體思路是在正常情況下存儲一部分地下水，不作為供水水源，只在特殊干旱年份以及發(fā)生重大突發(fā)事件時動用，恢復(fù)正常之后停止使用，并利用天然或人工補給對動用的存儲量進(jìn)行恢復(fù)，使地下水儲量在一定時間尺度內(nèi)是動態(tài)平衡的。

地下水儲備制度的關(guān)鍵技術(shù)主要是解決儲備什么（儲備對象）、在哪里儲備（儲備區(qū)劃定）、儲備多少（儲備量）、如何動用（動用預(yù)案）、監(jiān)督管理等問題（圖1）。

圖1 地下水儲備制度技術(shù)框架

1.儲備對象與儲備量

地下水儲備對象既包括可以更新的淺層地下水，也包括難以更新的深層承壓水。對于淺層地下水，有地下水資源量、地下水可開采量、地下水取水總量控制指標(biāo)等概念。地下水資源量是逐年更新的動態(tài)水量。地下水可開采量是在滿足生態(tài)系統(tǒng)對地下水需求的前提下，地下水資源量中每年可以用于經(jīng)濟(jì)社會供水的水量。地下水取水總量控制指標(biāo)是在水資源總體配置框架下，在不同規(guī)劃水平年根據(jù)地下水超采治理與保護(hù)的階段目標(biāo)而確定的每年允許開采的水量。目前地下水資源量、地下水可開采量、地下水取水總量控制指標(biāo)都是基于多年平均條件確定的。

多年平均條件下的地下水取水總量控制指標(biāo)是針對正常情況下的供水需求確定的，在地下水不超采的情況下，這個指標(biāo)小于地下水可開采量，小于地下水資源量。正常情況下不允許開采的量原則上都可以作為地下水儲備量，即地下水可開采量或地下水資源量相對于地下水管控指標(biāo)的余量可以認(rèn)為是地下水儲備對象。這部分儲備量對于不超采地區(qū)，在不動用的情況下不會逐年累積，但在特殊干旱年份或發(fā)生重大事件動用后，可以通過天然補給在循環(huán)周期內(nèi)得到恢復(fù)。對于深層承壓水，因其難以更新的特點，沒有評價地下水資源量和地下水可開采量，不應(yīng)作為正常情況下的供水水源，儲備對象即含水層中的地下水儲備量，這部分儲備動用之后，若要在一定時期內(nèi)得到恢復(fù)，需要采取一些人工措施。

地下水適度開發(fā)狀態(tài)下，地下水是動態(tài)平衡的，且地下水水位維持在合理閾值，合理水位以下含水層中的地下水都可以作為地下水儲備。一些地區(qū)由于地下水超采，含水層一直處于虧空狀態(tài)，目前處于地下水超采治理與修復(fù)階段。對于此類地區(qū)，應(yīng)確定地下水合理水位，在此基礎(chǔ)上計算含水層虧空量應(yīng)恢復(fù)值，即可以認(rèn)為是該地區(qū)應(yīng)有的含水層地下水儲備。

2.儲備區(qū)

地下水分布范圍很廣，開發(fā)利用也很廣?？梢哉f只要地下水可補給、可存儲、可開采的地方都可以儲備地下水，做好合理的開發(fā)利用管控，這些地方都有可以用于特殊干旱年份以及發(fā)生重大突發(fā)事件的地下水儲備量。也就是說，為了更加科學(xué)合理開發(fā)利用地下水，地下水儲備并不是針對局部地區(qū)，而是和地下水取水總量控制指標(biāo)一樣，所有開采地下水的地區(qū)都應(yīng)開展這項工作。但另一方面，有些地區(qū)由于其地下水補給與賦存條件較好，可以劃為地下水儲備重點區(qū)，作為地下水儲備的重點區(qū)域。

對于之前長期超采，含水層儲量虧空比較大，目前通過各種治理措施地下水超采局面已經(jīng)扭轉(zhuǎn)，且有較好補給條件的地區(qū)，可以劃為地下水儲備重點區(qū)，并通過保護(hù)天然補給、加大人工補給等方式補充含水層虧空，增加地下水儲備量。對于地下水賦存和開采條件較好、當(dāng)前人類活動較少、僅有小規(guī)模地下水開采的區(qū)域，也可以劃為地下水儲備重點區(qū)。2022年自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局考慮各地地下水含水層條件、儲蓄空間、水源保障、水質(zhì)狀況等因素，初步劃定了38個國家級地下水儲備重點區(qū)，以重點保障京津冀、長江經(jīng)濟(jì)帶等區(qū)域的用水安全。

3.動用預(yù)案

《地下水管理條例》提出，根據(jù)區(qū)域內(nèi)地下水條件、氣候狀況和水資源儲備需要，制定動用地下水儲備預(yù)案。這說明動用地下水儲備需要有預(yù)案，動用地下水儲備預(yù)案重點應(yīng)解決什么時候可以動用、可以動用多少、用于什么等問題。不同干旱情況對于各地區(qū)造成的影響是不同的，應(yīng)根據(jù)各地區(qū)的實際情況確定“特殊干旱年份”的判斷依據(jù)?！爸卮笸话l(fā)事件”也可以根據(jù)突發(fā)事件造成的影響界定。

地下水儲備的動用，一方面要考慮動用時期的用水需求，即特殊干旱年份以及發(fā)生重大突發(fā)事件時為保障經(jīng)濟(jì)社會用水需求需要動用的地下水儲備量，根據(jù)動用時期區(qū)域各水源情況以及水資源總體儲備方案確定。注意優(yōu)先保障人民群眾生活用水，限制高耗水行業(yè)用水等。另一方面要根據(jù)“地下水動態(tài)平衡”的要求，確定特殊干旱年份可以動用的地下水儲備量，并提出停用后的恢復(fù)方案，可以采取在豐水年減少地下水開采或者采用人工補給的方式增加儲量。

4.監(jiān)督管理

地下水儲備應(yīng)做到存得足、合理用、可恢復(fù)，應(yīng)對存儲期、動用期、恢復(fù)期地下水水量、水位、水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測、監(jiān)督、預(yù)警?？稍谀壳暗叵滤芸刂笜?biāo)確定的基礎(chǔ)上，確定各地區(qū)在特殊干旱年份可以比正常情況下多開采多少地下水，即在多年平均地下水取水總量控制指標(biāo)的基礎(chǔ)上確定特殊干旱年份的地下水取水量控制指標(biāo)，并確定其對應(yīng)的地下水水位控制指標(biāo)。另外對于恢復(fù)期，可逐年確定地下水取水量和地下水水位指標(biāo)，以確保地下水儲備量的盡快恢復(fù)。對于地下水開采主要用于農(nóng)業(yè)的地區(qū)，為了補充地下水儲備量，其儲備恢復(fù)期豐水年份的地下水取水量應(yīng)小于正常情況下的取水總量控制指標(biāo)。水質(zhì)保護(hù)也是地下水儲備的重要內(nèi)容之一，要確保地下水水質(zhì)不惡化，滿足供水水質(zhì)要求。

四、結(jié) 語

地下水儲備制度的建立與目前正在開展的地下水超采治理、地下水禁限采、地下水管控指標(biāo)確定等工作緊密相連，是在這些工作基礎(chǔ)上從更具戰(zhàn)略性、系統(tǒng)性、全局性角度對地下水開發(fā)利用與有效保護(hù)進(jìn)行的部署。地下水超采治理、地下水禁限采、地下水管控指標(biāo)都是通過嚴(yán)控地下水開采，修復(fù)過度開發(fā)的含水層，增加保護(hù)地下水儲備量，從多年平均的尺度提出地下水管控要求。建立地下水儲備制度，是基于地下水的循環(huán)特點和多年平均的管控要求，更精細(xì)化地將地下水管控與年度干旱和豐水情況結(jié)合起來，發(fā)揮地下水多年調(diào)節(jié)、以豐補歉的功能。應(yīng)根據(jù)地下水的循環(huán)特點，在多年平均管控指標(biāo)基礎(chǔ)上，確定在特殊干旱年份和重大突發(fā)事件時可以動用的地下水儲量，并在動用后通過減少地下水開采、保護(hù)天然補給和加強人工補給的方式恢復(fù)地下水儲量。