宋文浚
(1.太原理工大學,山西 太原 030024;2.山西省水利水電科學研究院,山西 太原 030002)
方山縣地質(zhì)發(fā)展史與整個華北一致,前震旦系地層為巨厚的混合花崗巖及其他古老變質(zhì)巖,分布在東部關帝山周圍,為隆起褶皺區(qū)。受地形、地質(zhì)構(gòu)造及含水巖層控制,變質(zhì)巖、混合花崗巖地區(qū)構(gòu)造完整,不利于降水滲入,含水比較貧乏。主要含水層為上部松散層孔隙水,總面積1306km2,水資源量4770.9萬m3,可開采量599萬m3。另外,分布于大武楊家會以南的寒武、奧陶系巖溶裂隙水,屬柳林泉補給區(qū)一部分,總面積近134km2,區(qū)域水位埋深大于100m,富水程度極不均勻,水資源量1322.2萬m3,可開采量763萬m3,其中柳林泉可開采量281萬m3。
方山縣地下水開采歷史大致可分為兩個階段:新中國成立初期,主要依靠群眾自打土井、磚井,提水設備簡陋,出水量低,水井均為人工掘鑿的淺井。提水工程主要靠繩索和轆轤;自20世紀70年代起,打井設備、成井技術(shù)和提水設施逐步更新改進,使用沖擊機打井,提水工具發(fā)展為機井泵。
據(jù)2007年普查資料統(tǒng)計,全縣有機井、提水筒井及自流筒井共計66眼,其中:井深不大于50m的45眼,井深50~100m的17眼;井深500~800m的4眼,分布在馬坊鎮(zhèn)、積翠鄉(xiāng)、麻地會鄉(xiāng)、圪洞鎮(zhèn)、峪口鎮(zhèn)、大武鎮(zhèn)、壯武當鎮(zhèn)等7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。
方山縣共有工業(yè)機井7眼,分別為:霍州煤電集團呂梁山煤電有限公司木瓜礦機井,許可年用水量12.8萬m3,普查年取水量36.5萬m3,采排水量150萬m3;霍州煤電集團呂梁山煤電有限公司店坪礦機井,許可年用水量16.4萬m3,普查年取水量70.1萬m3,采排水量100萬m3;300萬t洗煤廠機井,普查年取水量30萬m3;中盛水泥有限公司特種水泥廠分廠機井,普查年取水量7.3萬m3;中盛水泥有限公司東坡水泥廠,年取水量3.0萬m3;新星冶煉有限責任公司一分廠,年取水量6.63萬m3;新星冶煉有限責任公司南村分廠,年取水量6.75萬m3,其中木瓜、店坪礦水源為柳林泉巖溶水,其他井為松散層孔隙水。重點企業(yè)基本集中在大武工業(yè)園區(qū),大部分企業(yè)用水處于嚴重超采狀態(tài)。
全縣共有城鎮(zhèn)生活機井4眼,屬提水工程,控制縣城城區(qū)居民生活用水,水源位于圪洞鎮(zhèn)東溝村,屬淺層松散孔隙水,井深35m。2004年改造為自流引水工程,水源地位于積翠鄉(xiāng)南虎灘村二級階地,大口筒井深6m,控制沿途8個村及縣城城區(qū)共25844人的生活用水,日供水量0.1753萬m3,水質(zhì)基本符合國家人畜飲用水標準。
已建鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水工程3處,分別為:積翠集中供水工程、北武當集中供水工程、大武集中供水工程,控制積翠鄉(xiāng)、北武當鎮(zhèn)、峪口鎮(zhèn)、大武鎮(zhèn)等沿途33個村23680口人的生活用水,這3眼水井均屬大口筒井,井深不足10m,屬淺層地表水。據(jù)觀察,積翠及北武當集中供水工程水井因其補給區(qū)植被良好,自興建以來,水位基本不降,但由于橫泉水庫截流,該區(qū)淺層地下水十分緊缺,人畜飲水問題出現(xiàn)困難。
農(nóng)業(yè)灌溉機井井深100m以內(nèi),屬松散孔隙水,單井出水量不足50m3/h,不能滿足農(nóng)業(yè)灌溉需求。
根據(jù)普查統(tǒng)計,全縣現(xiàn)有提水水井42眼,分布在7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)40個行政村,擔負著52個村38429人的飲水問題,其中:機井17眼,井深40~60m,屬淺層松散孔隙水,水位埋深15~40m,單井出水量5~30t/h。筒井25眼,井深6~8m,單井出水量5~20t/h。根據(jù)近幾年機井鉆探情況顯示,橫泉水庫以南淺層地下水資源相當貧乏,井深不足100m,單井涌水量不足20t/h,橫泉水庫以北植被較好,但隨著地下水位的不斷下降,對農(nóng)村生活用水影響將越來越大。
方山縣地下水資源的利用效率、節(jié)水技術(shù)水平都較低,水資源浪費較為嚴重,機井灌溉仍是大水漫灌;在生活用水方面,供水、用水設施的節(jié)水技術(shù)含量低,跑、冒、滴、漏現(xiàn)象嚴重。主要存在以下問題:一是部分機井年久失修、節(jié)水技術(shù)差;二是供水水量和水質(zhì)難以保證;三是難以實現(xiàn)水資源的有效控制和優(yōu)化調(diào)度;四是用水企業(yè)和用戶節(jié)水意識不高,水資源浪費現(xiàn)象嚴重;五是地下水的合理開采難以實施,局部超采嚴重,最低水位逐年加深,漏斗面積逐年擴大。
為確保居民用水安全,需劃定水源地保護區(qū)。在保護區(qū)內(nèi),禁止新增水資源工程建設;禁止興建有排污量的企業(yè);禁止現(xiàn)有企業(yè)污水的排放;逐步關閉保護區(qū)內(nèi)的工業(yè)自備井;加強北川河流域水環(huán)境的監(jiān)測保護,禁止單位和個人將北川河作為污水承泄區(qū)。
實現(xiàn)地下水水位的穩(wěn)定需從兩方面著手:一是節(jié)流,限量開采地下水,合理規(guī)劃取水工程的取水量,控制各用水單位的地下水開采量;二是補源,主要通過攔截雨水和引洪水補源。
為避免污水對環(huán)境造成污染,合理開發(fā)利用非傳統(tǒng)水資源,應做好以下工作:一是關停原有和禁止上馬新的重污染企業(yè),減小環(huán)境污染壓力;二是實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)環(huán)保生產(chǎn)和達標排放,實現(xiàn)源頭治理戰(zhàn)略;三是強化企業(yè)內(nèi)部污水回收利用,建設一批污水零排放企業(yè);四是搞好污水的處理、回用,加速污水處理廠的建設和投產(chǎn)運行,提高污水的處理回用率。
為應對地下采礦疏干排水導致的地下水環(huán)境惡化問題,必須將地下采礦等工程進行的地下疏干排水行為納入法治管理。采取封堵、排供結(jié)合等措施,盡可能減少地下水的疏干排泄,加大礦坑水的處理回用力度,提高地下采礦的準入許可條件。
首先,實行地下水資源的統(tǒng)一管理。從有利于水資源開發(fā)、利用、保護、優(yōu)化調(diào)度出發(fā),建立一支強有力的地下水資源管理隊伍。其次,進行宏觀控制和定額管理。在對地下水資源現(xiàn)狀、潛力、未來最大承載能力和全縣社會經(jīng)濟發(fā)展對水的需求評價、預測的基礎上,確定和實施各用水部門、行業(yè)的用水總量控制指標和用水定額管理指標。第三,建立水供需商品市場。水商品市場的建立一方面可迫使用水戶自覺制定節(jié)水用水計劃,達到節(jié)水目的,另一方面可通過市場調(diào)節(jié)各用水戶間的用水需求和經(jīng)濟利益。第四,進行水價合理調(diào)節(jié)。通常情況下,資源短缺時適當提高價格,資源豐富時降低價格,均可促進供求平衡。相關資料表明:水價提高10%,用水量下降5%;水價提高40%,用水量下降20%,因此,應充分利用水價這一經(jīng)濟杠桿的調(diào)節(jié)作用,實行節(jié)約用水,減少用水量。第五,加強全民節(jié)水意識。積極開展節(jié)水型社會建設的宣傳教育,利用各種形式,讓群眾了解方山縣的水資源承載能力、水環(huán)境承載能力及水資源供需所面臨的問題和危機,增強全民節(jié)約用水、科學用水的自覺性。第六,建立水資源供需管理的信息系統(tǒng)。包括地下水觀測與自動監(jiān)測系統(tǒng),用水計量、控制和收費系統(tǒng)及用水雙控管理的地理信息動態(tài)管理系統(tǒng)等。
適度規(guī)模集中供水是農(nóng)村供水的建設方向,是解決農(nóng)村飲水安全問題的最佳選擇。適度規(guī)模的集中供水工程有利于降低人均工程造價和治水成本,提高管理水平;有利于確保水質(zhì),保障飲水安全;有利于工程可持續(xù)運行,延長工程使用年限。
水資源的供需實踐表明,地區(qū)工農(nóng)業(yè)的發(fā)展過分依賴單一水源,保證程度低,難以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。由于地表水年際、年內(nèi)變化大,供水得不到保證,單一依靠地下水,不但容易引發(fā)各種地質(zhì)環(huán)境問題,還有可能造成地下水環(huán)境的破壞,過量超采地下水可能造成提水成本增高,導致地下水枯竭。為鞏固和提高水資源的承載能力,應構(gòu)建多元化的供水體系和高效用水體系,充分利用天然降雨,實行地表水、地下水的聯(lián)合運用,注意劣質(zhì)水的利用(如污水回用),不斷提高供水保證率,實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。