王政友

（山西省水文水資源勘測局太谷均衡實驗站，030800，太谷）

山西省機井普查是山西省興水戰(zhàn)略工程之一的“水源地及地下水保護工程”的一項重要基礎(chǔ)工作,是在山西省第二次水資源評價之后、水資源形勢日趨嚴(yán)峻的形勢下開展的又一次有史以來規(guī)模最大、持續(xù)時間最長、動用工作人員最多、普查內(nèi)容最為齊全的一次全省范圍內(nèi)的機井調(diào)查工作。機井普查工作本著實事求是的原則，由經(jīng)過專項培訓(xùn)的全省水利方面的優(yōu)秀技術(shù)人員深入鄉(xiāng)村、廠礦和企事業(yè)單位，查清了全省范圍內(nèi)的機井?dāng)?shù)量，摸清了地下水開發(fā)現(xiàn)狀。機井普查數(shù)據(jù)全部進(jìn)入山西省機井普查信息系統(tǒng)，為建立全省地下水監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ)，為水文地質(zhì)類型區(qū)劃分、機井水權(quán)分配、地下水功能區(qū)劃提供了科學(xué)依據(jù)，同時也為山西省地下水資源監(jiān)測、開發(fā)、控制、保護提供了科學(xué)的手段。

一、地下水機井普查現(xiàn)狀

經(jīng)普查，全省共有機井136 334眼，開采地下水量366541萬m3/a。

按行政分區(qū)，全省各市機井?dāng)?shù)由多到少排序依次為臨汾、運城、晉中、長治、大同、呂梁、忻州、朔州、太原、晉城、陽泉，分別占全省機井總數(shù)的 34.2%、21.4%、8.9%、6.5%、6.2%、6.0%、6.0%、5.6%、3.5%、1.4%、0.3%。

按水源類型區(qū)分，松散層孔隙水機井130514眼，機井開采水量為301 235萬m3/a；裂隙水機井2582眼，機井開采水量為9869萬m3/a；巖溶水機井3 238眼，機井開采水量為55437萬m3/a。

按供水對象區(qū)分，工業(yè)機井5578眼，機井開采水量為71 230萬m3/a；農(nóng)業(yè)灌溉機井75204眼，機井開采水量為216814萬m3/a；城鎮(zhèn)生活機井2762眼，機井開采水量為39976萬m3/a；農(nóng)村生活機井51 401眼，機井開采水量為34 426萬m3/a；其他機井1 389眼，機井開采水量為4095萬m3/a。

按成井深度區(qū)分，小于50 m的47 402 眼 ，50～100 m 的 35 641 眼 ，100～200m 的 39690 眼，200～300m 的9711 眼，300～500 m 的 2 518 眼，500～800 m 的 1 217眼，800～1 000 m 的 99眼，大于等于1000m的56眼。

按成井年代，1980年前、1981—1990年 、1991—2000 年 、2001年 以后，全省各年代機井?dāng)?shù)分別為22865眼、26083眼、48 636眼、38750眼。

全省機井在七大盆地及黃河谷地的共111038眼，機井開采水量291443萬m3/a。其中，天陽盆地2 470眼，機井開采水量7 143萬m3/a；大同盆地11 046眼，機井開采水量40 906萬m3/a；忻定盆地5 921眼，機井開采水量25092萬m3/a；長治盆地7 349眼，機井開采水量5 891萬m3/a；太原盆地20161眼，機井開采水量77508萬m3/a；臨汾盆地41 209眼，機井開采水量53538萬m3/a；運城盆地16462眼，機井開采水量55652萬m3/a；黃土臺塬3490眼，機井開采水量16766萬m3/a；黃河谷地2930眼，機井開采量8 947萬m3/a。

二、機井超釆地下水帶來的問題

1.地下水超采

全省地下水21個超采區(qū)有機井41 415眼，機井開采水量150 183萬m3/a，超采量為 47 331萬 m3。 其中16個孔隙水地下水超采區(qū)共有機井40718眼，地下水超采區(qū)面積6903km2，現(xiàn)狀年孔隙水開采量130 004萬m3，可開采量85073萬m3，超采量45 242萬m3，超采區(qū)孔隙水機井埋深一般在400m深度內(nèi)，主要開采層分布在埋深50～300 m；5個巖溶水地下水超采區(qū)共有機井697眼，開采巖溶水20 179萬m3（未包括巖溶泉域內(nèi)的礦坑水排水量），超采區(qū)面積4 234 km2，年超采量為2089萬m3。由于人口密集、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集中開采地下水，造成地下水開采井群在平面和空間層位上的高度集中，改變了區(qū)域地下水天然流場，再加上缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一管理，統(tǒng)一開發(fā)，出現(xiàn)了機井分布不均，使超采區(qū)超量開采，地下水水位大幅下降，形成了以城郊一帶、泉域和井灌區(qū)為中心的超采區(qū)，形成大面積降落漏斗。

2.萬畝灌區(qū)

機井普查統(tǒng)計，全省178個萬畝以上灌區(qū)有機井47721眼，機井開采水量110 225萬m3/a。其中機電灌站11512眼，機井開采水量42377萬m3/a；自流灌區(qū)36 209眼，機井開采水量67848萬m3/a。山西省具備灌溉條件的耕地 1 926.66萬畝 （128.44萬hm2），其中現(xiàn)有萬畝以上機電灌站71個，萬畝以上自流灌區(qū)107個，設(shè)計灌溉總面積 1 407.96萬畝 （93.86萬hm2），有效灌溉總面積1 081.86萬畝（72.12萬hm2）。灌區(qū)灌溉能力的嚴(yán)重不足使得灌區(qū)內(nèi)的工農(nóng)業(yè)用水及城鎮(zhèn)與農(nóng)村生活用水只能依靠地下水開采。據(jù)統(tǒng)計，全省灌區(qū)內(nèi)地下水灌溉面積已達(dá) 386.15萬畝 （25.74萬hm2），占灌區(qū)設(shè)計灌溉總面積的30.0%，也就是說，灌區(qū)1/3覆蓋區(qū)域灌溉用水要靠開釆地下水補充。

3.巖溶泉域

巖溶泉域有機井27815眼，其中孔隙水機井23 786眼，裂隙水機井?dāng)?shù)1218眼,巖溶水機井?dāng)?shù)2811眼。巖溶泉域現(xiàn)狀年機井開采量94 277.79萬m3，占全省機井開采量的25.7%，其中孔隙水開采量38 981.48萬m3，裂隙水4 307.57萬m3，巖溶水50 988.74萬m3，巖溶水占全省地下水總開采量的13.9%?？梢姡瑤r溶水是山西省地下水資源的重要組成部分。但是由于缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，無序開采，加之近年氣候異常，各泉域降雨量普遍比往年平均降雨量減少3%～10%，直接影響巖溶水的補給；致使巖溶泉水一直處于流量下降的趨勢，巖溶大泉流量不斷減少甚至斷流，嚴(yán)重危及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與城市居民的正常生活。

4.重點水源地

機井普查全省重點水源地共有65個，其中特大型14個，大型16個，中型35個，主要分布在腹部盆地、西部黃河沿岸及巖溶大泉排泄區(qū)。重點水源地機井?dāng)?shù)3 897眼，開采面積 2332.16km2，實際開采量59101萬m3，其中開采巖溶水32618萬m3、孔隙水22 738萬 m3、裂隙水 3 745萬m3，分別占水源地開采量的55%、39%、6%。由此可見，重點水源地以開采巖溶水、孔隙水為主，佐證了巖溶大泉流量不斷減少甚至斷流。

5.機井審批

機井普查凡是機井有批文、有取水許可登記或取水許可證的，均視為履行了機井審批手續(xù)。經(jīng)統(tǒng)計，全省履行了審批手續(xù)的機井總數(shù)為79 365眼，占全省機井總數(shù)的58.2%；審批許可開采水總量為283005萬m3，審批機井實際開采水量290560萬m3，比審批水量多開采7555萬m3，審批機井實際開采量占全省機井地下水開采總量的79.2%。依法管理任務(wù)艱巨。

6.機井登記意見

機井普查登記卡普查登記意見欄共需加注普查員、復(fù)查員、灌區(qū)、縣（市、區(qū)）和市水行政主管部門五方面的意見。經(jīng)統(tǒng)計，五方建議繼續(xù)使用的機井占總井?dāng)?shù)的90%以上，限采機井占總井?dāng)?shù)的3%～8%，關(guān)停和報廢的機井占不到機井總數(shù)的1%。地下水開釆需求很大，限釆難度艱巨，保護地下水任重道遠(yuǎn)。

7.機井能耗

據(jù)統(tǒng)計，水泵提水深度小于等于50 m時，耗電量為0.33 kWh/m3，大于50 m小于等于100 m時，耗電量為0.54 kWh/m3，大于100 m小于等于200m時，耗電量為0.89kWh/m3，大于200 m小于等于300 m時，耗電量為1.44 kWh/m3，大于 300 m小于等于400m時，耗電量為1.95kWh/m3，大于400 m小于等于500 m時，耗電量為2.69kWh/m3。從提取單方水耗電量隨深度的變化情況來看，隨著提水深度的增大，提取單方水耗電量逐漸增大。根據(jù)全省機井耗電以及提取地下水深度綜合分析，提水深度每增加100 m，提取單方水耗電量增加0.5 kWh。由于全省地下水提水深度較大，開釆耗能較大。

8.生態(tài)、環(huán)境地質(zhì)問題

超量開采地下水，使含水層中水的浮托力與松散巖層孔隙水的支持力消失，增大了黏性土或砂性土的壓縮性，而對承壓含水層則造成含水砂層彈性釋水量和黏性土層壓密釋水量的不可恢復(fù)，超釆改變了自然狀態(tài)下地下水的流向、流速、水力坡度，部分增加了地下水潛蝕、搬運能力，使土體收縮而產(chǎn)生地面沉降，由于沉降不均勻出現(xiàn)了地裂縫。全省以開采地下水為主要水源的城市，如太原、大同、運城涑水盆地及晉中、榆次、介休均發(fā)現(xiàn)不同程度的地面沉降和裂縫。開釆地下水形成地下漏斗后，使漏斗區(qū)與外圍水源失去水力聯(lián)系，產(chǎn)生水質(zhì)惡化。地下水水位持續(xù)下降還使地表生態(tài)系統(tǒng)退化，導(dǎo)致植被面積減少、土地沙化、泉水?dāng)嗔鞯壬鷳B(tài)環(huán)境問題，制約人類生活水平的提高和經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

三、地下水開發(fā)利用對策

1.合理劃分水文地質(zhì)類型區(qū)，合理配置地下水許可開采量

掌握各水文地質(zhì)類型區(qū)地下水補給、徑流、排水條件，各水文地質(zhì)類型區(qū)地下水動態(tài)特征，各水文地質(zhì)類型區(qū)地下水采補關(guān)系，進(jìn)行各水文地質(zhì)類型區(qū)地下水開發(fā)利用程度分析，編制地下水可持續(xù)利用規(guī)劃，包括制定各水文地質(zhì)類型區(qū)可開采量及開采利用方案，制定遠(yuǎn)期規(guī)劃。依此進(jìn)行地下水許可開釆量配置。

2.地下水功能區(qū)的劃分管理

在對水文地質(zhì)類型區(qū)進(jìn)行劃分、分析、規(guī)劃的基礎(chǔ)上，劃分不同的地下水功能區(qū)，制定不同的管理措施。

①開發(fā)區(qū)：在地下水補給、賦存和開采條件良好，水質(zhì)滿足開發(fā)利用要求，當(dāng)前及遠(yuǎn)期規(guī)劃期內(nèi)以開發(fā)利用為主且多年平均采補平衡，開釆不會引發(fā)生態(tài)與環(huán)境惡化現(xiàn)象的區(qū)域，地下水開釆盡量利用具有積極參與水圈循環(huán)、補給更新速度快、可開釆量大、開釆保證程度高、機井能耗低和容易開發(fā)利用的淺層地下水進(jìn)行開釆，深層地下水作為應(yīng)急水源或后備水源。地下水保護以控制開采量不超過多年平均可開采量為目標(biāo)。

②保護區(qū)：在區(qū)域生態(tài)與環(huán)境系統(tǒng)對地下水水位、水質(zhì)變化和開采地下水較為敏感，地下水開采期間應(yīng)始終保持地下水水位不低于其生態(tài)控制水位的區(qū)域要嚴(yán)格控制地下水開采量，優(yōu)化水資源配置，擴大地下水的補給來源，建設(shè)水庫應(yīng)急水源工程及黃河提引水工程，置換超采地下水，利用大型水位降落漏斗建設(shè)地下水庫，將豐水期或豐水年多余的地表水體納入地下水儲存，提高水位，減少提水耗能，實現(xiàn)地下水、地表水聯(lián)合調(diào)度，遏制規(guī)劃期內(nèi)地下水環(huán)境狀況的惡化趨勢。

③保留區(qū)：對作為戰(zhàn)略儲備的水源或由于水量、水質(zhì)和開采條件較差，開發(fā)利用難度較大，或雖有一定的開發(fā)利用潛力，但規(guī)劃期內(nèi)暫時不安排規(guī)模開采只作為儲備未來水源的區(qū)域，要盡量降低地下水的開采強度，在維持水環(huán)境良好的前提下，適量開采地下水使經(jīng)濟社會得到較快的發(fā)展。

3.加強生態(tài)環(huán)境保護

大力開展植樹造林活動，提高植被覆蓋率，減少水土流失，延長地表水的入滲時間，涵養(yǎng)水源，使生態(tài)與環(huán)境得到明顯改善。

4.完善和健全地下水監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

完善和建立健全地下水監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，對資料采集、分析、評價進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，實現(xiàn)地下水水位、水量、水質(zhì)以及周邊環(huán)境等項目的監(jiān)測，隨時掌握地下水動態(tài)，對監(jiān)測、監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)的問題適時調(diào)整防治措施和開發(fā)利用方案，進(jìn)行即時科學(xué)處理。

四、對策建議

1.加強管理，依法治水

依照 《中華人民共和國水法》和《山西省水資源管理條例》，將地下水資源的開采、保護，水資源的節(jié)約利用和污水處理回用等工作納入法制軌道，做到與地下水有關(guān)的各個環(huán)節(jié)都有法可依，嚴(yán)格實行依法管理，依法治水，確保地下水保護目標(biāo)的全面實現(xiàn)。

2.建立健全流域管理體系和行政區(qū)地下水水位升降負(fù)責(zé)制

各級水行政主管部門建立健全相應(yīng)管理體制和執(zhí)法隊伍，按照機井水權(quán)配置的要求，實施機井許可取水管理，推廣取水機井采用電子IC智能卡讀數(shù)管理的辦法。各行政區(qū)要建立地下水水位升降負(fù)責(zé)制，將地下水水位的升降納入行政區(qū)領(lǐng)導(dǎo)的考核項目。

3.進(jìn)行機井水權(quán)改革，建立機井水權(quán)市場

通過各種新聞媒體宣傳，使社會各界及廣大群眾充分了解機井水權(quán)，為機井水權(quán)管理創(chuàng)造有利的社會環(huán)境。進(jìn)行水權(quán)改革，建立機井水權(quán)市場。確定機井許可開釆量，在許可的范圍內(nèi)允許地下水水量交易，建立有效的節(jié)水激勵機制，使廣大用水戶能從節(jié)水投入上獲得相應(yīng)的回報，提高水資源的利用效率，引導(dǎo)水資源向節(jié)水、高效領(lǐng)域進(jìn)行二次配置，達(dá)到節(jié)約用水的目的。

[1]田新生，孫明，王政友，等.山西省地下水機井普查分析報告[R].山西省水利廳,2008（7）.

[2]李謙,梁文彪，等.山西省地下水超采治理規(guī)劃[R].山西省水利廳,2006（5）.

[3]山西省水利廳.山西省水利年鑒[M].（1986—2006 年）.