武中強(qiáng),魏建明,劉長征
(河北省滄州市水利科學(xué)研究所,河北滄州061000)
低平原地區(qū)由于上游水利工程的攔蓄,導(dǎo)致地表水資源都比較缺乏,河道來水具有明顯的季節(jié)性,同時水質(zhì)的持續(xù)惡化,使地表水源基本不具備取水條件,所以,在不具備替代水源的情況下,區(qū)域內(nèi)的建設(shè)項目取水都把地下水做為主要的取用水水源。
低平原區(qū)的地下水往往存在運(yùn)動情況復(fù)雜、水文地質(zhì)條件多變、補(bǔ)給困難、水文分區(qū)不明確、水質(zhì)情況復(fù)雜、超采嚴(yán)重等問題,尤其地下水超采問題和地下水水質(zhì)污染問題受到越來越多的關(guān)注,這些問題導(dǎo)致低平原區(qū)地下取水受到嚴(yán)格的限制,絕大部分的取水只能用于生活用水且需要編制完整的論證報告。由于地下取水需要論證的影響因素的不確定性,使得論證報告的編寫具有很大的難度,準(zhǔn)確把握低平原區(qū)域地下水水資源論證工作的要點,如論證范圍、工作等級、水平年、地下水合理開采與保護(hù)等,明確論證工作中的一些問題,是水資源論證報告編寫質(zhì)量的重要保證。合理準(zhǔn)確的論證工作既能滿足建設(shè)項目的取水需求,又有利于合理規(guī)劃開發(fā)區(qū)域地下水資源,實現(xiàn)地下水資源的有效保護(hù)和持續(xù)利用。
確定合理、符合實際的論證范圍是水資源論證工作的基礎(chǔ),是分析計算論證合理取用水量及分析取用水影響程度的依據(jù)。論證范圍包括區(qū)域性水資源狀況與開發(fā)分析的范圍,取水水源論證范圍與取水和退水影響范圍三個方面。
分析范圍的確定是為了對于論證項目所在地的區(qū)域水資源狀況進(jìn)行相應(yīng)的分析,明確區(qū)域水資源的現(xiàn)狀條件,包括地表水動態(tài)、地下水水位水量動態(tài)、氣象條件、河流情況等,分析范圍的合理確定,可以保證論證工作的邊界條件清楚、明確,可以從大的方面支撐論證工作,但對于地下取水來說,地下水的補(bǔ)給情況應(yīng)該做為確定分析范圍的一個重要考量因素,在有資料支撐的情況下,獨立的地下水水文地質(zhì)單元應(yīng)該確定為分析范圍,在沒有資料支撐或者地下水水文地質(zhì)單元無法明確的情況下,分析范圍的可以參照地表取水情況確定,在有觀測資料支撐的情況下,按地表水文單元或行政區(qū)域邊界來進(jìn)行劃分。
根據(jù)實際論證情況分析,低平原區(qū)建設(shè)項目地下取水的論證范圍,不宜過大。根據(jù)導(dǎo)則的要求,地下水水源與地表水水源按同樣的方法確定論證范圍,一般是以行政區(qū)分界為邊界線,主要是一般都無法確定一個獨立的水文地質(zhì)單元或者水文地質(zhì)單元遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于行政邊界而無法采用。實際工作中,很多的報告編寫也都是以縣一級或者市一級的行政分區(qū)為論證范圍,但是,這樣有可能會造成論證范圍的過大,依據(jù)這樣的論證范圍來計算地下水可開采量時,可開采量是偏大在,這就形成針對個案分析時,與可開采量相比,項目取水都遠(yuǎn)小于可開采量,均可滿足項目的開采要求,但隨著同一區(qū)域取水項目數(shù)量的增加,其取水總和會超出論證區(qū)域總的可利用量。分開看,每一個項目取水都是合理的,但總體看時又是明顯不合理的,會超出論證范圍內(nèi)可開采利用量很多。所以在確定論證范圍的時候,可以不考慮獨立的地下水文地質(zhì)單元這一條件,而在導(dǎo)則要求的基礎(chǔ)上把行政分區(qū)進(jìn)一步的細(xì)化,同時把地下水取水時的實際影響半徑做為一個重要的參考量,結(jié)合建設(shè)項目取水井或參照井的實際取用水的影響范圍確定項目取水的論證范圍,把市區(qū)、鄉(xiāng)以及村納入考慮范圍之內(nèi)。
根據(jù)實際完成的論證報告數(shù)據(jù)分析,在項目年取用地下水量10萬m3以下的項目中,以實際取水井影響半徑范圍的10~15倍確定論證范圍,基本可以滿足論證的取水分析需求。但要考慮在取水水源地周邊或同一區(qū)域內(nèi)存在較大取水項目的情況,也要根據(jù)實際的抽水實驗考慮地下水的補(bǔ)給條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。這樣確定的論證范圍即可以滿足項目的取用水需求,又減小了多個項目取用地下水量疊加影響的程度,項目的取用水量可以更加微觀的調(diào)整和控制,利于區(qū)域可開采量的有效計算和管理,保證地下水資源的科學(xué)高效利用,減少地下水資源的浪費。
低平原區(qū)的地下水一般都處在超采狀態(tài),以華北平原來例,由于多年的地下水超采,已經(jīng)形成全國最大的漏斗群,并有持續(xù)發(fā)展的趨勢,其地下水的開采程度很高,如果按照導(dǎo)則要求,其工作等級都應(yīng)該為一級,至少也是二級,但在實際的工作中,一些建設(shè)項目的取水量很小,取水與退水影響也很小,尤其是一些項目開發(fā)利用的是易采易補(bǔ)的淺層地下水,在論證工作中如果定為高工作等級,一是工作量增加很多,需要進(jìn)行詳細(xì)的水文、水質(zhì)、水量調(diào)查與評價,一些原本沒有監(jiān)測資料或監(jiān)測資料過少的地區(qū)基本無法完成這樣的工作內(nèi)容,實際的論證費用也根本無法滿足這樣的工作要求;二是定為高等級以后,按《關(guān)于建設(shè)項目水資源論證報告書編制費用核算方法(征求意見稿)征求意見的函》的標(biāo)準(zhǔn),會導(dǎo)致論證費用過高,增加業(yè)主成本,降低業(yè)主進(jìn)行水資源論證的積極性和主動性,導(dǎo)致項目私自開采地下水的情況,造成地下水管理的復(fù)雜性和寶貴水資源的浪費。
實際論證工作中,論證工作等級一般都是根據(jù)項目的地下取水規(guī)模進(jìn)行確定,但這也存在一定的問題,只根據(jù)量確定有時又會導(dǎo)致工作等級偏低,使實際的論證工作無法滿足要求。比如年取水量小于1萬m3但為取用超采區(qū)深層地下水的,按量只能定為三級,但按取水性質(zhì)又需要定為一級,造成矛盾。根據(jù)多個項目的實際論證工作,提出如下建議,在低平原區(qū)的地下水論證工作中,工作等級確定原則應(yīng)為:主要的影響因素重點考慮,兼顧一般。平原地區(qū)水文地質(zhì)相對來說比較簡單,便于查明,而且在整個的區(qū)域內(nèi)區(qū)別不大,具有較高的一致性,所以在確定工作等級時可以不考慮或者適當(dāng)考慮。要重點考慮地下水超采、項目取水量情況、項目節(jié)水情況、替代水源情況及論證費用幾個因素。論證費用可以支撐的情況下,盡量按高等級進(jìn)行確定。在地下水平衡或者有潛力區(qū),可以確定為三級工作等級;在地下水超采區(qū),項目取水量較小且有較好資料支撐的情況下,可以確定為三級或二級;在地下水超采區(qū),取水量較大且深層取水的,需要進(jìn)行實驗確定相應(yīng)情況的,應(yīng)該確定為二級和一級工作等級。
在以地表水為取水水源的情況下,水文學(xué)范疇內(nèi)的水平年比較好確定,以流域內(nèi)的水文資料系列,結(jié)合多年的平均降雨量就可以確定出來,但在以地下水為取水水源的論證工作中,水平年的確定如果仍以降雨量和水文資料系列來確定,就顯得比較勉強(qiáng)。項目的地下取水往往都是第Ⅲ含水組以下的水,甚至達(dá)到了第Ⅴ含水組,深度一般都超過100 m,這樣的深度,降雨入滲的影響基本可以忽略不計,深層地下水的動態(tài)變化基本是側(cè)向補(bǔ)給和人工開采兩個原因形成的,以降雨量或者地表水文系列資料來確定地下水論證工作的水平年,是沒有說服力也不符合實際的,不能客觀的反映地下水的真實現(xiàn)狀和規(guī)劃現(xiàn)狀。
就地下水取水的論證項目來說,以多年的地下水動態(tài)變化資料來確定現(xiàn)狀水平年和規(guī)劃水平年是合理可行的。通過多年的動態(tài)觀測,地下水的變化會有一個比較明顯的趨勢,通過現(xiàn)狀年的地下水動態(tài)與多年的地下水動態(tài)資料進(jìn)行對比分析,可以明確現(xiàn)狀年地下水的變化形態(tài)處于什么樣的水平,水位是上升還是下降,水質(zhì)是變好還是變壞,在現(xiàn)狀年條件下,水位和水質(zhì)的變化是怎樣的一個趨勢,是不是有利于項目的取水等。然后將現(xiàn)狀年的資料納入到多年資料系列,再根據(jù)年份相近的原則,就可以比較客觀合理的確定項目論證的水平年。水平年的合理確定,可以很好的指導(dǎo)報告中水量、水質(zhì)部分的編寫,對于取用下水的合理性和可行性分析提供直接的支撐,更進(jìn)一步的保證地下取水論證報告編寫的科學(xué)性和合理性。
采用這樣的地下水動態(tài)資料系列來確定相應(yīng)的水平年,一是具有可比性,可以真實的反映當(dāng)前的地下水開采條件,明確現(xiàn)狀年的開采水平;二是可以進(jìn)行一個合理的項目取水影響預(yù)測,地下取水必然會對地下水的動態(tài)形成趨勢性影響,可以在這個大的趨勢下定性的分析地下取水在規(guī)劃水平年時對于整個地下水水量、水質(zhì)等的影響。
在低平原區(qū)進(jìn)行地下水的開采和利用,首要的問題就要考慮地下水開采后的有效補(bǔ)充問題,因為水文地質(zhì)條件所限,低平原區(qū)地下水的開采均具有不可逆性,一旦開采,只依靠天然的補(bǔ)給實現(xiàn)采補(bǔ)平衡是極其困難的,所以,在地下取水的論證報告編寫過程中,一是要嚴(yán)格核定取用水量,避免過量的開采地下水,二是要在論證地下水開采時,適當(dāng)說明地下水的補(bǔ)充和恢復(fù)情況?,F(xiàn)有的地下取水的水資源論證報告中,一般只考慮取水而沒有補(bǔ)水或水源替代、切換方面的論證,只論證項目取用水量小于區(qū)域可開采量就算完成了報告的編寫工作,至于取水后地下水是否可以及時恢復(fù)或得到有效補(bǔ)充卻沒有相應(yīng)的說明,導(dǎo)致開采量逐年增加,可開采量卻常年不變,論證取水都合理,但超采卻越來越嚴(yán)重的情況。雖然地下水是一個動態(tài)變化的過程,精細(xì)化監(jiān)控很難實現(xiàn),但總體趨勢還是可以根據(jù)常觀資料進(jìn)行分析評估的,在低平原區(qū)地下取水論證工作中,要對這一部分內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充分析,以總體可開采量和補(bǔ)充水量來控制項目取用水量,按“總體控制個休,總量控制分量”的原則來對項目取用地下水資源進(jìn)行論證。比如在華北平原的地下取水論證中,引黃、南水北調(diào)的地表水都要在論證報告編寫過程中充分考慮,說明是否可以通過水源補(bǔ)充或水源切換減少地下水的開采,從而實現(xiàn)地下水資源的涵養(yǎng)和保護(hù),以減輕地下取水的影響,控制地下水超采漏斗的發(fā)展,避免地下水嚴(yán)重超采造成的地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害。論證工作的管理部門也應(yīng)該對每個項目的取用水量進(jìn)行匯總分析,計算項目總開采量與可開采量之間的關(guān)系,制定控制項目開采地下水的管理辦法和政策,設(shè)定開采警戒線,確保地下水資源的采補(bǔ)處于平衡或基本平衡狀態(tài),減少不合理開采和非法開采。
地下取水必然會造成地下有限水資源的減少,但地表水資源的匱乏又使得地下水的開采不得已而為之,那么有效的進(jìn)行開采條件下的地下水資源保護(hù)就顯得尤其重要。地下取水水資源論證是保證地下水科學(xué)、合理、有序開采的有效手段,切實加強(qiáng)論證報告編寫中地下水資源保護(hù)部分的內(nèi)容,不僅可以使項目單位建立保護(hù)地下水資源意識,節(jié)約地下水資源,也有利于實現(xiàn)地下水資源的管理,最大限度的保護(hù)地下水資源,達(dá)到采補(bǔ)平衡,保證地下水的持續(xù)利用。建議在論證報告編制過程中充分論證以下幾個問題,一是合理的地下水開采量二是項目的清潔生產(chǎn)水平;三是地下水補(bǔ)充和水源替代、切換;
在低平原區(qū)進(jìn)行項目的地下取水水資源論證時,地下水取水水源的論證是報告編寫的重點,在報告編制過程中,要充分論證取水水源的層位、取水量、取水影響等內(nèi)容,同時還要通過抽水實驗、回灌實驗、滲透實驗、水質(zhì)檢測等確定相應(yīng)的水力參數(shù),通過取水水源的論證,就可以明確取水井的位置、深度、開采量、水質(zhì)狀況等內(nèi)容,還可以明確取水后對于區(qū)域地下水資源的影響情況。
地下水取水水源論證一般自上而下進(jìn)行含水層的分析論證,以確定取水水源深度。哪一個含水層可以滿足項目的水量和水質(zhì)需求,就基本可以確定水源,但同時還需要考慮其它因素,比如,華北平原地區(qū),第III含水組一般為農(nóng)業(yè)用水,開采量很大,開采程度很高,為主要的超采含水層,在論證時,如果第III含水組和第IV含水組均可以滿足項目需求時,考慮到農(nóng)業(yè)開采的因素,一般要避開第III含水組而以第IV含水組為取水水源。所以,在確定地下水取水水源時,分析要全面、客觀、符合實際情況。另外,由于地下水的超采嚴(yán)重,除了生活必需用水以外,其它用水一般不建議開采深層地下水,而要選擇淺層水或者處理后可以利用的咸水層做為取用水水源,在有可替代水源的情況要進(jìn)行水源的及時切換,盡量減少地下水的開采利用,從而保護(hù)深層地下水資源。
為了查明取水水源位置的地下水狀況,計算取水區(qū)域的地下涌水量、取水影響半徑、地下水開采降深等,需要進(jìn)行項目的單井或多井抽水實驗及回灌實驗。通過抽水實驗,不僅可以準(zhǔn)確確定取水井的取水層位、單位出水量、地下水的補(bǔ)排情況、降深等水力參數(shù),還可以根據(jù)抽水實驗的數(shù)據(jù)對取水的影響進(jìn)行定量的分析,對于合理開發(fā)和有效保護(hù)地下水資源具有重要意義。通過回灌實驗可以明確地下水回灌的可行性,在條件具備的情況下便于進(jìn)行地下水的回灌,提高地下水的賦存量,實現(xiàn)采補(bǔ)平衡。所以,在論證報告編制過程中,需要進(jìn)行相應(yīng)的實驗,采集實驗數(shù)據(jù),為論證結(jié)論的準(zhǔn)確性提供必要的技術(shù)支持。
取水水源論證中,水質(zhì)的論證也是不可忽視的重要方面,水量論證是說明有沒有水的問題,水質(zhì)論證就是說明可不可用的問題。一些項目對水質(zhì)的要求較高,比如制藥業(yè),就需要通過水質(zhì)檢測來核定地下水水質(zhì)情況。在取水水源深度確定的情況下,進(jìn)行水質(zhì)分析,在水質(zhì)不滿足需求的情況下,看是否可以通過一些成本可控的技術(shù)手段來使水質(zhì)滿足項目需求,如果仍無法符合項目需求,那就需要重新進(jìn)行取水水源論證,重新論證取水層位,直至取水水源滿足水量和水質(zhì)兩方面的要求。
在進(jìn)行地下水取水水源論證時,還要分析論證取水的影響情況,建議做長時間取水的地下水位降深預(yù)測,以確定項目取水對于區(qū)域水資源的累積影響。在做取水影響時,不僅要考慮區(qū)域內(nèi)同一取水層位的其它取水水源情況,避免取水井距離過近而相互影響,影響水源保證程度,還要考慮地下水超采的層位,避免在超采層內(nèi)大量長時間取水,以減少地下水超采造成的環(huán)境地質(zhì)問題。
低平原區(qū),由于地表水資源的缺乏、地下水文地質(zhì)條件的復(fù)雜、地下水超采嚴(yán)重等問題,使在進(jìn)行水資源論證工作的時候,在進(jìn)行論證范圍取舍、工作等級確定、水平年確定、區(qū)域水資源狀況分析、地下水源論證等方面存在很多不便于查明的因素,導(dǎo)致水資源論證的精度不夠、預(yù)測不準(zhǔn)、質(zhì)量不高,沒有起到應(yīng)該起的作用,一方面造成了取水許可的審批工作困難,另一方面也不利于地下水資源的合理開發(fā)和保護(hù)。地下水取水的水資源論證工作,應(yīng)該在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上有所加強(qiáng),修改相應(yīng)的導(dǎo)則和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),與地表取水論證分開對待,采用不同的論證技術(shù)要求,加強(qiáng)政策的支持,同時,加強(qiáng)地下水資源的監(jiān)管,使論證報告的編寫更接近項目的實際需求并與區(qū)域水資源條件相適應(yīng),使地下取水水資源論證工作更加合理和具有指導(dǎo)意義,真正成為地下取水許可審批的可靠依據(jù)。
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