林 嵐，戰(zhàn)子欣 ，胡春媛

（1.水利部松遼水利委員會流域規(guī)劃與政策研究中心，130021，長春；2.水利部松遼水利委員會，130021，長春）

東北四省區(qū)節(jié)水增糧行動項目依靠地下水灌溉的農(nóng)田面積高達94.5%，水利部對項目建設合理開發(fā)地下水提出了明確要求。水資源論證是實施好節(jié)水增糧行動項目的重要前期工作，對科學確定發(fā)展規(guī)模，合理利用有限水資源，緩解水資源供需矛盾，提高水資源利用效率，確保節(jié)水增糧增效有重要意義。本文對項目地下水取水水源、取水影響論證思路及關鍵技術問題作了具體介紹。

一、項目概況

松遼流域位于我國東北部，泛指東北地區(qū)的松花江、遼河、沿黃渤海諸河及跨界河流（中國側(cè)）流域，含黑龍江、吉林、遼寧三省和內(nèi)蒙古自治區(qū)東部三市一盟及河北省承德市的一部分，總面積124.89萬km2。松遼流域耕地面積42 589萬畝 （1 hm2=15畝，下同），2010年有效灌溉面積12 794萬畝，實灌面積11 372萬畝，耕地灌溉率26.70%。

2012—2015年，四省區(qū)建設高效節(jié)水灌溉工程面積3 800萬畝 （黑龍江1 500萬畝，吉林900萬畝，遼寧600萬畝，內(nèi)蒙古800萬畝），其中噴灌面積1 650萬畝，微灌面積1 890萬畝，管道輸水灌溉工程面積260萬畝。在項目區(qū)中，地表水灌區(qū)面積211萬畝，占5.6%；地下水灌區(qū)面積3 589萬畝，占94.5%。大田糧食作物面積3 722萬畝，占98%；大田經(jīng)濟作物面積78萬畝，占2%。

二、節(jié)水增糧行動水資源論證要求

水利部以辦資源〔2012〕261號文件印發(fā)了《關于做好東北四省區(qū)“節(jié)水增糧行動”水資源論證工作的通知》，通知要求節(jié)水增糧行動項目應優(yōu)先使用地表水，合理開發(fā)地下水，禁止取用深層承壓水，取用水總量不得突破國家下達的地表水和地下水取用水總量控制指標；對已達到或超過控制指標的地區(qū)，不得新增取水；對接近控制指標的地區(qū)，限制新增取水。地下水超采區(qū)不得新增取用地下水，生態(tài)脆弱區(qū)限制地下水開采，防止出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境問題；擠占河流生態(tài)環(huán)境用水的河流不得從當?shù)厝∮玫乇硭?/p>

三、松遼流域水文地質(zhì)條件

松遼流域地下水的形成與賦存條件復雜，在氣候、地貌、水文等自然地理和地層、地質(zhì)構造等因素的控制下，表現(xiàn)出不同的水文地質(zhì)特征，丘陵山區(qū)和平原區(qū)的水文地質(zhì)條件差異較大。平原區(qū)主要為松嫩平原、三江平原、遼河平原等，是中生代以來持續(xù)下降的地區(qū)，為地下水的匯集中心，巨厚的中新生代碎屑巖及松散堆積層中賦存豐富的多層地下水。

松嫩平原是一個潛水普遍分布的大型蓄水盆地，東部高平原和西側(cè)的大興安嶺山前傾斜平原，既是山區(qū)基巖裂隙水的排泄區(qū)，又是中部承壓水盆地的主要補給區(qū)。

三江平原是中、新生代以來形成的沉積盆地，自第四紀以來沉積了厚約300 m的松散沉積物，西、南、東三面環(huán)山，北、東北為黑龍江和烏蘇里江，由于它是三條江匯流的沖積湖積平原，顆粒較粗，透水性強，垂向上沒有很好的隔水層。

遼河平原又分為東遼河、西遼河和下遼河平原。東遼河平原地下水主要賦存于松散巖類的砂、砂礫石孔隙之中，含水層厚度5～40 m。西遼河平原含水層由泥質(zhì)砂礫（卵）石、中粗砂、中細砂、細砂、粉細砂組成，形成了厚度為130～200 m的巨厚的含水體。下遼河平原松散巖類孔隙水主要賦存于第四系含礫粗砂、中細砂、粉細砂中，含水層厚度由兩側(cè)山前的20～30 m遞增至中部平原的200～300 m，顆粒由粗變細，主要含水層之上覆蓋厚度不等的亞砂土和亞黏土。

四、地下水取水水源、取水影響論證主要工作思路

節(jié)水增糧行動項目地下水取水水源、取水影響論證主要包括以下內(nèi)容：

①論證范圍內(nèi)地下水資源評價，根據(jù)論證范圍內(nèi)的地下水補、徑、排條件，計算各項補給量和排泄量，并進行均衡分析，分析補給量計算的可靠性。

②計算論證范圍內(nèi)地下水可開采量，并結合論證范圍內(nèi)現(xiàn)狀地下水的開采情況計算剩余可開采量是否滿足項目新增用水需求。

③取水可靠性分析，預測規(guī)劃水平年論證范圍內(nèi)經(jīng)濟社會發(fā)展對水資源的需求，并分析論證范圍內(nèi)的地下水可開采量是否能支撐當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展對水資源的需求；根據(jù)特枯年及連續(xù)枯水年組的補給量及地下水儲存量計算特枯年及連續(xù)枯水年組的地下水可開采量，分析取水可靠性；若項目取水可靠則繼續(xù)，若不可靠則調(diào)整方案。

④布井方案，根據(jù)抽水試驗成果及論證范圍內(nèi)現(xiàn)有開采井實際開采情況確定設計單井涌水量，并根據(jù)設計單井涌水量及作物最大灌水定額計算單井控制規(guī)模，提出布井方案，計算影響半徑，分析抽水是否產(chǎn)生干擾。

⑤分析取水影響，根據(jù)布井方案及論證范圍的地下水補、徑、排條件預測開采后水位變化，分析項目取水對區(qū)域水資源、其他用水戶及生態(tài)環(huán)境的影響。若項目取水無影響或影響較小則方案可行，否則需調(diào)整方案。見圖1。

五、地下水取水論證關鍵技術問題

1.論證范圍確定

圖1 “節(jié)水增糧行動”水資源論證技術路線圖

依據(jù)《縣級總體實施方案水資源論證報告書編制與審批要求》，項目區(qū)以地下水為水源的取水水源論證范圍應根據(jù)水文地質(zhì)單元和計算可開采量的需要確定。遼寧省的阜蒙、凌海、鐵嶺等縣部分區(qū)域?qū)儆诘蜕角鹆陞^(qū)，其項目片區(qū)在山間河谷平原上，整個山間河谷平原為一個完整的水文地質(zhì)單元，面積較小，可將整個山間河谷平原作為論證范圍。吉林省的洮南市、洮北區(qū)和大安市等部分區(qū)域?qū)儆跊_積平原區(qū)，一個市縣的部分區(qū)域只是整個水文地質(zhì)單元的一部分，每個片區(qū)的側(cè)向補給和排泄量基本相等，因此主要考慮垂向上的補給量和排泄量，并考慮便于現(xiàn)狀的供用水統(tǒng)計及規(guī)劃水平年的需水預測，以項目片區(qū)所在的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為論證范圍。黑龍江省部分項目縣位于松嫩東部高平原，其上覆蓋有黃土狀亞黏土，含水層水文地質(zhì)條件復雜，論證范圍劃分應根據(jù)各水文地質(zhì)單元及各含水層的發(fā)育及滅失情況并結合現(xiàn)狀開發(fā)利用情況確定。

2.單井控制規(guī)模的確定

單井控制灌溉面積應根據(jù)《灌溉與排水工程設計規(guī)范》中公式：

式中，A0為單井控制灌溉面積（hm2）；Q為單井出水量（m3/h）；t為灌溉期機井每天開機時間（h/d）；T2為每次輪灌期天數(shù)（d）；η 為灌溉水利用系數(shù)；η1為干擾抽水的水量消減系數(shù)，經(jīng)抽水試驗確定，要求不大于0.2；m為最大灌水定額（m3/hm2）。

管道輸水灌溉和滴灌的單井控制面積應根據(jù)公式（1）計算，并結合片區(qū)的空間分布確定，原則上采用的單井控制灌溉面積不小于計算值的10畝。噴灌工程的單井控制面積的確定還應結合噴灌機的選型確定。審查中要嚴格控制單井控制面積，一方面盡量少打井減少投資，另一方面可促進節(jié)水，避免水資源的浪費。

3.地下水水位預測

開展地下水水位的預測一方面可分析取水的可靠性，另一方面也是分析項目取水對其他用水戶及生態(tài)環(huán)境影響的主要依據(jù)。地下水水位的預測方法包括水均衡法、解析法、數(shù)值法和數(shù)理統(tǒng)計方法，數(shù)值法可以從空間和時間上離散計算域，較為精確地模擬水文地質(zhì)條件空間的變化和源匯項的變化情況，可以逐時段預測出未來地下水水位，但對基礎資料的要求較高，此次節(jié)水增糧行動由于受時間和現(xiàn)有資料的限制沒有采用數(shù)值法預測地下水水位。大部分項目縣是采用均衡法預測地下水水位，將論證范圍內(nèi)新增開采量作為排泄項納入均衡方程中，經(jīng)過多年水均衡調(diào)節(jié)計算檢查項目實施后是否會引起區(qū)域地下水水位持續(xù)下降。本項目取水特點是分散式井群開采，片區(qū)內(nèi)各井之間存在著一定程度的干擾，在各井出水量相近的情況下，井群中心水位受影響最大，黑龍江省的依安等項目縣則是采用解析法預測開采后的各片區(qū)中心水位降深，并進行開采后地下水水位恢復預測，還根據(jù)抽水試驗成果對成果的可靠性進行了驗證。

六、結論及建議

①節(jié)水增糧行動項目地下水取水水源論證及其取水影響分析應包括論證范圍內(nèi)地下水資源評價、論證范圍內(nèi)地下水可采量計算、取水可靠性分析、提出布井方案及分析取水影響等內(nèi)容。

②論證范圍的確定是整個水資源論證中的關鍵一步，節(jié)水增糧行動項目取水的特點是分散式井群開采，論證范圍確定應考慮項目所在水文地質(zhì)單元、項目開采的目標含水層、計算可開采量及取水可能的影響范圍。

③單井控制面積要根據(jù)設計單井涌水量及作物最大灌水定額確定，審查中要嚴格控制單井控制面積，一方面盡量少打井減少投資，另一方面可促進節(jié)水，避免水資源的浪費。

④地下水水位的預測方法包括水均衡法、解析法、數(shù)值法和數(shù)理統(tǒng)計方法，本次節(jié)水增糧行動項目水資源論證主要采用了均衡法和解析法，取得了良好的效果。

[1]建設項目水資源論證導則 （試行）（SL/Z 322—2005）[S].2005.

[2]水資源評價導則 （SL/T 238—1999）[S].1999.

[3]水資源供需預測分析技術規(guī)范（SL 429—2008）[S].2008.

[4]節(jié)水灌溉工程技術規(guī)范（GB/T 50363—2006）[S].2006.

[5]灌溉與排水工程設計規(guī)范（GB/T 50363—2006）[S].2006.

[6]國務院關于實行最嚴格水資源管理制度的意見[J].中國水利，2012（7）.

[7]財政部、水利部、農(nóng)業(yè)部《關于支持黑龍江省吉林省內(nèi)蒙古自治區(qū)遼寧省實施“節(jié)水增糧行動”的意見》[R].2012.

[8]水利部辦公廳.關于做好東北四省區(qū)“節(jié)水增糧行動”水資源論證工作的通知[R].2012.

[9]吉林省水文水資源局.洮北區(qū)“節(jié)水增糧行動”總體實施方案水資源論證報告書[R].2013.

[10]吉林省水文水資源局.大安市“節(jié)水增糧行動”總體實施方案水資源論證報告書[R].2013.

[11]遼寧省水文水資源勘測局.阜新蒙古族自治縣“節(jié)水增糧行動”總體實施方案水資源論證報告書[R].2013.

[12]遼寧省水文水資源勘測局.凌海市“節(jié)水增糧行動”總體實施方案水資源論證報告書[R].2013.

[13]遼寧省水文水資源勘測局.鐵嶺縣“節(jié)水增糧行動”總體實施方案水資源論證報告書[R].2013.

[14]黑龍江省水利水電勘測設計研究院.黑龍江省依安縣“節(jié)水增糧行動”項目水資源論證報告書[R].2013.

[15]吉林水利水電咨詢有限責任公司.黑龍江省嫩江縣“節(jié)水增糧行動”項目水資源論證報告書[R].2013.