許鳳群, 王　荃

(1.揚(yáng)州市邗江區(qū)水利局, 江蘇 揚(yáng)州　225000; 2.揚(yáng)州市廣陵區(qū)水利局, 江蘇 揚(yáng)州　225000)

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揚(yáng)州市地下水資源特征及可持續(xù)利用對策研究

許鳳群1, 王荃2

(1.揚(yáng)州市邗江區(qū)水利局, 江蘇 揚(yáng)州225000; 2.揚(yáng)州市廣陵區(qū)水利局, 江蘇 揚(yáng)州225000)

摘要：利用揚(yáng)州市近30年來地下水資源的資料,結(jié)合水文地質(zhì)條件,分析揚(yáng)州市各層地下水水位變化的動態(tài)特征及成因。研究顯示了地下水位動態(tài)變化主要受人工開采、氣象、水文等因素的影響。根據(jù)不同區(qū)域的主要影響因子,提出了劃定地下水禁止開采區(qū)和限制開采區(qū)、加強(qiáng)地下水管理與保護(hù)、推行“節(jié)水型社會”建設(shè)、建立非傳統(tǒng)水源利用工程體系、利用地表水資源壓縮開采地下水等有針對性的可持續(xù)利用的對策。

關(guān)鍵詞：地下水;可持續(xù)利用;對策;揚(yáng)州市

水是人類維持生命和發(fā)展經(jīng)濟(jì)不可缺少的寶貴資源。目前有40多個國家(包括中國)30多億人口受到水危機(jī)的困擾,其中13億人口沒有充足的飲用水,發(fā)展中國家有1/2人口遭受缺水之苦,平均每天有6000人因缺水或水污染而死亡[1],日益嚴(yán)重的水危機(jī)威脅著人類生存和經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展。如何科學(xué)合理地保護(hù)和開發(fā)有限的地下水資源,確保水資源能夠高效、可持續(xù)地利用,是實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。揚(yáng)州近年來隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,水資源開發(fā)利用過程中的供、用、耗、排關(guān)系等發(fā)生了較大的變化,生活、生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境用水需求量迅速增加,造成揚(yáng)州市水資源開始出現(xiàn)短缺,局部地區(qū)地下水位急劇下降。為防止這一問題進(jìn)一步發(fā)展,有必要對揚(yáng)州地區(qū)近年來地下水動態(tài)規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)的分析,明確地下水水位的變化趨勢,分析變化的主要影響因子,進(jìn)而有針對性地提出地下水資源的可持續(xù)研究對策。

1區(qū)域概況

1.1　自然地理概況

揚(yáng)州市域地理位置坐標(biāo)在北緯32°15′～33°25′,東經(jīng)119°01′～119°54′之間。本文研究區(qū)域包括揚(yáng)州市區(qū)及其下轄的6個縣市(區(qū))。為了監(jiān)測揚(yáng)州市地下水資源狀況,水利部門在典型區(qū)域分別設(shè)定了74眼深層地下水觀測井,進(jìn)行日常地下水位數(shù)據(jù)的監(jiān)測收集。

1.2　氣象特征

揚(yáng)州市屬南北氣候過渡帶,亞熱帶濕潤氣候區(qū),季風(fēng)顯著,冬冷夏熱,四季分明。降水的年際變化較大,年最大降雨量1520.7mm(1991年),最小488mm(1978年),變幅達(dá)3.4倍。一年中最大降水主要發(fā)生在汛期(5～9月),平均降雨量667.8 mm,約占全年的67%[2]。相對集中的汛期會對地下水位的動態(tài)變化,特別是會對淺層地下水位的變化帶來顯著影響。

1.3　水文特征

揚(yáng)州市大部分區(qū)域地處里下河地區(qū),境內(nèi)河網(wǎng)眾多,水系發(fā)達(dá),水網(wǎng)隸屬長江、淮河水系,長江流經(jīng)其南部,多年平均水位2.95m,除6、7月外,常年低于潛水水位;新通揚(yáng)運(yùn)河、京杭大運(yùn)河平均水位6.50m左右,常年高于潛水水位。區(qū)內(nèi)寶應(yīng)湖、高郵湖、邵伯湖等與長江相連,配套域內(nèi)縱橫河網(wǎng)共同構(gòu)成多種功能的水系網(wǎng)絡(luò)[2]。發(fā)達(dá)地表水系可以對淺層地下水的補(bǔ)給提供幫助。

2揚(yáng)州市地下水資源特征

2.1　總體特征

松散巖類孔隙水是揚(yáng)州各縣(市)區(qū)最主要的地下水類型。按照揚(yáng)州市水文地質(zhì)特征,自上而下將松散巖類孔隙水劃分為潛水、第Ⅰ承壓水、第Ⅱ承壓水、第Ⅲ承壓水、第Ⅳ承壓水等5個含水層[2]。在對地下水資源的開發(fā)利用方面,總體形成以下主要特征:

第一，各行政區(qū)主采層各不相同。揚(yáng)州市域橫跨長江三角洲、里下河平原、丘陵崗地等三個水文地質(zhì)單元。各縣(市)區(qū)地下水含水層分布各異,各行政區(qū)的主采層也各不相同。其中,市區(qū)(廣陵區(qū)、開發(fā)區(qū))以開采Ⅰ、Ⅱ承壓水為主,邗江區(qū)以開采Ⅱ承壓水為主,江都區(qū)、高郵市以開采Ⅱ、Ⅲ承壓水為主,寶應(yīng)縣主要開采Ⅲ、Ⅳ承壓水,儀征主要開采Ⅰ承壓水。

第二，地下水整體上以Ⅱ、Ⅲ承壓層為主要開采層。揚(yáng)州市各行政區(qū)主采層雖有差異,但對全市開采量的統(tǒng)計資料進(jìn)行分析,整個市域是以開采Ⅱ、Ⅲ承壓層水為主,其中,Ⅱ承壓層水占總開采量的30.80%,Ⅲ承壓層水占33.60%,合計占總開采量64.40%[3]。

第三，地下水開采量具有季節(jié)性變化。揚(yáng)州市各行政分區(qū)地下水用途主要是農(nóng)業(yè)灌溉用水(儀征市),居民生活及城鎮(zhèn)公共用水(江都區(qū)、高郵市、寶應(yīng)縣)及工業(yè)用水(全市),逐月開采量的大小受季節(jié)影響非常明顯,主要特點(diǎn)表現(xiàn)為夏多冬少。

第四，地下水水質(zhì)總體良好,局部地區(qū)個別指標(biāo)超標(biāo)。主要超標(biāo)因子為氨氯、氯化物、總硬度等。[3]。

2.2　年開采量動態(tài)變化特征

揚(yáng)州市對地下水的利用早期主要以開采淺層地下水為主,開采深層地下水從二十世紀(jì)六十年代開始。二十世紀(jì)八零年代以前,工、農(nóng)業(yè)及生活用水多以地表水為主,僅城鎮(zhèn)局部開采地下水。進(jìn)入八十年代以后,隨著經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇和改革開放的深入,地下水開采規(guī)模開始擴(kuò)大,并逐步向深層次發(fā)展。到二十世紀(jì)末期,地下水開采達(dá)到高潮。揚(yáng)州市域范圍內(nèi)總井?dāng)?shù)已達(dá)到1079眼,井深多為60-200m深井,年開采總量達(dá)6115.6萬m3。進(jìn)入二十一世紀(jì)以后,地下水資源開始統(tǒng)一加強(qiáng)監(jiān)管,地下水開采量逐漸減少。揚(yáng)州市近15年(2000-2014年)來,全市地下水總開采量雖各縣市(區(qū))各有差異,但總體呈逐年下降趨勢(圖1)。

圖1　揚(yáng)州市地下水開采量動態(tài)變化圖(1985-2014年)

2.3　地下水水位動態(tài)變化特征

2.3.1潛水水位變化

揚(yáng)州市潛水以民用井為主,單井開采量很小。潛水水位動態(tài)變化主要受大氣降水入滲補(bǔ)給影響,并略有滯后現(xiàn)象,表現(xiàn)為降水入滲型動態(tài)特征類型。埋深以儀征月塘水庫、揚(yáng)州市區(qū)、高郵市區(qū)為中心逐漸向外變淺。在2000-2010年間,隨著居民家庭水暖空調(diào)的廣泛使用,揚(yáng)州市淺層地下水開采量逐年增加,地下水位快速下降,在2010年左右開采量達(dá)到最大。揚(yáng)州市自2010年以后陸續(xù)取締水暖空調(diào)。據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù),揚(yáng)州市1985年到2010年,潛水水位總體下降迅速,年均降幅達(dá)0.2米左右,2010-2014年潛水地下水位總體趨于平穩(wěn)(圖2)。

圖2　揚(yáng)州市潛水地下水埋深動態(tài)變化圖(1985-2014年)

2.3.2第Ⅰ承壓水動態(tài)變化

據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù),各行政分區(qū)地下水位呈開采型動態(tài)特征,儀征市1985年到1995年間,數(shù)位下降明顯,2000年后水位總體平穩(wěn),埋深大于20m的地區(qū)位于儀征市馬集鎮(zhèn)以北區(qū)域,其他大部分地段埋深一般在2～10m左右。該層市區(qū)埋深在2～7m,邗江區(qū)埋深在4m左右,高郵市埋深在8米左右。近五年除邗江區(qū)、高郵市局部地段由于開采量的增加,呈緩慢下降外,大部分地區(qū)地下水位均呈上升趨勢。全市上升區(qū)主要位于儀征市馬集鎮(zhèn)以北區(qū)域,近5年來,平均升幅約為0.51 m·年-1(圖3)。

圖3　揚(yáng)州市第Ⅰ承壓地下水埋深動態(tài)變化圖(1985-2014年)

2.3.3第Ⅱ承壓水動態(tài)變化

第Ⅱ承壓水是揚(yáng)州市最主要的開采層。在1985到2000年間,分布在揚(yáng)州城區(qū)、高郵城、寶應(yīng)城一帶的第Ⅱ承壓水位總體呈下降趨勢,尤以城區(qū)下降最快,已形成了一個較大范圍的水位降落漏斗,漏斗中心在平山鄉(xiāng)堡城汽修廠至毛紡廠一帶,埋深大于36m。2000年以后,水位逐漸穩(wěn)定,并有緩慢上升趨勢,江都區(qū)升幅在0.60～2.20m,高郵市升幅在0.71～2.10m,寶應(yīng)縣升幅在1.12～1.70m。下降區(qū)主要位于市區(qū)揚(yáng)州匯豐紡織廠及高郵市揚(yáng)州希捷箱包有限公司,降幅分別為0.34m和0.62m,呈緩慢下降型,總體基本處于穩(wěn)定狀態(tài)(圖4)。

圖4　揚(yáng)州市第Ⅱ承壓地下水埋深動態(tài)變化圖(1985-2014年)

2.3.4第Ⅲ承壓水動態(tài)變化

第Ⅲ承壓水也是我市的主要開采層,全市有189眼開采井,主要集中于高郵市中南部、寶應(yīng)縣東南及江都市的東北部。在1996年以前,由于地下水大量開采,形成一個以高郵城區(qū)為中心的水位降落漏斗,其15m水位埋深等值線已將揚(yáng)州城、江都市的部分地段包圍起來。2000年以前,平均下降速率約0.5m·年-1,市區(qū)局部地區(qū)下降速率甚至達(dá)到1.5m·年-1,直到2000年以后才止跌并逐漸回升。近5年來,該層位地下水位全市總體呈上升趨勢,除江都區(qū)樊川關(guān)和村水廠監(jiān)測井地下水位平均每年下降0.60m外,其余大部分監(jiān)測井地下水位呈上升趨勢,上升區(qū)主要位于高郵市、寶應(yīng)縣以及江都大部分地區(qū)。高郵市升幅在每年0.58～3.55m;寶應(yīng)縣升幅在每年1.25～1.94m,江都區(qū)升幅在每年1.70～3.70m(圖5)。

圖5　揚(yáng)州市第Ⅲ承壓地下水埋深動態(tài)變化圖(1985-2014年)　注:第Ⅲ承壓水主要在高郵市、寶應(yīng)縣、江都區(qū)開采利用,該水位為最大埋深。

2.3.5第Ⅳ承壓水地下水位動態(tài)

第Ⅳ承壓水開采量較少,主要是高郵、寶應(yīng)少量零星開采。2013年開采量僅占全市的18.2%。該層位設(shè)有5眼水位監(jiān)測井,位于高郵市和寶應(yīng)縣,高郵市埋深在20.00～25.93m,寶應(yīng)縣埋深在18.60～25.60m。至2014年末,該層位大部分監(jiān)測井地下水位總體呈上升趨勢[2]。

3揚(yáng)州地下水資源可持續(xù)利用對策

供與需的平衡是水資源可持續(xù)利用的基本保障。揚(yáng)州市從提高水資源利用效率入手,初步構(gòu)建了以地下水資源總量控制與定額管理為核心的地下水資源管理體系、與水資源承載能力相適應(yīng)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)體系、以資源優(yōu)化配置和高效利用為核心的工程技術(shù)體系以及自覺節(jié)水的社會行為規(guī)范體系[4]。根據(jù)揚(yáng)州市地下水資源現(xiàn)狀及各主要用水區(qū)地下水位動態(tài)分析,提出研究區(qū)地下水資源涵養(yǎng)與可持續(xù)利用的主要對策。

3.1　劃定地下水禁止開采區(qū)和限制開采區(qū)

根據(jù)江蘇省地下水位紅線規(guī)定,揚(yáng)州市第Ⅱ承壓限采水位埋深為20m(沿江一帶15m),禁采水位37m;第Ⅲ承壓限采水位埋深為30m(沿江一帶25米),禁采水位47m[2]。根據(jù)揚(yáng)州市地下水監(jiān)測年報數(shù)據(jù),第Ⅰ承壓主要在南部沿江一線及揚(yáng)州市區(qū),埋深較淺,開采潛力較大。除儀征市馬集鎮(zhèn)以北區(qū)域地下水位埋深超過20m及邗江區(qū)瓜洲鎮(zhèn)、高郵市在夏季用水量增多,使得開采量增大,水位降低較快,屬緩慢下降,為限采區(qū),限制開采量外,其余區(qū)域均可開采。第Ⅱ承壓市區(qū)揚(yáng)州匯豐紡織廠及高郵市揚(yáng)州希捷箱包有限公司、邗江區(qū)埋深超過20m,均應(yīng)劃為限采區(qū),控制開采量,并加強(qiáng)水位監(jiān)測。第Ⅲ承壓儀征市最大埋深超過30m,劃為限采區(qū),控制開采量。在地下水限制開采區(qū)內(nèi),不得新增深井?dāng)?shù)量,并逐步壓縮地下水開采量。對確需使用地下水的企業(yè),在不影響地下水水位回升的條件下,可以申請開采地下水。

3.2　加強(qiáng)地下水管理與保護(hù)

日常管理以《水法》、《取水許可和水資源費(fèi)征收管理條例》和《江蘇省水資源管理條例》等法律、法規(guī)為依據(jù),嚴(yán)格執(zhí)行水資源論證、取水許可審批、征收地下水資源費(fèi)、超額用水累進(jìn)加價等制度。對取水、用水、排水、污水處理及回用等經(jīng)濟(jì)社會用水過程的多個環(huán)節(jié)實施水資源科學(xué)化管理。將地下水作為戰(zhàn)略儲備水源,開展地下水壓采方案編制工作,對部分閑置、停用、用水單位無特殊水質(zhì)要求的水井進(jìn)行填封,對確需保留的水井,納入規(guī)范管理,科學(xué)開采,促進(jìn)地下水采補(bǔ)平衡。

3.3　推行“節(jié)水型社會”建設(shè)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,水資源供需矛盾日益顯現(xiàn)。揚(yáng)州2008年開始推進(jìn)節(jié)水型社會建設(shè),在農(nóng)業(yè)節(jié)水方面,通過調(diào)整農(nóng)作物結(jié)構(gòu),因地制宜發(fā)展噴灌、滴灌等節(jié)水先進(jìn)技術(shù),推行渠道防滲和管道輸水工程,減少滲漏損失,提高渠系水利用率,不斷推廣高標(biāo)準(zhǔn)、高技術(shù)含量的農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù);工業(yè)節(jié)水方面主要通過淘汰落后的用水設(shè)備和工藝、推廣工業(yè)廢水回用、串聯(lián)使用和“零”排放等手段,不斷改進(jìn)生產(chǎn)工藝,提高工業(yè)用水重復(fù)利用率;生活節(jié)水方面則通過推廣應(yīng)用節(jié)水型器具、推行城市居住小區(qū)再生水利用技術(shù),建立和完善城市再生水利用技術(shù)體系,同時積極開展灌區(qū)、社區(qū)、企業(yè)(單位)、學(xué)校等節(jié)水型載體建設(shè),不斷提高全社會的居民節(jié)水意識。

3.4　建立非傳統(tǒng)水源利用工程體系

結(jié)合當(dāng)前“海綿城市”建設(shè)要求,在有集雨條件的地區(qū),因地制宜修建蓄水工程,采取“截、蓄、調(diào)”等技術(shù)措施,通過疏浚河道、塘壩，小水庫除險加固等工程增加河塘庫蓄水能力,用于農(nóng)業(yè)灌溉;屋頂雨水收集技術(shù)是用一種經(jīng)濟(jì)、實惠的方式來收集和儲存雨水,可以用于各種用水需求,也可以用來補(bǔ)充地下水含水層,在建筑領(lǐng)域積極推進(jìn)雨水收集技術(shù),雨水收集是減少地下水開采的一個途徑[5]。至2014年,揚(yáng)州市污水處理總量達(dá)18243.62萬m3,而再生水利用量僅有2358.1萬m3，占全市用水總量(378159萬m3)的0.62%,建設(shè)中水回用管道,將中水優(yōu)先用于道路沖刷、沖廁、清洗車輛等,并部分用于企業(yè)生產(chǎn)用水,緩解水資源供需矛盾[2]。

3.5　充分利用地表水資源,壓縮開采地下水

2003年《江蘇省水資源管理條例》明確規(guī)定:開發(fā)利用水資源,應(yīng)當(dāng)統(tǒng)籌安排地表水和地下水,優(yōu)先開發(fā)利用地表水,合理開采淺層地下水,嚴(yán)格控制深層地下水。揚(yáng)州市南依長江,淮河入江水道、大運(yùn)河縱貫?zāi)媳?境內(nèi)擁有高郵湖、邵伯湖、寶應(yīng)湖等湖泊,地表水資源非常豐富。開發(fā)利用水資源,應(yīng)堅持優(yōu)水優(yōu)用的原則,合理開采使用淺層地下水,嚴(yán)格控制開采深層地下水,以保證深層地下水的可持續(xù)利用。特別是在地下水開采控制區(qū)應(yīng)適當(dāng)增加地表水的利用量,減少地下水開采,以促進(jìn)地下水位的回升,保證地下水的可持續(xù)利用。另外,綠地植被具有優(yōu)秀的滲水、蓄水能力,充分利用城鄉(xiāng)綠化生態(tài)建設(shè),加強(qiáng)淺層含水層的調(diào)蓄功能,不僅可增加水資源的可利用量,減少水資源無效的蒸發(fā)消耗,而且可為南水北調(diào)工程提供水資源調(diào)節(jié)儲存空間。

3.6　加強(qiáng)地下水的動態(tài)監(jiān)測,堅持優(yōu)水優(yōu)用

揚(yáng)州市內(nèi)開采的地下水90%左右用于工業(yè)用水,造成優(yōu)質(zhì)水低用的浪費(fèi),應(yīng)將有限的優(yōu)質(zhì)地下水資源用于人們的生活、食品等方面。對于工業(yè)用水,除非是其他水源無可替代的,否則應(yīng)盡量限制使用地下水。同時,制定科學(xué)合理的地下水開采使用規(guī)劃,堅持優(yōu)水優(yōu)用[6]。

4結(jié)語

揚(yáng)州市地下水的開發(fā)經(jīng)歷了30余年的歷程：2000年以前,受過度開采等因素的影響,造成各層地下水水位總體下降明顯,并在揚(yáng)州城區(qū)、高郵市區(qū)等局部區(qū)域形成漏斗。進(jìn)入21世紀(jì)以后,隨著《水法》、《江蘇省水資源管理條例》的相繼出臺,各行政區(qū)水利部門加強(qiáng)管理,嚴(yán)格執(zhí)行地下水資源論證與取水許可審批制度,實行計劃用水及超計劃加價用水等管理措施,近10年來,各層地下水水位總體均呈上升趨勢。這說明當(dāng)前的管理模式是合理有效的。淺層地下水受降雨量、地質(zhì)條件和開采量等主要因素影響,水位動態(tài)變化幅度大而頻繁,但具有可恢復(fù)性。可持續(xù)利用的著力點(diǎn)應(yīng)放在淺部,與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的結(jié)合點(diǎn)就在于維持淺部地下水的動態(tài)均衡上;深層地下水可補(bǔ)給性差,地下水水位動態(tài)變化主要受人工開采的影響。不同區(qū)域可采用不同的可持續(xù)利用策略:對于地下水水位緩慢下降的區(qū)域,定為限采區(qū),嚴(yán)格限制地下水的開采量;地下水水位急劇下降的區(qū)域,不得新增深井?dāng)?shù)量,并逐步壓縮地下水開采量。其他區(qū)域需要加強(qiáng)地下水資源的動態(tài)監(jiān)測,堅持優(yōu)水優(yōu)用。

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(責(zé)任編輯：李金宇)

On the Characteristics of Groundwater Resources in Yangzhou City and Their Countermeasures of Sustainable Utilization

XU Feng-qun1, WANG Quan2

(1.Hanjiang District, Yangzhou City Water Conservancy Bureau, Yangzhou225000, China;

2. Guangling District, Yangzhou City Water Conservancy Bureau, Yangzhou 225000, China)

Abstract:Based on the information for groundwater resources in Yangzhou city in recent 30 years, and combined with the hydro-geological conditions, this paper analyses the dynamic characteristics and the causes of groundwater level changes in Yangzhou city. The study shows that the dynamic changes of groundwater level are mainly influenced by artificial mining, meteorological and hydrological factors. According to the main influencing factors in different regions, it presents the corresponding countermeasures of sustainable utilization, such as designating prohibited and limited groundwater exploration areas, strengthening groundwater management and protection, implementing the construction of water-saving society and so on.

Key words:groundwater; sustainable utilization; countermeasures; Yangzhou City

中圖分類號:P 641.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1008-3693(2015)04-0032-05

作者簡介：許鳳群(1972—),女,揚(yáng)州市邗江區(qū)水利局工程師。 莫麗麗(1980—),女,揚(yáng)州商務(wù)高等職業(yè)學(xué)校商務(wù)系講師。

收稿日期：2015-09-06 2015-09-25