王吉杰 張媛媛
用水總量控制是最嚴(yán)格水資源管理制度的“三條紅線”之一。不同取水方式下用水總量監(jiān)控方法如何選擇,不同地質(zhì)條件下用水總量監(jiān)控方法如何確定,成為用水總量控制研究的重點內(nèi)容。尤其是在推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)背景下,建立符合區(qū)域?qū)嶋H的水資源總量監(jiān)控模式,成為落實最嚴(yán)格水資源管理制度的重要工作,也是科學(xué)劃定水資源開發(fā)利用紅線、嚴(yán)格實行用水總量控制的重要基礎(chǔ)。
河北省滄州水文水資源勘測局(以下簡稱“滄州水文局”)按照“從行業(yè)水文向社會水文轉(zhuǎn)變,不斷拓寬監(jiān)測范圍,強(qiáng)化對監(jiān)測信息的分析和評價,為水資源管理和保護(hù)提供重要依據(jù)”的要求,于2011年5月選定滄縣作為試驗區(qū),開展“平原區(qū)域水資源用水總量監(jiān)控模式研究”項目,對用水總量監(jiān)控模式開展研究。
滄州屬資源型缺水地區(qū),水資源開發(fā)利用程度較高,地下水開采量占總供水量的70%以上,地下水過量開采尤其是深層地下水超采已成為制約滄州經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素。滄縣試驗區(qū)位于滄州東部,在以開發(fā)利用地下水為主的我國北方地區(qū)具有一定代表性和典型性,研究成果會在類似區(qū)域具有很大的推廣價值和應(yīng)用價值。
平原區(qū)域水資源用水總量監(jiān)控模式研究,沒有先例可參考,也沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗可循,最嚴(yán)格水資源管理制度作為考核政府的重要指標(biāo),在精確度、準(zhǔn)確度、可行性等諸多方面必須予以保證,這增加了項目實施的難度。在開展平原區(qū)域水資源用水總量監(jiān)控模式研究之前,滄州水文局曾依托獻(xiàn)縣水文站在當(dāng)?shù)亻_展了區(qū)域水資源監(jiān)測與評價工作,積累了大量的基礎(chǔ)資料和寶貴經(jīng)驗,為項目開展打下了良好基礎(chǔ),但要將以往的監(jiān)測工作上升到“模式”層次并達(dá)到推廣使用的目標(biāo),必須狠下一番功夫。
在制定技術(shù)工作路線過程中,項目組負(fù)責(zé)人先后組織省、市專家多次論證討論,六易其稿最終敲定技術(shù)工作方案。水文資料是項目研究的基礎(chǔ),依據(jù)區(qū)域水平衡、總量控制、點線面結(jié)合、地下水垂向分布等原則,項目組科研人員在試驗區(qū)分別布設(shè)雨量站22處,地表水監(jiān)測站13處,淺層地下水動態(tài)監(jiān)測站39處,深層地下水動態(tài)監(jiān)測站57處,監(jiān)測了11個典型村的76眼機(jī)井,站點密度遠(yuǎn)高于國家規(guī)范。
在布設(shè)站點過程中,項目組科研人員跑遍了試驗區(qū)內(nèi)33個村,對區(qū)域內(nèi)河道、水庫、揚水站、坑塘、機(jī)井等進(jìn)行全面勘察。根據(jù)試驗區(qū)實際情況,本著準(zhǔn)確、高效、便捷的原則,科研人員采取了統(tǒng)計法、電量法、典型點法等方法開展工作。統(tǒng)計法,以試驗區(qū)村為單位進(jìn)行逐村逐月用水量調(diào)查;電量法,根據(jù)試驗區(qū)內(nèi)所有機(jī)井、揚水站的耗電量推算用水量;典型點法,利用典型村莊監(jiān)測的農(nóng)業(yè)灌溉畝次及地下水開采量成果,計算全區(qū)農(nóng)業(yè)用水量。在3種方法互相校核的基礎(chǔ)上,利用回歸分析法建立地下水不用埋深區(qū)地下水水位與開采量模型,實現(xiàn)監(jiān)控模式的可操作性。
平原區(qū)域水資源總量監(jiān)控模式試點研究實現(xiàn)了3個創(chuàng)新:一是通過站網(wǎng)優(yōu)化,彌補(bǔ)了監(jiān)測精度低的缺陷;二是通過大量的抽水試驗,實現(xiàn)了用電量反推開采量;三是建立了地下水水位變幅與開采量模型,以地下水水位變幅,直觀地確定示范區(qū)實際地下水資源用水總量。
2013年12月,水利部水文局組織召開“平原區(qū)域水資源用水總量監(jiān)控模式試點研究”項目成果驗收會,與會專家對項目研究給予充分肯定。專家認(rèn)為,科研人員提出了站網(wǎng)布設(shè)的基本技術(shù)要求,采取了多種方法進(jìn)行流量監(jiān)測,開展了抽水泵單位電量出水量監(jiān)測實驗、地下水抽水試驗和降雨入滲補(bǔ)給系數(shù)率定,對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析和修正,對地下水實際開采量、不同深度的機(jī)井?dāng)?shù)量、地下水綜合埋深或變幅進(jìn)行了分析,采用數(shù)理統(tǒng)計、典型調(diào)查、電量計算等方法研究了地下水變幅與降水、開采量之間的關(guān)系,通過對比分析,提出了適合北方平原區(qū)域用水總量的監(jiān)測模式,為水資源合理開發(fā)、科學(xué)管理提供了參考。
由于在開展平原區(qū)域水資源用水總量監(jiān)控模式試點研究項目過程中積累了大量資料和成熟經(jīng)驗,2014年2月,水利部水文局再次選擇滄州市作為試點,開展地下水水位控制與取水總量控制“雙控管理”項目,計劃通過全面、持續(xù)的科學(xué)監(jiān)測,獲得水資源動態(tài)變化的地下水水位、水量、水質(zhì)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù),通過分析和研究水資源動態(tài)變化規(guī)律,為開發(fā)、利用、節(jié)約、保護(hù)和管理水資源,防治水害提供科學(xué)依據(jù)。目前,地下水“雙控管理”項目按既定計劃實施中。