孫勝祥，王力堅(jiān)

（1.陜西省地下水管理監(jiān)測(cè)局，710003，西安；2.陜西省水利水電工程咨詢(xún)中心，710004，西安）

一、大型煤炭基地地下水“雙控”研究背景

為緩解能源供需緊張矛盾、增加煤炭供給，2003年年初國(guó)家規(guī)劃了神東、陜北等14個(gè)大型煤炭基地，形成了若干個(gè)億噸級(jí)煤炭骨干企業(yè)。神東基地包括神東、萬(wàn)利、準(zhǔn)格爾、包頭、烏海和府谷6個(gè)礦區(qū)，陜北基地確定了榆神、榆橫2個(gè)礦區(qū)。2個(gè)基地中只有府谷礦區(qū)屬石炭—二疊紀(jì)煤田，其余均為侏羅紀(jì)煤田。侏羅紀(jì)煤田為我國(guó)煤炭資源富集程度高、煤質(zhì)好、埋藏淺、開(kāi)發(fā)前景廣闊的大煤田。

神東（陜西部分）、陜北2個(gè)大型煤炭基地位于陜西省榆林市北部，其中神東（陜西部分）基地位于神木縣和府谷縣，陜北基地涉及靖邊、橫山、榆陽(yáng)、神木4區(qū)縣（靖邊境內(nèi)煤炭尚未開(kāi)采）。兩基地礦區(qū)面積約1萬(wàn)km2，煤炭預(yù)測(cè)資源量 2 720億 t，探明儲(chǔ)量1 376.6億t。兩基地從21世紀(jì)初開(kāi)始，開(kāi)發(fā)速度不斷加快，規(guī)模迅速擴(kuò)大，目前煤炭開(kāi)采量維持在年產(chǎn)3.6 億 t。

煤炭資源的開(kāi)采為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展提供了極大的支撐，與油、氣、鹽等資源一起催生了“國(guó)家級(jí)能源重化工基地”建設(shè)。陜北雖富煤、油、氣、鹽等礦產(chǎn)，但卻是水資源較匱乏之地，榆林市人均水資源量889 m3，是全國(guó)人均占有量的42%。兩基地大部分區(qū)域處在風(fēng)沙灘地區(qū)，干旱少雨是該區(qū)域最大氣候特點(diǎn)之一，煤、油、氣、鹽等資源的大量開(kāi)采對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成一定影響。侏羅紀(jì)煤田埋藏較淺，在神東礦區(qū)不足40 m，最深的榆橫礦區(qū)，在靖邊紅墩界處也僅580 m。目前，開(kāi)采的2-2煤層因埋藏淺，其開(kāi)采對(duì)地下水?dāng)_動(dòng)較大。兩基地多處已出現(xiàn)大范圍地下水水位下降區(qū)。在大型煤炭基地如何貫徹落實(shí)最嚴(yán)格水資源管理制度，實(shí)現(xiàn)地下水用水總量控制和地下水水位控制，使煤炭開(kāi)采對(duì)地下水資源和生態(tài)環(huán)境人為擾動(dòng)最小化，這是亟須研究的問(wèn)題。為此，選取神東、陜北兩大基地侏羅紀(jì)煤田陜西部分作為研究對(duì)象，尋找在生態(tài)上合理、經(jīng)濟(jì)上可行、社會(huì)可接受的地下水“雙控”管理方法，服務(wù)于當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)和管理。

二、大型煤炭基地地下水資源管理狀況

1.地下水資源管理制度建設(shè)

在2012年 《國(guó)務(wù)院關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見(jiàn)》印發(fā)后，榆林市相繼制訂、完善了多項(xiàng)水資源管理制度，與地下水資源直接相關(guān)的有《榆林市人民政府關(guān)于印發(fā)榆林市地下水資源保護(hù)管理辦法的通知》（簡(jiǎn)稱(chēng)《管理辦法》）、《榆林市人民政府關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的實(shí)施意見(jiàn)》（簡(jiǎn)稱(chēng)《實(shí)施意見(jiàn)》）。

《管理辦法》第十六條要求：“煤礦、油氣等大量開(kāi)采和排泄地下水資源的單位，要同步有地下水資源保護(hù)方案和措施。”第十九條要求：“興建地下工程設(shè)施或者進(jìn)行地下勘探、采礦、采油氣等活動(dòng)擾動(dòng)地下水的公民、法人和其他組織，必須按照‘誰(shuí)開(kāi)發(fā)、誰(shuí)保護(hù)’的原則，對(duì)開(kāi)發(fā)活動(dòng)涉及的區(qū)域進(jìn)行地下水監(jiān)測(cè)，依據(jù)地下水監(jiān)測(cè)等資料成果，制定保護(hù)地下水資源的方案。”

《實(shí)施意見(jiàn)》要求：“建立開(kāi)發(fā)企業(yè)自行保護(hù)地下水資源的自律機(jī)制，礦產(chǎn)（包括石油和天然氣）開(kāi)采和地下工程建設(shè)前，應(yīng)充分論證對(duì)地下水的影響，制訂保護(hù)方案，同步規(guī)劃建設(shè)監(jiān)測(cè)和保護(hù)設(shè)施，并與主體工程同步驗(yàn)收投入使用?！?/p>

另外，2016年 4月 1日施行的《陜西省地下水條例》第二十七條規(guī)定：“開(kāi)采礦藏或者建設(shè)地下工程必須疏干排水的，采礦單位或者建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)向縣級(jí)以上水行政主管部門(mén)報(bào)送疏干排水方案，并按照批準(zhǔn)的疏干排水方案進(jìn)行疏干、回收利用或者排放，不得擅自擴(kuò)大疏干區(qū)域和變更排放地點(diǎn)”“因疏干排水導(dǎo)致地下水水位下降、水源枯竭或者地面塌陷的，采礦單位或者建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取工程技術(shù)措施，予以補(bǔ)救；給他人生活和生產(chǎn)造成損失的，依法給予補(bǔ)償?！?/p>

這些辦法、意見(jiàn)、條例，明確了煤炭基地地下水管理各方職責(zé)，給基地地下水管理提供了支撐和依據(jù)。

2.基地地下水管理現(xiàn)狀

（1）地下水水位持續(xù)下降

神東、陜北兩基地地下水水位總體特征：2000年以前，區(qū)域地下水無(wú)人為擾動(dòng)，水位隨氣候干旱、雨澇而變化；2001—2006年煤炭開(kāi)采緩慢上升期地下水出現(xiàn)了變化，例如位于橫山區(qū)的301號(hào)井，該井位所在的榆陽(yáng)煤礦，6年間地下水水位下降0.95 m；2007—2015年礦區(qū)各煤礦開(kāi)采量大幅度提高，多處地下水水位大幅度下降，301號(hào)井7年間下降了7.66 m。

露天煤礦煤炭開(kāi)采對(duì)地下水的影響更直接。位于神木縣西灣露天煤礦附近的監(jiān)測(cè)井，從2007年到2015年，地下水水位下降了14.7 m。而此段時(shí)間西灣露天煤礦在剝離上覆地層以及高強(qiáng)度開(kāi)采，地下水水位變化與其同步進(jìn)行。

（2）采煤對(duì)地下水水位影響明顯

由2000年以前兩基地的地下水水位埋深等值線(xiàn)圖對(duì)比看，圖形大致相同，即區(qū)內(nèi)地下水水位埋深基本不變，榆橫礦區(qū)北區(qū)地下水水位埋深基本小于3 m，榆神礦區(qū)和神東礦區(qū)地下水埋深主要在3～6 m之間。煤炭沒(méi)有開(kāi)采，水位沒(méi)有波動(dòng)。

2000年兩基地開(kāi)始采煤活動(dòng)后，到2006年年底，地下水水位開(kāi)始波動(dòng)，榆橫北區(qū)地下水水位埋深雖然仍以3 m為主，但地表原有的海子面積明顯縮小，地下水水位0～3 m埋深區(qū)域面積也明顯減少；榆神礦區(qū)地下水水位埋深已下降到6～15 m區(qū)間內(nèi)；神東礦區(qū)地下水水位下降較小，埋深主要在3～9 m之間?？梢?jiàn)煤炭開(kāi)采對(duì)地下水水位影響很明顯。

2007—2015年間，榆神礦區(qū)地下水水位繼續(xù)下降，埋深主要在9～15 m之間；神東礦區(qū)地下水水位下降較明顯，埋深已到15 m以下。榆橫北區(qū)地下水水位先降后升，2012年下降到低點(diǎn)，從2013年開(kāi)始緩慢上升，埋深0～3 m的區(qū)域有所增加。這主要是因?yàn)榈V區(qū)內(nèi)的榆陽(yáng)煤礦于2013年年末關(guān)閉，榆橫北區(qū)其他煤礦尚未生產(chǎn)。說(shuō)明煤炭開(kāi)采與地下水水位變化關(guān)聯(lián)密切。

（3）礦坑涌水量疏于管理

根據(jù)對(duì)兩基地正常開(kāi)采煤礦的礦坑涌水量調(diào)查，以榆陽(yáng)區(qū)為例，目前達(dá)產(chǎn)煤礦34座，年礦坑涌水量8 351萬(wàn)m3，其中煤礦自用2 103萬(wàn)m3，外排4 852萬(wàn)m3，已建成配套用水項(xiàng)目利用水量1 396萬(wàn)m3。涌水量超過(guò)了榆陽(yáng)區(qū)當(dāng)年年報(bào)地下水開(kāi)采量。按各煤礦噸煤平均排水量，粗估兩基地年煤礦開(kāi)采礦坑涌水量約1.74億m3，相當(dāng)于榆林市全年淺層地下水的開(kāi)采量，是榆陽(yáng)、橫山、神木3區(qū)縣年地下水利用量的總和。該部分涌水目前仍有大部分經(jīng)簡(jiǎn)單處理后直接外排，沒(méi)有得到很好利用。

目前煤炭行業(yè)主管部門(mén)對(duì)礦坑涌水的關(guān)注點(diǎn)多集中在是否對(duì)礦井構(gòu)成安全隱患，水行政主管部門(mén)的關(guān)注點(diǎn)多集中在涌水是否被優(yōu)先利用，尚未將礦坑涌水管理納入日常工作。

（4）日常監(jiān)管較弱

按照最嚴(yán)格水資源管理制度的要求，市級(jí)政府對(duì)各區(qū)縣下達(dá)了水資源管理控制目標(biāo)，同時(shí)按考核細(xì)則和實(shí)施辦法每年進(jìn)行考核，但礦區(qū)地下水水位每年下降1 m，且連年下降的區(qū)域仍存在，說(shuō)明有監(jiān)管漏洞。

煤礦區(qū)地下水水位變化既未納入當(dāng)?shù)刈顕?yán)格水資源管理考核內(nèi)容，也未劃入地下水水位超采區(qū)、水功能區(qū)等管理范圍，目前除了煤礦項(xiàng)目立項(xiàng)時(shí)的“建設(shè)項(xiàng)目水資源論證”及生產(chǎn)中繳納水資源費(fèi)外，尚未有其他管理內(nèi)容。按照目前衡量年度地下水水位是否穩(wěn)定的考核標(biāo)準(zhǔn)要求，考核范圍尚未延伸到礦區(qū)；在項(xiàng)目立項(xiàng)時(shí)要求“布設(shè)相應(yīng)的地下水水位觀測(cè)孔”，更是未見(jiàn)有觀測(cè)資料公布。

三、大型煤炭基地地下水“雙控”措施

1.地下水用水總量控制

（1）礦坑涌水實(shí)質(zhì)是對(duì)地下水資源的開(kāi)采

礦坑涌水屬煤炭開(kāi)采的副產(chǎn)品，實(shí)質(zhì)是地下水資源，年末統(tǒng)計(jì)煤炭開(kāi)采量時(shí)，應(yīng)該對(duì)礦坑涌水進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并計(jì)入?yún)^(qū)域地下水開(kāi)采量中。煤炭企業(yè)占用水資源量應(yīng)是礦坑涌水總量及企業(yè)利用其他水資源量的總和。

礦坑涌水對(duì)煤炭開(kāi)采而言屬安全隱患，需要及時(shí)應(yīng)對(duì)處理；對(duì)于地下水資源管理而言屬人為破壞。在煤炭開(kāi)采過(guò)程中，如何減少對(duì)地下水資源的人為破壞，尋找在生態(tài)上合理、經(jīng)濟(jì)上可行、社會(huì)可接受的大型煤炭基地地下水雙控管理，需要煤炭開(kāi)采單位和行業(yè)主管部門(mén)、水行政主管部門(mén)集思廣益，統(tǒng)一聯(lián)動(dòng)。

（2）礦坑水、疏干水納入縣級(jí)用水總量

礦坑涌水量應(yīng)計(jì)入年度地下水開(kāi)發(fā)利用總量中，按地下水開(kāi)采總量管理。煤炭的開(kāi)采使地下水資源得到被動(dòng)開(kāi)采，而開(kāi)采了地下水，就應(yīng)將其數(shù)量計(jì)入當(dāng)?shù)禺?dāng)年地下水開(kāi)采總量中。對(duì)于在煤炭開(kāi)采過(guò)程中，為保證人身、設(shè)備安全而排空的地下水量，也應(yīng)納入地下水開(kāi)采總量。

按這一理念，神東（陜西部分）、陜北基地涉及的區(qū)縣，地下水資源年度開(kāi)發(fā)利用總量會(huì)在現(xiàn)狀基礎(chǔ)上約增加1倍。因此制訂5年用水控制目標(biāo)時(shí)，需要考慮此部分水量。

在神東、陜北兩基地，地下水的消耗主要源自煤炭開(kāi)采，其次才是農(nóng)業(yè)用水、城鄉(xiāng)居民生活用水。由2015年行業(yè)用水統(tǒng)計(jì)看，榆陽(yáng)、橫山和神木3區(qū)縣地下水總開(kāi)采量為1.28億m3，當(dāng)年基地礦坑涌水量1.74億m3，3個(gè)區(qū)縣當(dāng)年地下水開(kāi)采量應(yīng)該是3.02億m3，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出控制指標(biāo)，也就是地下水消耗總量已遠(yuǎn)大于目前年報(bào)統(tǒng)計(jì)量。

傳統(tǒng)年報(bào)中地下水開(kāi)采量均有對(duì)應(yīng)的農(nóng)業(yè)、工業(yè)、公用設(shè)施等社會(huì)行業(yè)利用，而此部分水如果納入年報(bào)，會(huì)出現(xiàn)沒(méi)有對(duì)應(yīng)行業(yè)利用的問(wèn)題。這部分水是被動(dòng)開(kāi)采或附帶開(kāi)采，而非為某種用途開(kāi)采，該問(wèn)題如何在年報(bào)中體現(xiàn)還需后續(xù)研究。

2.地下水水位控制

（1）采煤對(duì)地下水水位的影響

由前述分析可知，兩基地煤炭開(kāi)采與地下水水位變動(dòng)關(guān)聯(lián)密切。露天礦需要對(duì)地下水疏干，對(duì)地下水水位的影響很直觀，而井工礦采煤對(duì)地下水水位影響有一定的隱蔽性，并且注意力多集中在礦井透水而帶來(lái)的煤礦安全事故上，少有關(guān)注地下水水位的大幅度下降。

根據(jù)范立民、王雙民等學(xué)者在該區(qū)域的研究成果，神東（陜西部分）、陜北兩大煤炭基地因采煤引起地下水水位下降，甚至出現(xiàn)含水層被疏干，泉水、湖淖干涸，河川基流量衰減及至斷流，流域生態(tài)變異和地表生態(tài)環(huán)境惡化等一系列嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。

近些年，為了減少采空區(qū)帶來(lái)的危害，往往采用居住戶(hù)整體搬遷的方法。當(dāng)居住戶(hù)遠(yuǎn)離煤區(qū)后，人們對(duì)地下水水位下降給周?chē)h(huán)境帶來(lái)的不利影響感受就會(huì)淡漠，如果再缺少監(jiān)管，沙化將進(jìn)一步加劇。

采煤引起地下水漏失不可避免，但維持地下水水位在一定埋深更不容忽視，煤炭開(kāi)采不能重蹈“開(kāi)發(fā)—破壞—治理”的老路。

（2）有計(jì)劃地控制基地地下水水位下降

礦區(qū)在開(kāi)采前應(yīng)制訂完善的地下水保護(hù)方案。管理部門(mén)對(duì)不能保水的采煤?jiǎn)卧?，?yīng)提前規(guī)劃排水途徑，使該部分水資源得到合理利用，即使是直接入河，也應(yīng)規(guī)劃入河時(shí)段；對(duì)地下水影響較小的采煤?jiǎn)卧瑧?yīng)按規(guī)劃對(duì)該片區(qū)地下水進(jìn)行開(kāi)采，減輕煤礦生產(chǎn)安全壓力。

對(duì)兩個(gè)基地的露天礦開(kāi)采，應(yīng)提前應(yīng)對(duì)，而非疏干水直接入河。對(duì)有紅土隔水層的榆神礦區(qū)，一方面要做好保水采煤，另一方面要適當(dāng)加大上覆薩拉烏蘇層地下水的排水，在保證地表生態(tài)用水的前提下，提前有余量地降低地下水水位，減輕采煤安全生產(chǎn)壓力。

四、結(jié) 語(yǔ)

全國(guó)煤炭在短期內(nèi)的消耗量不會(huì)減少，其開(kāi)采量和強(qiáng)度在大型煤炭基地一個(gè)時(shí)期內(nèi)只會(huì)增強(qiáng)，不會(huì)減弱。因此，國(guó)家確立的14個(gè)大型煤炭基地嚴(yán)格貫徹執(zhí)行最嚴(yán)格水資源管理制度十分必要，而如何落實(shí)這一制度又是重中之重。

①礦坑涌水實(shí)質(zhì)就是對(duì)地下水資源的開(kāi)采，開(kāi)采量應(yīng)納入地方當(dāng)年地下水開(kāi)采量統(tǒng)計(jì)中，作為當(dāng)?shù)厮Y源開(kāi)發(fā)的一部分進(jìn)行管理。

②礦坑涌水納入年報(bào)會(huì)出現(xiàn)沒(méi)有對(duì)應(yīng)用水行業(yè)的問(wèn)題，需加強(qiáng)后續(xù)研究。

③有計(jì)劃地對(duì)煤層上含水層進(jìn)行適當(dāng)開(kāi)采，既可減少滲漏，減輕礦井安全事故壓力，也可使該部分地下水得到合理利用，發(fā)揮最優(yōu)用途。

④對(duì)礦坑涌水引起的地下水滲漏進(jìn)行多目標(biāo)評(píng)估，應(yīng)以生態(tài)為紅線(xiàn)，尤其在陜北生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)，煤炭開(kāi)采要綜合考慮多種因素。

⑤與煤炭開(kāi)采相伴而生的礦坑涌水，屬于地下水被動(dòng)開(kāi)采或是附帶開(kāi)采，而非為某種用途開(kāi)采，相關(guān)問(wèn)題還需加強(qiáng)后續(xù)研究。

[1]榆林市人民政府.關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的實(shí)施意見(jiàn)[R].2014.

[2]陜西省地下水條例[S].2013.

[3]王雙明，等.陜北生態(tài)脆弱礦區(qū)煤炭與地下水組合特征及保水開(kāi)采[J].金屬礦山，2009（增刊）.