王彥紅
(臨汾市水文水資源勘測分局)
從地質(zhì)角度看,山西省的地下水含水巖組,主要以松散巖類孔隙水含水巖組、碳酸鹽巖裂隙巖溶水含水巖組、碎屑巖類裂隙孔隙水含水巖組以及變質(zhì)巖、巖漿巖類裂隙水含水巖組四大類為主。第一類松散巖類孔隙水含水巖組,主要分布于新生代斷陷盆地、山間盆地、山區(qū)河谷地帶及黃土臺塬等區(qū)域,含水巖組的富水程度受巖性、地貌和補(bǔ)給條件所控制;第二類碳酸鹽巖裂隙巖溶水含水巖組,在全省分布廣泛,含水系統(tǒng)的富水程度強(qiáng)且極不均勻,易形成巖溶大泉;第三類碎屑巖類裂隙孔隙水含水巖組,主要分布于左云、大同中生代盆地,寧武、靜樂向斜,黃河?xùn)|岸單斜,太原西山向斜,沁水拗陷等區(qū)域,含水層的富水性決定于各種成因的裂隙性質(zhì),發(fā)育程度和裂隙的交插、切割等因素的影響,同時(shí)也受裂隙系統(tǒng)的制約;第四類巖漿巖類裂隙水含水巖組,主要分布在豐稔山、五臺山、呂梁山、中條山等地區(qū),總面積約27 832 km2。
地下水屬山西省的主要供水水源之一,其開發(fā)利用程度普遍較高。從全省情況來看:地下水開采的主要區(qū)域,集中在南部、中部盆地區(qū)及巖溶山區(qū)泉域一帶;次要區(qū)域分布在一般山丘區(qū)的山間盆地及河谷地帶。從全省地下水的開發(fā)利用量來看:運(yùn)城市最大,高達(dá)8.37億m3,占全省地下水利用總量20.4%;其次為臨汾市,達(dá)6.00億m3,占全省地下水利用總量14.6%;陽泉市較小,僅1.97億m3,占全省地下水利用總量4.8%;晉城市最小,僅為1.53億m3,占全省地下水利用總量3.7%。其他市地下水開發(fā)利用量,一般占全省總量5.0%-10.5%。
地下水功能區(qū)的劃分,一般根據(jù)區(qū)域地下水的自然資源屬性、生態(tài)與環(huán)境屬性、社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性、規(guī)劃期水資源配置對地下水開發(fā)利用需求以及水生態(tài)與環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)要求來進(jìn)行。地下水功能區(qū)劃分體系,一般按兩級進(jìn)行劃分。地下水一級功能區(qū),主要是協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展用水和水生態(tài)與環(huán)境保護(hù)間的關(guān)系,體現(xiàn)區(qū)域?qū)Φ叵滤Y源合理開發(fā)利用與保護(hù)的總體部署;地下水二級功能區(qū),主要是協(xié)調(diào)地區(qū)間、用水部門間和不同地下水功能之間的關(guān)系。依照全國《地下水功能區(qū)劃分技術(shù)大綱》要求,山西省在地下水一級功能區(qū)的框架內(nèi),可劃分為8種地下水二級功能區(qū)(見表1)。
按照全國《水資源綜合規(guī)劃》《地下水開發(fā)利用與保護(hù)規(guī)劃》《地下水功能區(qū)劃分技術(shù)大綱》,結(jié)合山西省的實(shí)際情況,確定地下水功能區(qū)劃分的原則和基本思路如下:
表1 山西省地下水功能區(qū)劃分體系
2.2.1 地下水開發(fā)區(qū)
山西省是一個(gè)水資源十分匱乏的省份,據(jù)第二次水資源評價(jià)資料,全省1956-2000年系列水資源總量123.8億m3,其中地表水86.77億m3,地下水84.04億m3,重復(fù)量47.01億m3。地表水主要集中在汛期,且呈現(xiàn)暴漲暴落的特點(diǎn),加之現(xiàn)狀調(diào)蓄工程有限,長期以來,地下水屬于主要供水水源之一,強(qiáng)力支撐著全省經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展。從地下水的開發(fā)利用現(xiàn)狀看,以孔隙水開采為主,主要集中于大同、忻定、太原、臨汾、運(yùn)城和長治六大盆地。在這六大盆地中,地下水的補(bǔ)給、賦存及開采條件良好,其水質(zhì)基本可滿足開發(fā)利用要求,是當(dāng)前及今后一段時(shí)期內(nèi)仍以地下水開發(fā)為主的區(qū)域。
2.2.2 地下水保護(hù)區(qū)
地下水保護(hù)區(qū),依據(jù)相關(guān)條件的不同,又可分為:
(1)生態(tài)脆弱區(qū)。山西省地處黃土高原東部的華北地區(qū),地形起伏較大,年降水量一般400-600 mm,且區(qū)域懸殊較大。加之特殊的下墊面條件,濕地很少。如運(yùn)城市的鹽湖、伍姓湖等重要濕地,地下水開發(fā)利用條件很差,有限的開發(fā)利用就會(huì)造成地下水位的強(qiáng)烈下降,從而使?jié)竦馗珊裕焕谏鷳B(tài)環(huán)境的良性循環(huán)。全省地勢陡峻、植被稀少,自然保護(hù)區(qū)較少,僅有呂梁市龐泉溝、晉城市蟒河、太原市天龍山等國家和省級自然保護(hù)區(qū),這些區(qū)域內(nèi)的生態(tài)與環(huán)境系統(tǒng),對地下水的要求較高;汾河、桑干河和沁河的三河河源,是該三條河流水資源的主要發(fā)源地,也是山西古老文明發(fā)祥地的象征。以上這些區(qū)域,本次均劃分為生態(tài)脆弱區(qū)。
(2)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)。山西由地下水開發(fā)引起的地質(zhì)災(zāi)害,主要表現(xiàn)為過量開采引起的地面沉降。該區(qū)的主要目標(biāo)是防治地面沉降,進(jìn)行水位控制。因此,將這部分區(qū)域劃定為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)。
(3)水源涵養(yǎng)區(qū)。山西省重要的泉水有娘子關(guān)、辛安、晉祠等19個(gè)巖溶大泉,在這些泉域中,多為重要的供水水源地。由于泉域特殊的水文地質(zhì)條件,過度的開采將形成嚴(yán)重的水環(huán)境問題,如泉水?dāng)嗔?、地面塌陷等。為保持重要泉水一定的噴涌流量,需要為涵養(yǎng)水源而限制其地下水的開采。根據(jù)各泉域不同的特點(diǎn),本次劃分將多數(shù)泉水出露區(qū)域,如觀賞性名泉晉祠泉、霍泉、雷鳴寺泉等,劃分為水源涵養(yǎng)區(qū),加以嚴(yán)格保護(hù)。
2.2.3 地下水保留區(qū)
地下水保留區(qū),依據(jù)有關(guān)條件的不同,又可分為:
(1)不宜開采區(qū)。全省一般山丘區(qū)及盆地內(nèi)水的礦化度大于2 mg/L的地區(qū),由于其開發(fā)利用條件較差或者不具備開發(fā)利用條件,本次均劃為不宜開采區(qū)。
(2)儲備區(qū)及應(yīng)急水源區(qū)。山西省屬于資源型缺水地區(qū),現(xiàn)狀及今后一段時(shí)期內(nèi),水資源的供需矛盾依然突出,地下水仍是全國開發(fā)利用程度最高的省份之一。由于目前已經(jīng)動(dòng)用了儲備水源,同時(shí)要嚴(yán)格控制地下水的開采,特別是對于現(xiàn)已超采的五大盆地,更應(yīng)嚴(yán)格禁止控制新增地下水開采量,宜劃定為禁采區(qū)或限采區(qū)。通過地表水、地下水優(yōu)化配置,以地表水置換地下水,從而達(dá)到保留必要的地下水資源,作為城市和主要經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展的戰(zhàn)略后備水源。因此,本次沒有劃分地下水儲備區(qū)和應(yīng)急水源功能區(qū)。
2.2.4 重疊區(qū)劃分方法
地下水生態(tài)脆弱區(qū)與水源涵養(yǎng)區(qū)有重疊時(shí),從加強(qiáng)保護(hù)的角度,劃分為生態(tài)脆弱區(qū)。如汾河河源劃分為生態(tài)脆弱區(qū);重要濕地與礦化度大于2 mg/L的不宜開采區(qū),如運(yùn)城鹽湖濕地劃分為生態(tài)脆弱區(qū)。
對于地下水功能區(qū)的保護(hù),主要衡量指標(biāo)為地下水水質(zhì)、地下水開采量和地下水水位。根據(jù)主導(dǎo)功能的水質(zhì)要求,為保證供水安全,需嚴(yán)格控制地下水的水質(zhì)。依照山西省現(xiàn)行的以行政轄區(qū)為主的水資源管理體制要求,地下水功能區(qū)的保護(hù)以11個(gè)市為基本單元,結(jié)合劃分的一級地下水功能區(qū),制定相應(yīng)的保護(hù)目標(biāo)。
2.3.1 地下水開發(fā)區(qū)
地下水開發(fā)區(qū)以孔隙水開發(fā)為主,主要分布于大同、忻州、太原、臨汾、運(yùn)城及長治等斷陷性盆地。由于盆地內(nèi)沉積了很厚的松散堆積物,每個(gè)盆地的淺層與中深層含水巖組,構(gòu)成了典型的承壓—自流水盆地,屬我省兩大主要含水巖組之一。各盆地的富水性差異甚大,太原盆地最富水,長治盆地最貧水。在地下水開發(fā)區(qū)內(nèi),以控制年均開采量為主,制定控制目標(biāo)進(jìn)行保護(hù)。
2.3.2 地下水保護(hù)區(qū)
對于地下水保護(hù)區(qū),其主要目標(biāo)體現(xiàn)在“保護(hù)”上。應(yīng)采取嚴(yán)格控制地下水開采,優(yōu)化水資源配置,實(shí)施泉水復(fù)流、濕地維護(hù)等措施,使水環(huán)境得到有效改善。對于需水量大的部分區(qū)域,起碼要維持水環(huán)境現(xiàn)狀,采取有效措施遏制地下水環(huán)境惡化。
2.3.3 地下水保留區(qū)
由于山西省屬資源性缺水區(qū),對地下水保留區(qū)應(yīng)盡最大可能不開采或少開采地下水。要在維持水環(huán)境良好的基礎(chǔ)下,適量開采地下水推進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)較快發(fā)展。
在摸清山西省水文地質(zhì)與水資源開發(fā)利用實(shí)際情況的基礎(chǔ)上,對全省地下水功能區(qū)進(jìn)行了劃分。最終劃定:地下水一級功能區(qū)面積156 271 km2,其中,開發(fā)區(qū)面積占37.1%,保護(hù)區(qū)面積占3.3%,保留區(qū)面積占59.6%;地下水二級功能區(qū)共287個(gè),其中,集中式供水水源區(qū)69個(gè)(面積比重為0.7%),分散式開發(fā)利用區(qū)89個(gè)(面積比重為36.4%),生態(tài)脆弱區(qū)15個(gè)(面積比重為2.1%),地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)3個(gè)(面積比重為0.2%),地下水水源涵養(yǎng)區(qū)13個(gè)(面積比重為1.0%),不宜開采區(qū)98個(gè)(面積比重為59.6%)。
目前,我國關(guān)于地下水功能區(qū)劃分的研究尚未成熟,且不同地區(qū)的水文地質(zhì)條件往往存在著較大的差異,區(qū)域性特點(diǎn)明顯。因此,在開展地下水功能區(qū)劃分工作時(shí),存在著較大的難度。再者,地下水功能區(qū)劃分研究工作量大,需要的基礎(chǔ)資料較多,且這些資料在收集上也具有一定的難度,往往工作的開展周期要達(dá)數(shù)年之久,在此期間很多基礎(chǔ)條件將會(huì)發(fā)生一定的變化,從而使部分區(qū)域劃分成果不合理。所以,在應(yīng)用地下水功能區(qū)劃分研究成果時(shí),需要進(jìn)行具體分析。為了保證地下水功能區(qū)劃分研究成果應(yīng)用的指導(dǎo)作用,也需要在后期進(jìn)行具體數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新與復(fù)核。