朱曉春,毛慧慧
(水利部海河水利委員會,天津 300170)
地下水是海河流域的主要供水水源,對保障流域經(jīng)濟社會發(fā)展、飲水安全、糧食安全和生態(tài)安全具有極其重要的作用。多年來,為保障流域經(jīng)濟社會發(fā)展,大量超采地下水,引發(fā)了一系列生態(tài)環(huán)境問題。根據(jù)資料統(tǒng)計,海河流域地下水超采量和超采區(qū)面積占到全國的60%。海河流域地下水過度開發(fā)利用引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題,得到國家、水利部和相關(guān)省市的高度重視。習近平總書記指出,我們必須高度重視水資源短缺問題、地下水問題,從實現(xiàn)長治久安的高度和以對歷史負責的態(tài)度做好這方面的工作。
筆者結(jié)合日常從事水資源管理工作,對加強海河流域地下水管理進行了一些思考。
海河流域供水水源包括地下水、地表水、外調(diào)水和非常規(guī)水。根據(jù)海河流域相關(guān)規(guī)劃成果和水資源公報統(tǒng)計分析,1980—2018年,地下水年均供水量占流域總供水量的60%左右,最大的年份2003年地下水供水量占總供水量的69%;最小的年份2018年地下水供水量占總供水量的47%。自1980—2018年近40年中,海河流域地下水供水量呈先增長后下降的趨勢,1980—2002年,由于地表水資源衰減,經(jīng)濟社會發(fā)展主要依靠地下水供給,地下水供水量及供水比重呈持續(xù)增長態(tài)勢,由1980年的205.1億m3增加到2002年的270.2億m3,增加了32%;2003—2018年,國家大力推進節(jié)水型社會建設,提高用水效率、實施地下水壓采等措施,流域內(nèi)進行節(jié)流;再加上2014年南水北調(diào)中線一期通水,積極開源,流域地下水供水量降至2018年的184.8億m3。
海河流域1980—2018年地下水供水量如圖1所示。
多年來,為保障海河流域經(jīng)濟社會發(fā)展,大量超采淺層地下水和開采深層承壓水。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計資料表明,自20世紀50年代以來,海河流域地下水累計超采1800億m3,其中:2001—2016年,淺層地下水超采區(qū)年均超采量39.3億m3,累計超采629億m3;深層承壓水超采區(qū)年均開采量31.8億m3,累計開采509億m3。截止2016年底,海河流域平原區(qū)地下水超采面積約11.8萬km2,占全流域面積的37%,其中淺層地下水超采區(qū)面積5.4萬km2,主要分布于沿燕山、太行山山前平原區(qū)的唐山、北京、廊坊、保定、石家莊、邢臺、邯鄲、安陽、鶴壁、濮陽等城市;深層承壓水超采面積7.0萬km2(其中深淺層超采區(qū)重疊面積0.59萬km2),主要分布在中、東部平原及濱海平原,涉及唐山、廊坊、天津、石家莊、衡水、滄州、邯鄲、邢臺、濱州、德州、濟南和濮陽等城市。
圖1 海河流域1980—2018年地下水供水趨勢圖
地下水的開發(fā)利用對海河流域的經(jīng)濟社會發(fā)展起到了至關(guān)重要作用,但由于地下水過度開發(fā)利用也造成了地下水位下降、含水層疏干、地面沉降、地面塌陷和地裂、土地沙化、地下水污染等一系列嚴重的生態(tài)環(huán)境問題。
一是形成地下水降落漏斗。地下水水位持續(xù)下降直接導致形成地下水降落漏斗。降落漏斗分布在山前平原城市集中開采區(qū)和山前平原與中東部平原交接地帶農(nóng)業(yè)集中開采區(qū)。截止到2016年,比較大的淺層地下水漏斗15個,總面積3.51萬km2(深層承壓水漏斗2.18萬km2,主要分布在濱海平原及黑龍港中下游地區(qū);淺層地下水漏斗1.33萬km2,主要分布在太行山前平原),較2000年減少0.13萬km2。15個降落漏斗中,5個漏斗中心水位埋深下降,其中肅寧漏斗中心水位埋深下降幅度最大,達2.93m,其余均小于2.50m;10個漏斗中心水位埋深上升,其中寧柏隆漏斗中心水位埋深上升5.38m,其余均小于5m。
二是地面沉降嚴重。地下水開采造成的地面沉降主要發(fā)生在流域平原深層承壓水開采區(qū),在集中開采深層承壓水地區(qū)形成的地下水水位降落漏斗,導致地層巖土力學平衡被破壞,土層壓密釋水,從而造成地面沉降等環(huán)境地質(zhì)災害。截止到2016年底,海河流域超采區(qū)內(nèi)地面沉降區(qū)面積達到3.9萬km2,占全國地面沉降面積的74%,主要集中在北京、天津、河北、山東4省(直轄市),特別是天津、滄州等東部平原地面整體下沉約1m,局部地區(qū)達到3m。
三是產(chǎn)生地面塌陷及地裂縫。受地面沉降不均勻影響,地面塌陷與地裂縫往往相伴而生。截止2016年底,海河流域超采區(qū)內(nèi)發(fā)生地面塌陷6822處,總面積超過1.26萬km2,占全國地面塌陷面積的76%,主要分布于平原區(qū),最大塌陷深度達到46.7m,位于河北省南宮市;此外,流域內(nèi)主要是河北省發(fā)現(xiàn)了因地下水超采產(chǎn)生的地裂縫400余條,其長度由數(shù)米至500余米不等,少數(shù)長達數(shù)千米;地表面撕裂寬度由幾厘米至70cm不等,最寬達1500cm。
四是導致土地沙化。地下水超采或地表水補給減少導致部分半干旱地區(qū)地下水位持續(xù)下降,引起區(qū)域植被退化、死亡,導致土地沙化加劇。超采區(qū)內(nèi)河北邢臺、保定、滄州、廊坊、衡水等地區(qū)都存在不同程度的土地沙化問題,威脅到當?shù)厣鐣?jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)安全。
五是地下水污染嚴重。根據(jù)2016年的調(diào)查資料統(tǒng)計,海河平原區(qū)各省(直轄市)地下水均出現(xiàn)不同程度的污染。地下水超標物質(zhì)主要有氨氮、溶解性總固體、總硬度、氟化物和硫酸鹽等,主要是由于地表水污灌、污水下滲、深層地下水過量開采引發(fā)地下水位大幅度下降造成。
落實最嚴格的水資源管理制度,依據(jù)各省(直轄市、自治區(qū))已核定的地下水取水總量,抓緊完成地下水禁采區(qū)、限采區(qū)和地面沉降控制區(qū)范圍劃定并嚴格執(zhí)行,實行地下水取水總量和水位雙控,采取多種措施,深入推進地下水超采區(qū)的治理。一是各省(直轄市、自治區(qū))嚴格按照核定的取水許可發(fā)放許可證,嚴禁對地下水的開采;每年向各區(qū)(縣)通報地下水位動態(tài)變化情況,并提出相應的管理和控制要求。南水北調(diào)受水區(qū)區(qū)域,充分利用引江水和引黃水,嚴格控制地下水的開采;受水區(qū)以外的超采區(qū),充分利用城市回歸水,積極開展污水處理回用和集雨工程,減少對地下水的開采,改善當?shù)厮Y源條件。二是節(jié)水優(yōu)先。流域內(nèi)全面推行節(jié)水型社會建設,提高用水效率,尤其是農(nóng)業(yè)區(qū)與糧食安全統(tǒng)籌結(jié)合,大力推廣農(nóng)田節(jié)水集成技術(shù),即增產(chǎn)又實現(xiàn)節(jié)水。三是完善和落實地方水資源配置方案和配套工程的建設。對于南水北調(diào)受水區(qū),加強替代水源及其配置工程建設,利用平原區(qū)河系之間的聯(lián)通工程,充分利用長江水替代地下水,增加平原地表水灌溉水量替代地下水,嚴格控制地下水的超采,并做好監(jiān)督落實。四是貫徹落實《華北地區(qū)地下水超采綜合治理行動方案》,統(tǒng)籌推進“節(jié)”“控”“調(diào)”“管”綜合治理措施,強化地下水利用監(jiān)管。嚴格落實地下水禁采區(qū)、限采區(qū)管控要求,按照“應關(guān)盡關(guān)、關(guān)管并重、能管控可應急”的原則,嚴格落實地下水禁采區(qū)、限采區(qū)管控要求,有效壓減地下水開采量。
地下水動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是及時發(fā)現(xiàn)和掌握地下水超采情況,并實施超采控制措施的重要依據(jù)。目前,海河平原超采區(qū)設有近1300個地下水監(jiān)測站,主要分布在河北、北京、天津等地,準確、完備的地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)是地下水壓采綜合治理措施制定的依據(jù)和壓采效果評估數(shù)據(jù)來源,必須要建立完善的地下水動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),為地下水管理提供最真實、客觀的依據(jù)。一是完善地下水監(jiān)測體系,重點對超采區(qū)、壓采區(qū)、重要水源地、地面沉降區(qū)、地下水污染嚴重的區(qū)域進行監(jiān)測,定期向社會公布,形成全社會的監(jiān)督氛圍。二是結(jié)合全國第三次水資源調(diào)查評價有關(guān)地下水可采量成果,啟動新一輪地下水超采區(qū)評價工作。三是強化地下水監(jiān)測成果利用,因地制宜制定地下水超采綜合治理方案和年度治理方案,分類確定重點地下水超采治理目標、措施。四是加強地下水水質(zhì)與污染調(diào)查,查清區(qū)域內(nèi)地下水污染狀況。五是制訂地下水開發(fā)利用監(jiān)督管理辦法,壓實地下水超采治理主體責任,規(guī)范地下水開發(fā)利用行為。
利用海河平原區(qū)地勢的潛在優(yōu)勢,從戰(zhàn)略儲備的高度總體規(guī)劃,因地制宜的建立以地下水儲備為核心的水資源安全儲備體系,確保在應急和戰(zhàn)備情況下,有水可用、安全使用。一是加強城市戰(zhàn)略儲備水源地建設與維護。大中城市要有計劃地建設戰(zhàn)略儲備水源地,南水北調(diào)通水后,現(xiàn)有向城市供水的大型水庫轉(zhuǎn)向農(nóng)業(yè)和生態(tài)供水,應預留一定的戰(zhàn)略儲備,供特殊枯水年使用;現(xiàn)有城市地下水源地限采后,應做好水源井的維護,遇特殊枯水期有計劃地啟動已封閉的地下水水源,增加供水安全。二是建立南水北調(diào)中線水源地下儲備。南水北調(diào)中線總干渠沿線區(qū)域,為海河流域地下水嚴重超采區(qū),地下水儲備空間巨大,多數(shù)河道沙層裸露,地下水回補條件優(yōu)越。在山前洪積扇地區(qū)建設南水北調(diào)中線地下水儲備庫系統(tǒng),在漢江或當?shù)刎S水年相機向地下水庫補水,在涵養(yǎng)地下水的同時作為城市備用水源地,以豐補欠在枯水年加大向城市供水。三是開展主要城市的應急水源地論證和建設。選取地下水含水層厚度大、儲存條件好、調(diào)節(jié)能力強、有利于人工補給回灌、具有集中供水前景的地區(qū),論證和建立地下水應急供水水源地。北京市現(xiàn)已建成懷柔、平谷、馬池口和張坊應急水源地,保證了連續(xù)干旱條件下首都的供水安全。繼續(xù)開展天津、石家莊、保定、唐山、德州、聊城、新鄉(xiāng)、濮陽、安陽等城市的應急供水水源地論證和建設,利用當?shù)刎S水期和漢江調(diào)水回補地下水,保持應急水源地的應急備用能力。四是利用地下水超采形成的漏斗應地制宜的建成水庫。利用南水北調(diào)中線工程通水初期富余的供水能力,進行地下水蓄養(yǎng),充分利用地下巨大的儲存空間,豐水年儲存外來水和地表水,遇連續(xù)干旱、突發(fā)事件等發(fā)生時可取出利用,彌補供水不足,將地下水開發(fā)利用由常規(guī)供水轉(zhuǎn)為戰(zhàn)略儲備資源。
海河流域加強地下水管理、實施綜合整治是一項系統(tǒng)工程,也是推進生態(tài)文明建設,實現(xiàn)綠色發(fā)展的重要工作,應按照國家地下水超采綜合治理工作部署和要求,以實現(xiàn)采補平衡為首要目標,以保護涵養(yǎng)為根本,鞏固流域地下水超采綜合治理試點區(qū)地下水壓采成果,擴大地下水超采治理范圍,逐步修復流域地下水生態(tài)。