徐嘉璐

(水發(fā)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，山東 濟(jì)南 250100)

地下水作為水資源的重要組成部分，具有水質(zhì)較好、廣泛分布、水量穩(wěn)定等特點(diǎn)，是理想的供水水源，也是自然生態(tài)環(huán)境的控制性要素。山東作為我國的經(jīng)濟(jì)大省，地下水一直是重要的供水水源。以2014年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為例，山東省地下水開采量為85.99億 m3，占總供水量的40.1%。近年來隨著省域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人口不斷增加，用水需求也隨之增長，地下水超采現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重，進(jìn)而引發(fā)區(qū)域地下水位持續(xù)下降、地面沉降和水質(zhì)惡化等一系列生態(tài)環(huán)境問題。為保障地下水源儲(chǔ)備總量，實(shí)現(xiàn)全省水資源可持續(xù)利用，開展地下水超采綜合整治具有重要的戰(zhàn)略意義。筆者結(jié)合從事山東省南水北調(diào)受水區(qū)及地下水超采綜合治理試點(diǎn)技術(shù)評(píng)估工作的實(shí)踐，對近年來山東省開展的一系列地下水超采治理工作進(jìn)行總結(jié)梳理，重點(diǎn)對治理措施及取得成效、實(shí)施過程中存在的問題進(jìn)行了分析，并針對具體問題提出具體建議。以期為遠(yuǎn)期地下水超采治理工作提供借鑒。

1 山東省地下水超采區(qū)環(huán)境地質(zhì)問題概述

地下水開發(fā)利用在山東省具有悠久的歷史，自上世紀(jì)80年代初期以來，山東省地下水開采量多數(shù)年份均超過100億 m3。根據(jù)山東省地下水超采區(qū)評(píng)價(jià)成果，全省地下水超采量為6.38億 m3，超采區(qū)面積為10 433.17 km2。地下水超采嚴(yán)重，部分地區(qū)地下水位持續(xù)下降，引發(fā)地面沉降、海咸水入侵以及泉水干枯等問題。

1.1 地面沉降

地面沉降是一種可由多種因素引起的地面高程緩慢降低的環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)象，引起地面沉降的原因很多，其中地下水超采是重要的因素之一，由于缺乏有效管理、無節(jié)制的長期集中過量開采地下水，開采量遠(yuǎn)大于補(bǔ)給量，造成地下水水位持續(xù)下降，局部地區(qū)出現(xiàn)含水層疏干等現(xiàn)象[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，山東省發(fā)生地面沉降面積約 20 239 km2，其中：地面沉降強(qiáng)發(fā)育區(qū)6個(gè)，主要分布在德州、聊城、濱州、東營、濰坊等5個(gè)市，面積約1 216 m2，占比6%；地面沉降中等發(fā)育區(qū)8個(gè)，主要分布在德州、聊城、濱州、東營、淄博、濟(jì)寧、菏澤等7個(gè)市，面積約1 698 km2，占比8%[2]。以上地面沉降中、強(qiáng)等發(fā)育區(qū)均存在不同程度的地下水超采，地下水超采是引發(fā)大面積地面沉降的主要因素。

1.2 海咸水入侵

在沿海地區(qū)，大量開采地下水導(dǎo)致地下水水位大幅度下降，引發(fā)海水入侵，海水侵入沿岸含水層并逐漸向內(nèi)陸滲透[3]。渤海濱海地區(qū)海水入侵嚴(yán)重，山東沿海海水入侵距離一般距岸12～25 km，煙臺(tái)、威海部分監(jiān)測區(qū)海水入侵范圍有所擴(kuò)大[4]。

1.3 泉水干枯

對泉域地下水的過渡開發(fā)利用引發(fā)泉水流量減少甚至干枯。濟(jì)南泉群于1972年出現(xiàn)斷流現(xiàn)象，隨著地下水開采量的持續(xù)增加，泉水經(jīng)歷了中等水位較小流量季節(jié)性出流、低水位長期性斷流及持續(xù)低水位泉水枯竭三個(gè)階段，并于2001年創(chuàng)持續(xù)斷流926天的最高紀(jì)錄。

2 山東省地下水超采治理措施及取得成效

山東省在2015年劃定了地下水限采區(qū)和禁采區(qū)，并逐步開始實(shí)施地下水超采治理工作，主要從實(shí)施工程措施和加強(qiáng)機(jī)制體制管理等方面開展了一系列治理工作，取得了較好的治理成效。工程措施主要包括節(jié)水灌溉、水源置換、調(diào)整種植結(jié)構(gòu)與農(nóng)藝節(jié)水、機(jī)井封停等；機(jī)制體制主要包括水權(quán)水市場建設(shè)、水價(jià)改革及計(jì)量監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)等。

2.1 工程措施

2.1.1 節(jié)水灌溉與農(nóng)藝節(jié)水

節(jié)水灌溉包括農(nóng)田水利建設(shè)和高效節(jié)水灌溉，高效節(jié)水灌溉包含低壓管灌、噴灌、微灌等灌溉方式。農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)包括農(nóng)田保蓄水技術(shù)、節(jié)水耕作栽培技術(shù)、適水種植技術(shù)、水肥一體化滴灌、無土栽培等技術(shù)。2017-2019年期間，分別在德州、濟(jì)寧、濰坊、淄博等市地下水超采綜合治理試點(diǎn)開展節(jié)水灌溉工程建設(shè)及農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)推廣，累計(jì)發(fā)展高效節(jié)水灌溉面積22.79萬畝，推行水肥一體化工程0.34萬畝，共實(shí)現(xiàn)地下水壓采能力948.24萬 m3。

2.1.2 水源置換

通過發(fā)掘當(dāng)?shù)氐乇硭礉摿?，充分利用外調(diào)水源以及非常規(guī)水源，將地下水超采嚴(yán)重區(qū)域地下水置換成地表水。如南水北調(diào)東線一期工程、山東省引黃工程等外調(diào)水工程受水區(qū)，通過合理配置水源，提高外調(diào)水源、當(dāng)?shù)氐乇硭春头浅Ｒ?guī)水源利用量，減少地下水源開采量，實(shí)現(xiàn)地下水超采治理。2013年南水北調(diào)東線一期主體工程建成通水，近年來隨著供水管網(wǎng)、水廠等配套工程的建設(shè)，外調(diào)水源得以充分利用，2017-2019年，山東省受水區(qū)平均消納南水北調(diào)水量6.57億 m3。

2.1.3 調(diào)整種植結(jié)構(gòu)

在地下水水超采區(qū)，選擇部分區(qū)域，調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，壓減高耗水品種種植、改種低耗水農(nóng)作物或耕地輪作、休耕等方式，實(shí)現(xiàn)減少地下水源開采量。德州市平原縣在部分河道管理范圍內(nèi)實(shí)行退耕還林，陵城區(qū)開展試驗(yàn)農(nóng)場工程，將原種植的小麥、玉米等高耗水糧食作物改種苜蓿及東北大豆等需水量較少的作物；濟(jì)寧市汶上縣選取部分試點(diǎn)種植耐旱小麥品種。以上試點(diǎn)通過調(diào)整種植結(jié)構(gòu)2 516.7畝，實(shí)現(xiàn)節(jié)水17.4萬 m3。

2.1.4 機(jī)井封停

機(jī)井是目前開采地下水最主要的方式，具有種類多、分布廣等特點(diǎn)。在落實(shí)替代水源的基礎(chǔ)上，機(jī)井封停是推進(jìn)地下水超采治理工作的重要工程措施。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2019年底，山東省地下水超采區(qū)已封停機(jī)井8 600余眼，壓減地下水超采量4.85億 m3。

2.2 機(jī)制體制建設(shè)

2.2.1 水權(quán)水市場建設(shè)及水價(jià)改革

水權(quán)水市場建設(shè)及水價(jià)改革作為近年來我國水利體制改革的重要內(nèi)容，同時(shí)也是推進(jìn)地下水超采區(qū)治理機(jī)制體制建設(shè)的組成部分。水權(quán)水市場建設(shè)通過建立水資源產(chǎn)權(quán)制度，培育完善水市場，科學(xué)確定工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活及生態(tài)用水量，將用水量逐級(jí)分配至不同用水戶。明確水資源使用確權(quán)登記及水權(quán)交易流轉(zhuǎn)制度，引導(dǎo)用水戶將水權(quán)額度內(nèi)節(jié)余水量進(jìn)行交易。水價(jià)改革通過建立健全反映市場供求、資源稀缺程度、生態(tài)環(huán)境損害成本和修復(fù)效益的水價(jià)形成機(jī)制，充分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)杠桿作用，促進(jìn)節(jié)約用水，進(jìn)一步緩解水資源緊缺局面。

自2017年以來，德州市寧津縣作為地下水超采區(qū)綜合治理國家試點(diǎn)，將水權(quán)水市場建設(shè)及水價(jià)改革作為地下水超采治理機(jī)制體制建設(shè)的重點(diǎn)任務(wù)，以用水總量為控制，進(jìn)行初始水權(quán)分配，出臺(tái)《寧津縣水權(quán)交易管理辦法》，建成水權(quán)交易平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)水權(quán)交易的落地；研究制定《寧津縣農(nóng)田水利工程供水價(jià)格管理實(shí)施辦法》，明確不同等級(jí)農(nóng)田水利工程供水價(jià)格的定價(jià)方式、成本構(gòu)成、監(jiān)審程序、收費(fèi)使用、提價(jià)分成等管理要求，同時(shí)積極推進(jìn)區(qū)域綜合水價(jià)改革，促進(jìn)社會(huì)節(jié)水。通過水權(quán)水市場建設(shè)及水價(jià)改革，提高了用水戶水資源權(quán)屬和節(jié)水意識(shí)，引導(dǎo)解決地下水超采問題，2017-2018年，寧津縣實(shí)施農(nóng)業(yè)水權(quán)改革面積67萬畝，形成地下水壓采能力30萬 m3；完成水價(jià)改革面積33.3萬畝，形成地下水壓采能力102萬 m3。

2.2.2 計(jì)量監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)

地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測和開采計(jì)量是實(shí)施地下水精細(xì)化管理的前提，是實(shí)行地下水開采總量控制和最嚴(yán)格管理的基礎(chǔ)[5]。地下水超采區(qū)計(jì)量監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)依托國家地下水監(jiān)測工程項(xiàng)目和已有監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，通過統(tǒng)一規(guī)劃布設(shè)地下水監(jiān)測站點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對超采區(qū)地下水位、水質(zhì)及開采量等情況的動(dòng)態(tài)監(jiān)測，為地下水超采治理和監(jiān)督管理提供技術(shù)支撐。2017-2019年，德州市平原縣建設(shè)地下水監(jiān)測井11眼，新增地下水水源監(jiān)測系統(tǒng)38處；濟(jì)寧市汶上縣設(shè)立地下水動(dòng)態(tài)觀測井28眼，地下水水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)28處。隨著各治理試點(diǎn)增設(shè)監(jiān)測計(jì)量設(shè)施的建設(shè)完成，對超采區(qū)地下水動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的監(jiān)測也逐步完善。

3 治理工作中存在問題與建議

目前，山東省地下水超采治理已經(jīng)取得了一定成效，壓采效果較明顯。但在推進(jìn)地下水超采治理工作的過程中，仍存在一系列問題。

3.1 機(jī)井封停與啟用需進(jìn)一步規(guī)范

隨著地下水超采治理工作推進(jìn)，大量機(jī)井需要停止使用；部分機(jī)井以封存?zhèn)溆玫男问酵Ｓ茫鳛閼?yīng)急備用水源啟用。為貫徹落實(shí)最嚴(yán)格水資源管理制度，保護(hù)地下水，進(jìn)一步規(guī)范機(jī)井封停與啟用管理是十分必要的。現(xiàn)狀各地區(qū)機(jī)井封停技術(shù)要求不同，封井臺(tái)賬內(nèi)容、形式不統(tǒng)一，封存?zhèn)溆脵C(jī)井的維護(hù)與啟用責(zé)任未落實(shí)。建議盡快出臺(tái)技術(shù)及管理文件，規(guī)范機(jī)井封停及啟用方式，研究建立長效管理機(jī)制。

3.2 外調(diào)水配套設(shè)施建設(shè)需進(jìn)一步完善

山東省地處華北地區(qū)，地表水資源相對短缺，外調(diào)水使用是地下水壓采成功的關(guān)鍵因素。由于受水廠、供水管網(wǎng)等配套工程建設(shè)相對滯后的影響，目前南水北調(diào)受水區(qū)消納水源能力受到限制，水源置換程度受到一定影響；受引黃、引江必要調(diào)蓄工程缺乏的影響，在外調(diào)水源充沛情況下，也難以充分利用。建議加快外調(diào)水源配套工程及調(diào)蓄工程的建設(shè)，加大外調(diào)水源的使用量，盡可能多置換地下水源。

3.3 地下水監(jiān)測計(jì)量需進(jìn)一步加強(qiáng)

地下水計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，尚未建立有效的地下水開采監(jiān)測計(jì)量系統(tǒng)，尤其是農(nóng)業(yè)灌溉地下水開采量的監(jiān)測，是地下水管理較突出的短板，數(shù)據(jù)缺失導(dǎo)致無法對地下水超采治理效果進(jìn)行有效評(píng)估。由于多數(shù)農(nóng)業(yè)灌溉機(jī)井未安裝計(jì)量設(shè)施，目前較為廣泛使用“以電折水”的計(jì)量方式，但受水泵、供電企業(yè)、以電折水系數(shù)選擇等影響因素的制約，計(jì)量數(shù)據(jù)差別較大，須對數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)及修正，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)計(jì)量。建議組織開展農(nóng)業(yè)灌溉開采地下水監(jiān)測計(jì)量研究，提高“以電折水”計(jì)量成果的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)語

(1)山東省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展用水需求超過當(dāng)?shù)氐叵滤砷_采量，導(dǎo)致區(qū)域地下水超采，引發(fā)地下水位下降、地面沉降、水質(zhì)惡化等生態(tài)環(huán)境問題。

(2)為保障地下水源儲(chǔ)備總量，實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用，山東省劃定了地下水限采區(qū)和禁采區(qū)，開始實(shí)施地下水超采治理工作。通過節(jié)水灌溉與農(nóng)藝節(jié)水、水源置換、調(diào)整種植結(jié)構(gòu)、機(jī)井封停等工程措施建設(shè)，以及水權(quán)水市場、水價(jià)改革、計(jì)量監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)等機(jī)制體制建設(shè)，減少了地下水開采量，遏制了地下水超采趨勢。

(3)當(dāng)前在地下水超采綜合治理過程中仍存在一些問題，包括機(jī)井封停與啟用不規(guī)范、外調(diào)水配套設(shè)施建設(shè)不完善及監(jiān)測計(jì)量不精確等，需加快推進(jìn)以上問題的研究，確保實(shí)現(xiàn)地下水壓采目標(biāo)。