地下水資源分類管理研究

張彥宏 張昕

摘要：本文選擇邯鄲市東部平原區(qū)作為示范地區(qū)，在深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合邯鄲市地下水資源管理的需求、地下水超采治理和“三條紅線”指標，探索實現(xiàn)地下水嚴格管理的先進理論方法，開展實施地下水資源最嚴格管理目標、原則、手段、途徑以及保障措施的研究，提出相關(guān)技術(shù)方法及指標體系，提出平原區(qū)地下水分類管理的目標及政策措施，為有效推動地下水管理工作的規(guī)范化、制度化、科學(xué)化提供參考和依據(jù)，為全國類似地區(qū)提供示范經(jīng)驗。

Abstract： This paper selects the eastern plain area of Handan City as a demonstration area. Based on in-depth investigations， combined with Handan City's groundwater resources management requirements， groundwater over-exploitation control and the "three red lines" indicators， it explores the advanced theoretical methods to realize the strict management of groundwater resources， carries out the research on the objectives， principles， means， approaches and guarantee measures of implementing the strictest management of groundwater resources， puts forward relevant technical methods and index system， and puts forward the objectives and policy measures of groundwater classification management in plain areas， which provides reference and basis for effectively promoting the standardization， institutionalization and scientization of groundwater management， and provides demonstration experience for similar areas in China.

關(guān)鍵詞：地下水;分類管理;水資源管理

Key words： groundwater;classified management;water resources management

中圖分類號：P641.8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）27-0026-03

0? 引言

地下水資源作為重要基礎(chǔ)資源，在經(jīng)濟和生態(tài)領(lǐng)域起到了至關(guān)重要的作用，但是隨著工業(yè)的大力發(fā)展，伴隨著的是地下水資源的持續(xù)大量開采，因而導(dǎo)致了地下水嚴重超采，不僅給地下水安全造成了嚴重危害，并且已嚴重威脅到生態(tài)安全、經(jīng)濟安全和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。雖然我國已實行了取水總量控制管理制度，但是大多數(shù)地區(qū)仍然無法定量考核實施取水總量的績效，難以實行量化管理。因此需要選擇具有代表性的地區(qū)進行地下水分類管理的示范性建設(shè)，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，提出相應(yīng)的嚴格地下水管理的相關(guān)規(guī)程，為實施最嚴格地下水管理和保護制度提供示范意義。

目前關(guān)于地下水控制性關(guān)鍵水位的概念及理論在國內(nèi)外尚不多見，針對由地下水不合理開發(fā)利用所引起的生態(tài)及環(huán)境問題的典型研究相對較多，高長遠[1]在總結(jié)干旱地區(qū)水文地質(zhì)及水文特征的基礎(chǔ)上，從環(huán)境保護的角度提出干旱區(qū)水土開發(fā)中潛水位最佳埋深值;張長春等[2]針對華北平原，確定了地下水合理生態(tài)水位的上限為防止土壤鹽堿化水位，下限為地下水獲得最大補給的理想水位，并給出了相應(yīng)的臨界水位值。

本文選擇邯鄲市東部平原區(qū)作為示范地區(qū)，在深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合邯鄲市地下水資源管理的需求、地下水超采治理和“三條紅線”指標，給出相關(guān)技術(shù)方法及指標體系，提出平原區(qū)地下水分類管理的目標及政策措施，為全國類似地區(qū)提供示范經(jīng)驗[3]。

1? 研究區(qū)概況

邯鄲市橫跨山區(qū)平原，水資源供需矛盾集中，地下水類別豐富，地下水管理面臨問題較多。邯鄲地下水超采嚴重，且位于南水北調(diào)受水區(qū)地下水壓采實施范圍內(nèi)，是河北省最嚴格水資源管理和地下水壓采的重點市。因此，從管理上邯鄲市的地下水管理具有極好的代表性。

近年來，邯鄲市實施了多項地下水保護項目，通過一系列措施，使得全市地下水水位下降趨勢減緩、主城區(qū)地下水位有所回升、生態(tài)水網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)水位有回升趨勢，為地下水資源管理與保護積累了大量經(jīng)驗。

2? 研究方法

2.1 資料收集與調(diào)查

收集試點地區(qū)自然地理、土壤鹽漬化、水資源稟賦條件、水資源開發(fā)利用等基礎(chǔ)資料，調(diào)查掌握近年來地下水水位動態(tài)變化情況、地下水超采情況、地下水監(jiān)測情況及存在問題等。

2.2 地下水超采治理及管理經(jīng)驗

分析總結(jié)邯鄲市近年來開展的地下水管理成功經(jīng)驗，對地下水超采綜合治理項目的階段效果及相關(guān)措施的可持續(xù)性進行評估。

2.3 地下水可持續(xù)利用管理對策

通過對地下水的管理經(jīng)驗分析及效果評估，提出實現(xiàn)邯鄲市地下水可持續(xù)利用的對策措施。

3? 地下水分類管理指標

3.1 我國地下水分類管理指標

目前，我國地下水分類管理指標包括以下幾個方面：①水位指標，包括：地下水位、地下水埋深、含水層疏干率、含水層變化率、漏斗面積變化、井數(shù)增減率以及開采量增減率;②開采指標，包括：地下水開采量、地下水超采程度、地下水資源模數(shù);③水質(zhì)指標，包括：地下水化學(xué)分類指標、地下水水質(zhì)分類指標、地下水污染評價指標。

3.2 研究區(qū)地下水分類管理研究

3.2.1 研究區(qū)地下水總量控制

依據(jù)尊重用水現(xiàn)狀與未來發(fā)展原則，與用水現(xiàn)狀相結(jié)合，在配置未來用水需求時應(yīng)綜合平衡，按照各自產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)各區(qū)域用水需求和缺水同比例壓縮原則。邯鄲市是水資源嚴重緊缺地區(qū)，在分配用水總量指標時，應(yīng)按照全市總量指標與總需水量比例同比例壓縮各區(qū)域需水量指標;根據(jù)先地表后地下，先淺層后深層原則，首先把當?shù)氐乇硭巴庹{(diào)水利用充分，然后再嚴格控制地下水指標分解，在分解地下水指標時，充分利用淺層地下水的原則確定邯鄲東部平原各縣用水總量控制指標。

3.2.2 研究區(qū)地下水水位控制

地下水控制性水位是一組變動的數(shù)值或閾值，有上限和下限，而不是一個靜態(tài)數(shù)據(jù)。此外，地下水控制性關(guān)鍵水位是為了實施地下水目標管理而設(shè)定的一些期望水位值或閾值，除了上面的考慮地下水功能外，也要兼顧當?shù)氐膶嶋H水資源條件，提出現(xiàn)實可行的控制水位，服務(wù)地下水的管理。

基于以上考慮，本研究以淺層地下水為例，提出地下水水位包括地下水紅線水位和地下水管理水位。通過連續(xù)三年的超采區(qū)綜合治理試點實施，在一般水平年份下，可基本實現(xiàn)采補平衡，總體目標是水位得到有效控制，不再持續(xù)下降。

①地下水紅線水位。

紅線上限水位：邯鄲平原區(qū)主要是分散式開發(fā)利用區(qū)，上限水位采用臨界蒸發(fā)深度法計算確定，考慮到由西向東包氣帶巖性的變化，西部平均上限埋深小，東部略有增加。對于城區(qū)地下水紅線上限水位，考慮人防等城市基礎(chǔ)設(shè)施的保護，設(shè)定了較大的上限埋深。

根據(jù)《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，確定建筑物基礎(chǔ)埋深深度，從而確定邯鄲市主城區(qū)地下水紅線上限為7.5m。此外，潛水蒸發(fā)系數(shù)隨著地下水位埋深的增加而逐漸減少。一般當?shù)叵滤宦裆钚∮?.0m時，潛水蒸發(fā)系數(shù)普遍較大，而地下水位埋大于4m時，潛水蒸發(fā)系數(shù)漸趨于零[4]。綜上確定研究區(qū)地下水紅線上限水位見表1。

紅線下限水位：地下水水位低于某一限值時，地下水開采強度已經(jīng)超過最大可開采量，水位難以維持穩(wěn)定，導(dǎo)致水位持續(xù)性下降，出現(xiàn)資源枯竭。從單井出水能力來說，水位過低導(dǎo)致單位涌水量下降也是影響地下水資源利用的重要因素。綜合含水層厚度法和歷史資料法最終劃定地下水紅線下限水位。對于每個地下水位管理分區(qū)分別收集鉆孔和剖面資料，統(tǒng)計淺層地下水含水層厚度和包氣帶厚度，將含水層厚度的三分之一作為最大合理降深。確定研究區(qū)地下水紅線下限水位見表2。

②地下水管理水位。

根據(jù)區(qū)域地下水開發(fā)利用總量控制指標，綜合考慮地下水功能等因素，按照現(xiàn)實和可能，劃定邯鄲市東部平原水位管理分區(qū)地下水管理水位，包括地下水管理水位上限和地下水管理水位下限。

地下水管理水位上限：同紅線水位上限。

地下水管理水位下限：實現(xiàn)階段開發(fā)利用總量控制量及壓采量的要求;敏感點的生態(tài)環(huán)境維系以及地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防的要求。

管理水位下限可采用區(qū)域水均衡法測算在開采總量總指標下的水位變幅。根據(jù)區(qū)域地下水開發(fā)利用總量控制階段指標，計算相應(yīng)的區(qū)域平均水位。2017年邯鄲市淺層地下水管理水位目標見表3。

按照同樣的原理，分別計算各管理單元淺層地下水管理水位目標。因此，在不超采的前提下，不考慮特枯年份的情況下，水位不會持續(xù)下降。

3.2.3 研究區(qū)地下水水質(zhì)控制

地下水水質(zhì)動態(tài)主要受地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、地下水人工開采及人為污染等因素的控制和影響。大量的工農(nóng)業(yè)污染物質(zhì)、生活污水的污染，加劇了地下水水質(zhì)的惡化。邯鄲市西部山區(qū)淺層地下水水質(zhì)與東部平原相較較好。2015年邯鄲水環(huán)境監(jiān)測中心對39眼評價井進行了監(jiān)測分析，其中Ⅴ類水評價井所占百分數(shù)為56.4%，較2016年無變化;Ⅳ類水評價井較2016年增加了7.7%，Ⅲ類水評價井較去年減少了7.7%，分別為28.2%和15.4%。西部山區(qū)和全淡水區(qū)多為Ⅲ類水。東部平原區(qū)多為Ⅳ類和Ⅴ類水，主要是礦化度、總硬度以及氨氮含量超標。

4? 結(jié)論

本次研究工作主要以邯鄲市東部平原區(qū)作為先行示范地區(qū)，分析了地下水資源及其開發(fā)利用與管理現(xiàn)狀，提出了研究區(qū)的地下水分類管理目標及相應(yīng)的管理措施。

①地下水分類管理指標主要包括水位指標、開采指標和水質(zhì)指標。研究區(qū)采用“雙控”的地下水分類管制指標，對地下水實行取用水總量控制和水位控制，并確定取用水總量指標和管理性水位指標。其中水位指標分別采用臨界蒸發(fā)系數(shù)法等進行確定，管理水位采用均衡分析法。②提出了地下水分類管理措施，其中，對東部平原地下水超采區(qū)以節(jié)水為核心，“控、蓄、養(yǎng)”相結(jié)合，嚴格控制地下水超采，主要包括農(nóng)業(yè)措施、水利措施、體制機制措施等。

參考文獻：

[1]高長遠.干旱區(qū)潛水位最佳埋深值的確定[J].地下水，2000（03）：105-106.

[2]張長春，邵景力，李慈君，崔亞莉.華北平原地下水生態(tài)環(huán)境水位研究[J].吉林大學(xué)學(xué)報（地球科學(xué)版），2003（03）：323-326，330.

[3]馬小雷，孟軍省，付丹平.華北平原中部典型區(qū)地下水控制水位劃定方法對比研究[J].地下水，2020，42（01）：59-62.

[4]高靜，陳新美，王利杰.邯鄲市地下水控制水位劃定初探[J].河北工程大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2017，34（01）：36-39.