阜陽市地下水超采區(qū)水位變化及動態(tài)分析

萬歡歡

地下水資源具有分布廣泛、存儲量大及易于開采等特點(diǎn)，是皖西北平原城市的重要用水來源。阜陽市是皖西北平原城市，2021 年城區(qū)面積達(dá)339km2，城區(qū)人口95.6 萬，城區(qū)人均水資源量約為340m3，屬于水資源緊缺地區(qū)。隨著阜陽市社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人口的不斷增長，各領(lǐng)域生產(chǎn)和生活對水資源的需求量日益增加，地表水資源嚴(yán)重短缺，地下水開發(fā)利用就成為彌補(bǔ)水資源短缺的重要手段。由于早期地下水資源的開發(fā)和利用缺乏有效規(guī)劃和管理，導(dǎo)致地下水出現(xiàn)污染、超采等現(xiàn)象，引發(fā)了一系列生態(tài)和地質(zhì)環(huán)境問題，嚴(yán)重影響社會的可持續(xù)發(fā)展，制約著人們的生產(chǎn)和生活。

近年來，安徽省嚴(yán)控地下水開采，阜陽市實(shí)施了封井行動，取締無證非法開采井，封停了一批地下水開采井，壓減了超采量，局部水位得到一定回升，開采水位漏斗范圍也相應(yīng)地有所縮小。本文根據(jù)2018—2021 年阜陽市地下水自動監(jiān)測站點(diǎn)的實(shí)測資料及相關(guān)調(diào)查資料，對阜陽市超采區(qū)的水位及影響超采區(qū)水位變化的主要因素進(jìn)行分析。

一、超采區(qū)概況

阜陽市位于安徽省西北部，地處淮北平原西部，轄區(qū)有潁州區(qū)、潁泉區(qū)、潁東區(qū)、臨泉縣、太和縣、阜南縣、潁上縣、界首市，總面積為10118km2。阜陽市屬暖溫帶半濕潤性季風(fēng)氣候，四季分明，氣溫溫和，雨量適中，但降雨量年際變化大，全年降雨分配不均勻，主要集中在5—9 月，占全年降雨量的70%以上。根據(jù)《安徽省第三次水資源調(diào)查評價(jià)》結(jié)果，阜陽市1956—2016 年多年平均水資源總量為35.42 億m3，其中地表水資源量為20.66 億m3，地表水與地下水不重復(fù)量為14.76 億m3，多年平均蒸發(fā)量為889.5mm，多年平均降雨量為938.0mm，干旱指數(shù)為0.95，屬于濕潤地區(qū)。

自20 世紀(jì)70 年代起，阜陽城區(qū)居民生活和工業(yè)用水幾乎全部依靠開采中、深層地下水，隨著地下水開采量逐年上升且部分年份超采嚴(yán)重，導(dǎo)致阜陽城區(qū)形成了地下水沉降漏斗，城區(qū)乃至周邊出現(xiàn)地面沉降，不僅對生態(tài)壞境帶來了不可彌補(bǔ)的傷害，而且對水資源可持續(xù)利用和經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。為了摸清安徽省淮北平原區(qū)地下水超采分布范圍、超采量和超采程度，2012 年安徽省水利廳開展了全省范圍的地下水超采區(qū)評價(jià)工作，確定了全省地下水一般超采區(qū)和嚴(yán)重超采區(qū)。其中阜陽市：淺層地下水一般超采區(qū)面積為572.9km2，范圍在阜陽市城區(qū)及周邊；中、深層承壓水超采區(qū)面積為726km2，其中一般超采區(qū)面積697.5km2，嚴(yán)重超采區(qū)面積28.5km2，范圍在阜陽市城區(qū)及周邊、臨泉縣、界首市、太和縣和潁上縣。

二、超采區(qū)地下水動態(tài)變化影響因素分析

（一）降雨量

降雨量是補(bǔ)給地下水來源的有效途徑，是影響地下水動態(tài)變化的重要因素。根據(jù)資料分析，2018—2021 年阜陽市年降雨量分別為991.2mm、552.1mm、1133.3mm、938.0mm，其中2018 年和2021 年屬平水年，2019 年屬枯水年，2020 年屬豐水年。由于2019 年降雨量嚴(yán)重偏少，導(dǎo)致2019 年阜陽市地下水監(jiān)測水位顯著下降。

（二）地下水開采量

地下水是阜陽市生產(chǎn)生活的主要水源，地下水的開采量是影響阜陽市地下水動態(tài)變化的重要因素之一。通過對2018—2021 年《阜陽市水資源公報(bào)》數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，阜陽市地下水開采量總體呈下降趨勢，地下水開采量占阜陽市總供水量的比例在逐年減小，分別是44.3%、42.2%、41.7%和40.7%。2018—2021 年阜陽市地下水開采量統(tǒng)計(jì)表見表1。

表1 2018—2021 年阜陽市地下水開采量統(tǒng)計(jì)表

（三）地表水供水量

地表水是地區(qū)社會生產(chǎn)的主要用水來源，是影響地下水動態(tài)變化的間接因素。近年來，阜陽市通過加大地表水供水規(guī)模和擴(kuò)建地表水工程的措施，有效地緩解了阜陽市地下水超采和水資源短缺的問題。根據(jù)《阜陽市水資源公報(bào)》可知：2018 年阜陽市地表水供水量為9.29 億m3，占總供水量的53.7%；2019 年地表水供水量為9.71 億m3，占總供水量的55.8%；2020 年地表水供水量為10.00 億m3，占總供水量的56.2%；2021 年地表水供水量為10.26億m3，占總供水量的57.0%。可見，阜陽市地表水供水量占總供水量的比例在逐年增大，在一定程度上緩解了阜陽市地下水的供水壓力。

（四）地方政策

針對阜陽市地下水超采問題，阜陽市各級政府積極探索治理方法，優(yōu)化供水結(jié)構(gòu)。通過積極落實(shí)“三條紅線”“最嚴(yán)格水資源管理制度”，出臺《阜陽市地下水保護(hù)條例》等措施，有效推動了阜陽市水資源節(jié)約利用，緩解了地下水超采問題。通過對阜陽市地下水超采區(qū)采取水源置換、封存填埋地下水井、節(jié)水措施、非常規(guī)水源利用、人工回灌等工程措施，使超采區(qū)地下水水位持續(xù)下降、含水層枯竭、地面沉降及水質(zhì)惡化問題得到緩解。

三、超采區(qū)地下水動態(tài)變化

阜陽市目前建設(shè)有85 個國家地下水自動監(jiān)測站點(diǎn)，位于超采區(qū)范圍內(nèi)的有38 個，其中淺層（第一含水層）地下水監(jiān)測井9 個，中層（第二含水層）地下水監(jiān)測井27 個，深層（第三含水層）地下水監(jiān)測井2 個，于2017 年6 月正式運(yùn)行。本次研究采用超采區(qū)內(nèi)全部國家地下水自動監(jiān)測站點(diǎn)的2018—2021 年地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)，以此分析超采區(qū)地下水水位的變化情況。

（一）超采區(qū)淺層地下水位變化

淺層地下水水位變化主要受降雨量、地下水開采和當(dāng)?shù)氐叵滤卫泶胧┑挠绊?，其中降雨量對淺層地下水位的影響較為顯著。根據(jù)2018—2021 年阜陽市淺層地下水超采區(qū)范圍內(nèi)的9 個淺層地下水監(jiān)測站和17 個雨量站監(jiān)測數(shù)據(jù)，分別采用泰森多邊形法和算術(shù)平均法計(jì)算超采區(qū)淺層地下水月平均水位和月平均降雨量，分析表明：超采區(qū)內(nèi)淺層地下水水位與降雨量關(guān)系密切，受降雨量變化影響顯著。通過近些年阜陽市地下水限采措施的實(shí)施，地下水開采量雖在逐年減少，但由于2019 年阜陽市年降雨量嚴(yán)重偏少，地下水未能得到及時補(bǔ)給，導(dǎo)致2019年度全市淺層地下水水位顯著下降，雖2020 年和2021 年全市淺層地下水水位得到了持續(xù)回升，但全市淺層地下水水位相比2018 年總體呈下降趨勢。2018—2021 年超采區(qū)淺層地下水水位與降雨量關(guān)系見圖1。

（二）超采區(qū)中層地下水位變化

阜陽市中層地下水超采區(qū)分布在阜陽市城區(qū)、臨泉縣、界首市、太和縣和潁上縣范圍內(nèi)，共有27個中層地下水監(jiān)測站點(diǎn)，其中阜陽城區(qū)16 個，界首市8 個，潁上縣1 個，太和縣1 個、臨泉縣1 個。根據(jù)2018—2021 年阜陽市超采區(qū)范圍內(nèi)的中層地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用泰森多邊形法分別計(jì)算各超采縣區(qū)月年平均地下水水位，結(jié)果表明：2019 年中層地下水水位受當(dāng)年降雨量偏少的影響變化不明顯，變化因素主要受地下水開采量影響；2021 年相比2018年，阜陽城區(qū)、臨泉縣和潁上縣中層地下水位呈上升趨勢，其中阜陽城區(qū)中層地下水年均水位相比2018 年上升了0.28m，臨泉縣中層地下水年均水位相比2018 年上升了3.28m，潁上縣中層地下水年均水位相比2018 年上升了2.71m；界首市和太和縣中層地下水位呈下降趨勢，其中界首市中層地下水年均水位相比2018 年下降了1.21m，太和縣中層地下水年均水位相比2018 年下降了0.43m。2018—2021年中層地下水超采區(qū)年均地下水水位見表2，超采區(qū)中層地下水水位變化趨勢圖見圖2。

表2 2018—2021 年阜陽市中層地下水超采區(qū)年均地下水水位表

圖2 2018—2021 年阜陽市中層地下水超采區(qū)地下水水位變化趨勢圖

（三）超采區(qū)深層地下水位變化

目前超采區(qū)范圍內(nèi)的深層地下水監(jiān)測站點(diǎn)有2 個，分別位于阜陽城區(qū)潁泉區(qū)三里灣和界首市城區(qū)。根據(jù)2 個深層地下水監(jiān)測站數(shù)據(jù)表明：三里灣監(jiān)測站點(diǎn)2021 年相比2018 年深層地下水位上升了3.96m；界首三監(jiān)測站點(diǎn)2021 年相比2018 年深層地下水位下降了15.63m，超采區(qū)內(nèi)深層地下水與上述中層地下水水位變化趨勢一致，監(jiān)測數(shù)據(jù)合理。2018—2021 年深層地下水超采區(qū)地下水水位變化趨勢圖見圖3。

圖3 2018—2021 年阜陽市深層地下水超采區(qū)地下水水位變化趨勢圖

四、結(jié)語

本文依據(jù)2018—2021 年阜陽市超采區(qū)范圍內(nèi)地下水自動監(jiān)測數(shù)據(jù)，對阜陽市超采區(qū)地下水位變化情況進(jìn)行分析，結(jié)論如下：

（1）阜陽市超采區(qū)淺層地下水水位變化受降雨量影響顯著。由于2019 年阜陽市降雨量僅有552.1mm，比多年平均降雨量偏少35.9%，淺層地下水補(bǔ)給量顯著減少，雖阜陽市已采取限采措施，2019 年超采區(qū)淺層地下水位仍顯著降低；隨著2020—2021 年降雨量增加和地下水開采量的減少，雖與2018 年相比淺層地下水水位總體呈下降趨勢，但是相比2019 年淺層地下水水位持續(xù)回升。

（2）阜陽市超采區(qū)中、深層地下水水位變化主要受地下水開采量影響。根據(jù)超采區(qū)內(nèi)的27 個中層地下水和2 個深層地下水監(jiān)測點(diǎn)水位資料分析得出，中、深層地下水位受2019 年降雨量偏少的影響不明顯，但由于2018—2021 年各縣區(qū)地表水供水設(shè)施配套和供水結(jié)構(gòu)調(diào)整存在差異，各縣區(qū)在地下水限采管理措施力度也不同，超采區(qū)范圍內(nèi)各縣區(qū)2021 年地下水位相比2018 年變化趨勢有上升有下降，但總體來看阜陽市超采區(qū)地下水綜合治理已初見成效。

（3）隨著一系列限采措施的出臺，阜陽市地表水供水量占比逐年增加，地下水供水量占比逐年降低，部分縣區(qū)地下水超采現(xiàn)象得到緩解，改善了地下水生態(tài)環(huán)境，增加了地下水源儲備量■