德州市深層承壓水超采區(qū)治理研究

魏立山，李海洋，孫志勇，張德龍

（1.德州市水利局，山東 德州 253014；2.中建八局第一建設(shè)有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

深層承壓水指的是埋藏深度較大，具有靜水壓力的層間水。德州市深層承壓水指的是埋藏在200 m深度以下的地下承壓水，由于普遍存在多層厚度，加上巖性是以砂質(zhì)黏土為主的穩(wěn)定隔水層，使本層地下水均具有較高水頭[1]。地下水具有水質(zhì)較好、分布廣泛、動(dòng)態(tài)變化穩(wěn)定以及便于開發(fā)利用等優(yōu)點(diǎn)，成為理想的供水水源。1965 年以前，德州市大部分地區(qū)深層承壓水水頭高出地面，使其成為大面積自流水分布區(qū)。1965 年以后，由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活用水，開始大量開采深層承壓淡水，導(dǎo)致全市深層承壓水水頭持續(xù)下降。特別是以德城區(qū)為中心的“德州漏斗”，其漏斗中心水位埋深達(dá)120 m，其余各縣市區(qū)也分別形成了以縣市區(qū)城區(qū)所在地為中心的開采漏斗，面積大小不一，水位埋深多在80 m 左右。地下水過度開發(fā)利用造成區(qū)域性超采，帶來了地下水水位持續(xù)下降、含水層枯竭、地面沉降、水質(zhì)惡化等一系列生態(tài)環(huán)境問題，危及供水安全、糧食安全和生態(tài)安全，嚴(yán)重制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。因此，對(duì)地下水超采進(jìn)行綜合整治，改善地下水生態(tài)環(huán)境，增加地下水源的儲(chǔ)備總量，不僅對(duì)地面沉降治理具有重要意義，同時(shí)對(duì)實(shí)現(xiàn)地下水水資源可持續(xù)利用、保障德州市非常時(shí)期用水和應(yīng)急供水也具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義[2]。

1 德州市水資源基本狀況

德州市水資源極其匱乏，地表水資源量2.91億m3，地下水資源量8.95 億m3，扣除兩者重復(fù)計(jì)算量0.33 億m3，水 資 源 總 量11.53 億m3，僅 占 全 省 的3.8%；人均占有量211 m3，僅為全國的10%、全省的61%；畝均占有量143 m3，占全省的47%、全國的8%[3]。德州市全域深層地下水禁采，需壓減地下水1.17億m3。水資源稟賦條件先天不足決定了德州市對(duì)客水依賴程度極高，目前德州市年度外調(diào)水包括引黃指標(biāo)水9.77億m3、引江指標(biāo)水2億m3。根據(jù)歷年全市實(shí)際用水情況統(tǒng)計(jì)，德州市年需水量達(dá)25億m3左右，其中農(nóng)業(yè)用水占80%以上，缺口5億m3左右。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，城市范圍和人口不斷增加，用水量也越來越大，水供需矛盾日益突出，水資源短缺已成為制約德州市經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。

2 深層地下水超采區(qū)狀況

《山東省地下水超采區(qū)評(píng)價(jià)》結(jié)果表明，德州深層承壓水超采區(qū)包括全市各縣市區(qū)，水資源二級(jí)區(qū)均為徒駭馬頰河，總面積10 356 km2，年均實(shí)際開采量11 746 萬m3[4]。發(fā)生地面沉降范圍包括德州市的德城、武城、平原、陵縣、寧津縣市區(qū)和河北省的吳橋、景縣的部分地區(qū)，其中德城區(qū)由于地下水開采強(qiáng)度大，地面沉降幅度大，地面累計(jì)沉降量在498～936 mm，形成了以市區(qū)西北部為中心的沉降盆地，最低點(diǎn)在國棉一廠、針織廠、熱電廠、張莊附近，累計(jì)沉降量802～936 mm；以平原縣城為中心形成了一個(gè)小的地面沉降中心，累計(jì)沉降量332～359 mm；其余地區(qū)的地面沉降量較小，累計(jì)沉降量231～400 mm。德州深層承壓水超采區(qū)治理范圍為德州市所有縣市區(qū)，總面積10 356 km3，需壓采水量11 746 萬m3，超采區(qū)范圍及治理范圍如圖1所示。

圖1 德州市深層地下水超采區(qū)范圍及治理范圍

3 深層地下水超采形成原因

3.1 資源性缺水嚴(yán)重

德州市水資源先天稟賦不足，多年平均降水量僅為561.6 mm，位列全省倒數(shù)第二，水資源總量為11.53 億m3，其中可利用量僅為8.34 億m3[5]；人均水資源占有量和畝均水資源占有量均不足全國平均的10%，屬于極度缺水地區(qū)。德州市外調(diào)水引黃指標(biāo)水9.77 億m3，據(jù)統(tǒng)計(jì)2010—2019 年10 a 全市平均年引黃量15.1 億m3，年均超引5.33 億m3。2020 年12月，水利部將德州市列為黃河干流水資源超載區(qū)，要求對(duì)水資源超載區(qū)暫停相應(yīng)水源的新增取水許可審批，水資源超載區(qū)的治理和引黃水量的壓減將進(jìn)一步加劇德州市水資源的供需矛盾。

3.2 長江水利用程度不高

德州市每年引江指標(biāo)水2 億m3，實(shí)際消納量不超過3 000 萬m3。其原因主要有：①南水北調(diào)配套工程不到位，目前僅德城、武城和夏津少量使用長江水，陵城、平原、寧津、慶云和樂陵5個(gè)縣市區(qū)配套工程不完善，無法利用長江水，而配套工程投資巨大，地方財(cái)政無力承擔(dān)。②長江水價(jià)格太高，德州主城區(qū)生活用長江水水費(fèi)是黃河水的10倍，市自來水廠雖已批復(fù)許可長江水2 114 萬m3，但一直未用，實(shí)際全部使用黃河水。如強(qiáng)制使用長江水，居民水費(fèi)將會(huì)大幅增加，如按黃河水水價(jià)給市自來水公司供水，巨大的差價(jià)地方財(cái)政難以補(bǔ)貼。

3.3 城鎮(zhèn)快速發(fā)展引發(fā)的需水量增加

德州市形成的超采區(qū)以德城區(qū)及各縣市區(qū)城區(qū)為漏斗中心，與2010 年城鎮(zhèn)人口相比，人口增長30%左右。隨著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，全市工業(yè)生產(chǎn)、公共事業(yè)和居民生活用水不斷增加，加上地下水具有經(jīng)濟(jì)、方便、保障率高的特點(diǎn)，因此產(chǎn)生了大規(guī)模開采地下水的情況。

3.4 農(nóng)業(yè)灌溉用水量巨大

德州市是農(nóng)業(yè)大市、產(chǎn)糧大市，近年來以占全省3.6%的水資源量灌溉了占全省8.2%的耕地，生產(chǎn)了占全省17%的糧食，對(duì)全省糧食安全作出了重要貢獻(xiàn)。連年的農(nóng)業(yè)豐收耗用了德州市近80%的用水總量指標(biāo)。雖然德州市采取了灌區(qū)續(xù)建配套和節(jié)水改造、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田灌溉項(xiàng)目建設(shè)等多項(xiàng)工程措施，提高了農(nóng)業(yè)灌溉水有效利用系數(shù)，每年節(jié)約農(nóng)灌水量3 億m3以上，但德州市作為我國北方土壤鹽堿化和次生鹽漬化分布最典型的地區(qū)之一，農(nóng)業(yè)灌溉必須每年通過1～2次大水壓堿，才能保證農(nóng)業(yè)豐收。

4 深層地下水超采區(qū)治理情況

4.1 自備井封停管理工作有序深入推進(jìn)

印發(fā)《德州市南水北調(diào)一期工程受水區(qū)地下水壓采實(shí)施方案》和《德州市地下水超采區(qū)綜合整治實(shí)施方案》，對(duì)地下水超采治理進(jìn)行了全面規(guī)劃部署。2017 年，地下水超采區(qū)綜合整治被列為市政府督導(dǎo)的一項(xiàng)重要任務(wù)。財(cái)政、國土、水利等5部門出臺(tái)了《關(guān)于嚴(yán)格規(guī)范地下水開采管理的通知》，基本遏制了盲目開發(fā)建設(shè)現(xiàn)象的發(fā)生[6]。

4.1.2 加大投資，嚴(yán)格管理

投資建設(shè)50 眼地下水位觀測井，并接入水資源綜合管理信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全市深層地下水水位遠(yuǎn)程監(jiān)控；建立地下水綜合整治工作月報(bào)和通報(bào)制度，督導(dǎo)地下水綜合整治工作的開展；建成德州市自備井備案信息系統(tǒng)，使所有封存機(jī)井信息均可在該系統(tǒng)實(shí)時(shí)查看。管理制度和信息平臺(tái)的不斷完善，實(shí)現(xiàn)了對(duì)全市取用地下水水量、水位和自備井封停后續(xù)管理的精準(zhǔn)監(jiān)控和精細(xì)化管理。

4.2 替代水源供水保障能力全面快速提升

4.2.1 水網(wǎng)工程體系持續(xù)健全完善

2018年以來，全市累計(jì)完成投資160億元，是過去10 a投入的總和。全市累計(jì)清淤骨干河道261 km，除險(xiǎn)加固24座病險(xiǎn)水閘水庫，新建堤頂?shù)缆?11.2 km，疏浚襯砌田間溝渠2 225 km，新建、改造建筑物2 032座，打通了全市灌排“主脈絡(luò)”。南水北調(diào)干線和續(xù)建配套工程完成投資46億元，已累計(jì)調(diào)用長江水1億m3。

4.2.2 實(shí)施城鄉(xiāng)供水一體化

2.2.3 儀器設(shè)施 由于特殊治療監(jiān)護(hù)需求，ICU室內(nèi)放置的多種搶救設(shè)備和安放在患者周圍的許多陌生管道、約束設(shè)備、儀器導(dǎo)線等都會(huì)給患者一種受拘束的感覺，使其產(chǎn)生恐懼、焦慮的心理反應(yīng)。

按照“興建平原水庫，置換地下水源，確保飲水安全”的思路，共建成平原水庫18座（總庫容3.1億m3）、萬t以上集中供水廠19座，鋪設(shè)供水主管道2.6萬km，全市城鄉(xiāng)供水一體化率達(dá)到99%。

4.2.3 充分利用非常規(guī)水

目前，全市共有污水處理廠31 座，日處理能力達(dá)到1 164 萬t，污水集中處理率達(dá)到97%。投資7.43億元，建成總面積達(dá)1 174 hm2的16處濕地凈化工程，日處理凈化能力達(dá)99.75 萬m3。新建、治理坑塘10 243 處，蓄水容積2.6 億m3，雨洪資源利用率顯著提升[7]。

4.2.4 節(jié)水型社會(huì)縱深推進(jìn)

持續(xù)實(shí)施潘莊、李家岸灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程，潘莊灌區(qū)成為全國首個(gè)灌區(qū)“量控一體化”示范基地，并被評(píng)為全國首批8個(gè)“灌區(qū)水效領(lǐng)跑者”之一。11 個(gè)縣市區(qū)全部列入全國小農(nóng)水重點(diǎn)縣，累計(jì)建成高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田18.2 萬hm2，約占全市農(nóng)田面積的30%，成為全國一面旗幟。成功創(chuàng)建平原、樂陵、陵城、禹城、夏津、齊河、德城7個(gè)國家級(jí)縣域節(jié)水型社會(huì)建設(shè)達(dá)標(biāo)縣和200 多家節(jié)水載體，實(shí)現(xiàn)了節(jié)水載體多樣化和社會(huì)節(jié)水行業(yè)全覆蓋。自此，黃河水、長江水、非常規(guī)水3 種水源配置不斷優(yōu)化，水資源利用效率不斷提高，供水安全保障能力全面提升。

4.3 地下水修復(fù)保護(hù)力度持續(xù)加大

4.3.1 劃定生態(tài)紅線

結(jié)合建設(shè)京津冀南部生態(tài)功能區(qū)，將南水北調(diào)沿線范圍劃入生態(tài)紅線，紅線區(qū)內(nèi)禁止一切與保護(hù)無關(guān)的建設(shè)活動(dòng)。

4.3.2 加強(qiáng)水污染防治

積極開展集中飲用水水源地保護(hù)，嚴(yán)格落實(shí)飲用水水源地日常監(jiān)管工作，各水源地均設(shè)立了界標(biāo)、交通警示牌和宣傳牌，全部實(shí)現(xiàn)了一級(jí)保護(hù)區(qū)封閉管理，保障飲用水水源地水質(zhì)達(dá)標(biāo)率100%。

4.3.3 全面實(shí)施河湖長制

在全省率先全面建立市縣鄉(xiāng)村四級(jí)河長體系，設(shè)立各級(jí)河長7 374名、湖長197名，“河長+警長+網(wǎng)格員”日常管護(hù)機(jī)制成為全省標(biāo)桿。先后開展“清河行動(dòng)”“清四亂”及“深化清違整治、構(gòu)建無違河湖”專項(xiàng)行動(dòng)，累計(jì)清理河道1.2萬km以上，查處“八亂”行為9 000余件，河湖水域岸線管理保護(hù)和河湖水域岸線綜合治理工作成果顯著。

4.3.4 河湖水質(zhì)有效改善

編制《采取閘壩聯(lián)合調(diào)度保障生態(tài)補(bǔ)水及生態(tài)基流工作方案》，利用城區(qū)現(xiàn)有河道、三干流及引徒、引衛(wèi)跨流域連通水系，科學(xué)調(diào)配水源，促進(jìn)了全市水系循環(huán)。全市年均引調(diào)黃河水14億m3，各級(jí)閘壩每年汛期攔蓄利用雨洪水2 億m3，在本地水資源極其匱乏的前提下，有效保障了河湖生態(tài)水量，維護(hù)了河湖生態(tài)健康。全市年均治理水土流失面積25 km2以上，因地制宜建設(shè)沿河生態(tài)濕地，累計(jì)建成各類水利風(fēng)景區(qū)16處，其中國家級(jí)6處、省級(jí)10處，有力推動(dòng)全市水體生態(tài)得到有效改善。

5 深層地下水超采區(qū)治理成效

5.1 深層承壓水水位持續(xù)上升，水生態(tài)明顯改善

自深層超采區(qū)綜合治理工作開展以來，德州市深層承壓水水位持續(xù)上升。為全面推動(dòng)地下水超采區(qū)治理效果，2020 年水利部印發(fā)了《水利部關(guān)于開展全國地下水超采區(qū)水位變化通報(bào)工作的通知》（水資管〔2020〕173 號(hào)），對(duì)全國21 個(gè)省份涉及123 個(gè)地級(jí)及以上行政區(qū)地下水超采問題進(jìn)行通報(bào)。地下水超采區(qū)水位變化通報(bào)更加直觀、科學(xué)地反映出超采區(qū)治理的效果。2020 年第2—4 季度及2021 年第1季度全國地下水超采區(qū)水位變化通報(bào)顯示，德州市深層承壓水水位上升2.12、0.09、0.97和0.76 m，平均水位上升0.99 m，治理效果十分明顯。

5.2 工業(yè)供水有了新保障

德州城區(qū)現(xiàn)有供水管道7條，總長120 km，日最大供水能力可達(dá)106 萬m3，可同時(shí)向三水廠、四水廠、華魯恒升、華能電廠、天衢工業(yè)園輸水，僅三水廠、四水廠就鋪設(shè)公共供水管網(wǎng)960 km，實(shí)現(xiàn)了水網(wǎng)互聯(lián)互通，基本滿足再造一個(gè)“新德州”的需水要求。陵城區(qū)投資3.07億元，建成年調(diào)蓄水量2 106萬m3的新隔津河水庫，另外投資5 000萬元興建了工業(yè)供水水廠，鋪設(shè)供水管網(wǎng)53 km，覆蓋開發(fā)區(qū)90%用水企業(yè)，改變了依靠地下水的單一供水局面。

5.3 社會(huì)效益明顯

通過大力開展地下水超采區(qū)治理宣傳教育工作，贏得了群眾對(duì)工作的理解和支持，營造了全社會(huì)共同關(guān)注、支持地下水壓采的輿論氛圍，有力推進(jìn)了工作的順利實(shí)施。目前，全市水資源配置更加優(yōu)化，取水許可審批管理更加規(guī)范，節(jié)水型社會(huì)建設(shè)縱深推進(jìn)，深層地下水水位下降幅度趨緩，“調(diào)、補(bǔ)、蓄、排”的水生態(tài)體系日益完善。

5.4 水資源管理體制機(jī)制不斷創(chuàng)新

在全省率先開展農(nóng)村生活用水節(jié)水試點(diǎn)工作，建立精準(zhǔn)補(bǔ)貼和獎(jiǎng)補(bǔ)機(jī)制，保障供水工程良性運(yùn)行，促進(jìn)農(nóng)村節(jié)水。全面推行農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革，全市累計(jì)改革面積達(dá)到47.1 萬hm2，約占農(nóng)田總面積的3/4。深入實(shí)施水資源費(fèi)改稅，全市共注冊(cè)取用水戶961 家，累計(jì)核定水量6.5 億m3，累計(jì)繳納水資源稅5.1億元，超采區(qū)內(nèi)取水水資源稅標(biāo)準(zhǔn)比原水資源費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)提高了3 倍以上，明顯遏制了地下水開采。寧津縣是山東省3 個(gè)水權(quán)水市場制度建設(shè)試點(diǎn)之一，“互聯(lián)網(wǎng)+水權(quán)交易+階梯水價(jià)”模式成為全省學(xué)習(xí)標(biāo)桿，得到國家發(fā)改委充分肯定。齊河縣是全國首個(gè)引入社會(huì)資本試點(diǎn)，樂陵市、陵城區(qū)、武城縣、平原縣是農(nóng)田水利設(shè)施產(chǎn)權(quán)制度改革及創(chuàng)新運(yùn)行管護(hù)機(jī)制試點(diǎn)，禹城市是全國農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革試點(diǎn)，這些地區(qū)的改革都取得了成功。

6 深層地下水超采區(qū)治理目前存在問題

6.1 剩余壓采量小，壓采難度大

自德州市深層地下水超采區(qū)治理工作開展以來，本著“能封盡封、加速治理”的原則，在全市城區(qū)和公共供水管網(wǎng)覆蓋范圍之內(nèi)達(dá)到封井條件的深井已基本封停。截至2020 年底，德州市深井累計(jì)壓采量是壓采方案計(jì)劃的189%，壓采方案計(jì)劃2025 年底深層地下水壓采任務(wù)全部完成；壓采任務(wù)總量1.17 億m3已壓采1.13 億m3，完成總?cè)蝿?wù)量的96%。單從任務(wù)量上看剩余壓采任務(wù)很少，2021—2025 年僅占總壓采任務(wù)的4%，但是從各縣市區(qū)反饋和實(shí)地調(diào)研情況來看，剩余的深井很多處于管網(wǎng)尚未覆蓋到或者管網(wǎng)供水能力存在不足或供水不穩(wěn)定的狀態(tài)，封井難度較大，屬于深層地下水壓采的“硬骨頭”，很難解決。即使公共管網(wǎng)已覆蓋的區(qū)域，由于很多企業(yè)離公共供水管網(wǎng)還有一段距離，存在打通“最后一公里”的困難，比如資金問題。受新冠疫情的影響，很多企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益大幅下降，靠企業(yè)自身投資難度較大。由于市縣財(cái)政實(shí)力較弱，資金投入不足，造成置換水源工程、供水管道工程建設(shè)進(jìn)度緩慢，影響了地下水井的封停進(jìn)度。

6.2 水源緊缺，無水源可置換

德州市十年九旱，水資源極其匱乏。2020 年，水利部印發(fā)《關(guān)于黃河流域水資源超載地區(qū)暫停新增取水許可的通知》，將德州市列為黃河干流水資源超載地區(qū)，要求暫停以黃河水為水源的新增取水許可審批。當(dāng)?shù)厮Y源的嚴(yán)重匱乏和黃河水超載加劇了德州市用水供需矛盾，對(duì)于地下水壓采工作最直接的影響是無水源可置換，后續(xù)地下水壓采工作推動(dòng)壓力較大。

6.3 缺乏地下水超采區(qū)動(dòng)態(tài)評(píng)估機(jī)制

《德州市地下水超采區(qū)綜合整治實(shí)施方案》是2016 年經(jīng)德州市人民政府批準(zhǔn)印發(fā)的，該方案以第一次全國水利普查地下水取水井專項(xiàng)普查成果、取水許可臺(tái)賬及縣市區(qū)取水許可發(fā)放等資料為主要基礎(chǔ)資料，而地下水超采區(qū)劃定情況則以《山東省地下水超采區(qū)評(píng)價(jià)》（2013）成果為主要依據(jù)。一方面，基礎(chǔ)資料和依據(jù)資料距離現(xiàn)在較為久遠(yuǎn)，對(duì)目前的地下水超采情況判定可能存在一定偏差；另一方面，經(jīng)過4 a的地下水超采區(qū)治理，地下水超采情況已有很大改善，但是目前尚未有最新的超采區(qū)評(píng)定資料，無法科學(xué)精準(zhǔn)反映出目前的超采區(qū)實(shí)際情況，影響了全市超采區(qū)治理工作的開展。

7 幾點(diǎn)建議

7.1 加大工程投入

建議上級(jí)考慮到地方實(shí)際加大對(duì)德州市深層承壓水超采區(qū)治理的資金支持，幫助地方水源置換工程打通“最后一公里”，確?！笆奈濉逼陂g全面提前完成深層地下水超采治理任務(wù)，持續(xù)改善地下水環(huán)境。

7.2 科學(xué)制定引黃指標(biāo)

黃河水在保證一定入海生態(tài)流量的前提下，多余的水量應(yīng)再進(jìn)行科學(xué)調(diào)配，適當(dāng)增加沿黃地區(qū)應(yīng)急水量和生態(tài)水量指標(biāo)。同時(shí)，可根據(jù)豐枯年份不同對(duì)引黃指標(biāo)實(shí)行彈性管理，在豐水年適當(dāng)增加引黃指標(biāo)，涵養(yǎng)地下水源，真正達(dá)到高效利用黃河水、造福沿黃人民的目的。

7.3 降低長江水水價(jià)

建議降低長江水水價(jià)，目前德州市長江水利用率較低，除去工程原因無法使用的因素，即便是通水的德城區(qū)、武城縣、夏津縣3 個(gè)縣市區(qū)，由于長江水水價(jià)過高（例如，德州中心城區(qū)用于生活用水的長江水水價(jià)是黃河水的10倍），加之地方政府財(cái)政緊張，確實(shí)難以大范圍推廣利用。

7.4 建立地下水超采區(qū)動(dòng)態(tài)評(píng)估機(jī)制

建立地下水超采區(qū)動(dòng)態(tài)評(píng)估機(jī)制，精準(zhǔn)反映超采區(qū)治理情況和現(xiàn)狀，有效指導(dǎo)地下水超采區(qū)的治理工作。建議盡快開展最新的地下水超采區(qū)評(píng)價(jià)，對(duì)各地超采情況重新識(shí)別和認(rèn)定，全面摸清地下水超采范圍和面積、超采程度、超采原因等問題。建立超采區(qū)定期評(píng)估機(jī)制，定期對(duì)超采區(qū)進(jìn)行評(píng)估，將評(píng)估結(jié)果與超采區(qū)治理工作相結(jié)合，真正起到指導(dǎo)超采區(qū)治理工作的作用，全面提高超采區(qū)治理成效。