張林妹 戴宏勝
(晉城市水資源事務中心,山西 晉城 048000)
晉城市目前有高平巖溶水超采區(qū)和晉城城郊巖溶水超采區(qū)兩個超采區(qū)。高平巖溶水超采區(qū)位于高平市區(qū)一帶,屬于三姑泉域高平—晉城巖溶地下水子系統(tǒng),面積35 km2,年可開采量295 萬m3,為一般超采區(qū)。晉城城郊巖溶水超采區(qū),屬于三姑泉域高平—晉城和任莊兩個子系統(tǒng),面積178 km2,年可開采量3 760 萬m3,為一般超采區(qū)。
因管理需要,把晉城城郊巖溶水超采區(qū)劃分為3 個超采亞區(qū),分別為澤州縣巴公巖溶水超采亞區(qū)、北石店巖溶水超采亞區(qū)和市區(qū)巖溶水超采亞區(qū)。其中,巴公巖溶水超采亞區(qū)年可開采量720 萬m3,為一般超采區(qū);北石店巖溶水超采亞區(qū)年可開采量1 230 萬m3,為一般超采區(qū);市區(qū)巖溶水超采亞區(qū)年可開采量1 810 萬m3,為一般超采區(qū)。
選取超采區(qū)內(nèi)的用水大戶進行用水量統(tǒng)計,超采區(qū)2009—2018 年歷年開采量見表1。
高平巖溶水超采區(qū)2009—2018 年多年平均開采量為415 萬m3;超采區(qū)年可開采量為295 萬m3,年平均開采系數(shù)為1.41。
表1 2009—2018 年超采區(qū)實際開采量
晉城城郊巖溶水超采區(qū)2009—2018 年多年平均開采量為4308 萬m3;超采區(qū)年可開采量為3760 萬m3,年平均開采系數(shù)為1.15。其中,巴公巖溶水超采亞區(qū),位于巴公水源地,該水源地2009—2018 年多年平均開采量為913 萬m3,主要為晉城市巴公裝備制造工業(yè)園區(qū)各企業(yè)生產(chǎn)取水;超采亞區(qū)年可開采量為720 萬m3,年平均開采系數(shù)為1.27。北石店巖溶水超采亞區(qū)位于北石店水源地,是晉煤集團工礦區(qū)和生活區(qū)的主要供水水源地,該水源地2009—2018 年多年平均開采量為1 186 萬m3;超采亞區(qū)年可開采量為1 230 萬m3,年平均開采系數(shù)為0.96。市區(qū)巖溶水超采亞區(qū),是晉城市區(qū)城市生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要供水水源地,該水源地2009—2018 年多年平均開采量為2 209 萬m3;超采亞區(qū)年可開采量為1 810 萬m3,年平均開采系數(shù)為1.22。
由圖1 可以看出,近10 年超采區(qū)整體地下水開采系數(shù)呈下降趨勢,北石店巖溶水超采亞區(qū)下降趨勢最為明顯。
圖1 2009—2018 年超采區(qū)開采系數(shù)趨勢變化
根據(jù)《山西省地下水超采區(qū)評價工作方案》,地下水超采系數(shù)k>1 即為超采,1<k<1.3 為一般超采,k>1.3 為嚴重超采。由表2 可以看出,晉城城郊巖溶水超采區(qū)最近4 年不再超采,但高平巖溶水超采區(qū)仍然超采比較嚴重。三個超采亞區(qū)中,巴公和北石店巖溶水超采亞區(qū)開采系數(shù)已經(jīng)小于1,不再超采,市區(qū)巖溶水超采亞區(qū)變化不大,仍然超采。
在各超采區(qū)各選取一個典型井,收集近10 年地下水位和降雨量數(shù)據(jù),具體見表2。
表2 2009—2018 年超采區(qū)典型井地下水位和降雨量表
由表2 可以看出,2009—2018 年地下水位有升有降,并未連續(xù)下降。高平巖溶水超采區(qū)水位累計下降5.6 m,市區(qū)巖溶水超采亞區(qū)水位累計下降1.1 m,巴公巖溶水超采亞區(qū)水位累計上升0.5 m,北石店巖溶水超采亞區(qū)水位累計上升2.2 m。
地下水位的變化是由降雨量和地下水開采量共同作用的,由圖2~圖5 可以看出,地下水位與降雨量相關性很大,且具有一定的滯后性。由圖2 可以看出,2016 年之后,地下水位并沒有隨著雨量的增加而上升,可以推測是地下水開采引起的變化。由圖3~圖5可以看出,巴公、北石店、市區(qū)巖溶水超采亞區(qū)地下水位基本是隨著雨量變化而變化,地下水開采引起的變化較小。
由以上數(shù)據(jù)分析可以得出,高平巖溶水超采區(qū)超采仍然比較嚴重,導致地下水位下降。高平巖溶水超采區(qū)地下水替代水源為張峰水庫地表水,但張峰水庫一直不具備供水條件,沒有替代水源,關井壓采效果不明顯。
晉城城郊巖溶水超采區(qū)最近4 年不再超采,三個超采亞區(qū)中,巴公和北石店巖溶水超采亞區(qū)開采系數(shù)已經(jīng)小于1,不再超采,市區(qū)超采亞區(qū)變化不大,仍然超采;地下水位變化基本隨著降雨量變化而變化,地下水開采引起的變化較小。
從2012 年開始,晉城市開展“關井壓采”計劃,到目前為止,共完成壓采量5 000 多萬m3,關閉水源井69 眼。其中:晉城城郊巖溶水超采區(qū)關閉28 眼,壓采942 萬m3,主要位于巴公和北石店地區(qū)。巴公和北石店巖溶水超采亞區(qū)開采系數(shù)逐步減小,地下水位也開始得到控制。
從2012 年開始,晉城市開始實施“關井壓采”,取得不錯的效果。巴公和北石店巖溶水超采亞區(qū)地下水開采得到控制,但是高平巖溶水超采區(qū)效果不好。具體應對措施有以下幾點:
第一,加快替代水源工程建設。張峰水庫是高平市巖溶水超采區(qū)和巴公巖溶水超采亞區(qū)的主要替代水源,要進一步加快張峰水庫地表水供水管道建設,加強各方面協(xié)調,早日實現(xiàn)供水。郭壁供水是市區(qū)和北石店巖溶水超采亞區(qū)的主要替代水源,加大郭壁供水量,逐步減少對地下水的開采。
第二,充分利用礦坑水。礦坑水經(jīng)過簡單處理可以滿足工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)環(huán)境水質要求,巴公北石店一帶工礦企業(yè)較多,其礦坑水可以為當?shù)靥峁┎糠止I(yè)生產(chǎn)及農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)用水,可減少巖溶地下水取水量。
圖2 高平巖溶水超采區(qū)2009—2018 年降雨量與地下水位變化趨勢
圖4 北石店巖溶水超采亞區(qū)2009—2018 年降雨量與地下水位變化趨勢
第三,充分利用廢污水處理后的再生水。高平巖溶水超采區(qū)和晉城城郊巖溶水超采區(qū)共建有6 座污水處理廠,處理能力達到19 萬m3/d。這些污水處理廠可以為當?shù)靥峁┎糠衷偕?,作為城市工業(yè)及生態(tài)用水水源。
圖3 巴公巖溶水超采亞區(qū)2009—2018 年降雨量與地下水位變化趨勢
圖5 市區(qū)巖溶水超采亞區(qū)2009—2018 年降雨量與地下水位變化趨勢
通過對最近10 年超采區(qū)地下水開采量和地下水位的數(shù)據(jù)進行收集整理分析,得出:高平巖溶水超采區(qū)超采仍然比較嚴重,晉城城郊巖溶水超采區(qū)地下水位得到控制,近4 年開采系數(shù)開始小于1,不再超采。三個超采亞區(qū)中,巴公巖溶水超采亞區(qū)和北石店巖溶水超采亞區(qū)開采系數(shù)已經(jīng)小于1,不再超采,市區(qū)超采亞區(qū)變化不大,仍然超采。
通過最近幾年的“關井壓采”,晉城市城郊巖溶水超采區(qū)關井壓采效果較好,高平巖溶水超采區(qū)效果欠佳。需要進一步加快替代水源工程建設,充分利用礦坑水和污水處理后的再生水,減少地下水開采量。