德州市陵城區(qū)地下水超采綜合治理方案研究

劉紅艷

(德州市陵城區(qū)禹興水利建筑工程有限公司，山東 德州 253500)

1 研究區(qū)概況

山東省德州市陵城區(qū)地處魯西北平原區(qū)，國土面積1213km2，現(xiàn)有人口59.52萬人，其中城鎮(zhèn)人口16.31萬人，城鎮(zhèn)化率為27.4%，國內(nèi)生產(chǎn)總值278.52億元；陵城區(qū)現(xiàn)有耕地面積7.86×104hm2，其中高效節(jié)水灌溉面積2.22×104hm2。山東省地下水限采區(qū)和禁采區(qū)劃定方案中，陵城區(qū)為深層承壓水超采區(qū)，總面積1213km2，均劃定為禁采區(qū)。深層承壓水井共259眼，深層地下水超采總量為1322.17萬m3。超量開采地下水造成承壓含水層水位大幅度下降，產(chǎn)生地面沉降，過量開采地下水導(dǎo)致地表各類農(nóng)業(yè)面源污染累積釋放污染地下水。

2 地下水超采總體現(xiàn)狀

2.1 地下水超采現(xiàn)狀

根據(jù)深層承壓水“開采即為超采”的劃定原則，整個(gè)深層承壓水開采范圍全部劃定為深層承壓水超采區(qū)范圍。山東省地下水限采區(qū)和禁采區(qū)劃定方案中，陵城區(qū)為深層承壓水超采區(qū)，總面積1213km2，均劃定為禁采區(qū)。陵城區(qū)對深層機(jī)井進(jìn)行摸底排查，經(jīng)核實(shí)，全區(qū)共有機(jī)井259眼。

2.2 地下水超采產(chǎn)生的問題分析

陵城區(qū)內(nèi)存在著深層承壓地下淡水，受到隔水層及地下咸水體的阻隔，這部分地下水與當(dāng)?shù)卮髿饨邓暗乇硭w聯(lián)系微弱，開采后得不到有效補(bǔ)給，只能以消耗凈儲(chǔ)量的方式，造成地下水位持續(xù)大幅下降，從而引發(fā)地面沉降、塌陷和裂縫等地質(zhì)災(zāi)害。由于長期大量開采深層地下水，使地層內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓而壓縮，當(dāng)承壓水水頭降低時(shí)，向上作用的水頭壓力也隨之減小，使原土層中的壓力平衡受到破壞，含水層與黏性土層中的孔隙水大量外流，土體中的地下水滲出使其浮托力減小，有效應(yīng)力增大，黏性土層進(jìn)一步固結(jié)，土顆粒骨架中的孔隙被壓縮，對砂層而言則使砂層壓密，從而引起地面沉降。因此，超量開采地下水造成承壓含水層水位大幅度下降是產(chǎn)生地面沉降的主要外因。

表1 陵城區(qū)深井調(diào)查情況表

由于地下水超采區(qū)地表水資源缺乏，地表水水質(zhì)較差，過量開采地下水會(huì)導(dǎo)致地表各類農(nóng)業(yè)面源污染累積釋放污染地下水。主要原因是近年來各類地表水體入滲地下污染地下水所致。植物對生存環(huán)境的選擇在相當(dāng)程度上是對土壤水分、鹽分的選擇，隨著陵城區(qū)大規(guī)模布設(shè)井群，大強(qiáng)度抽取地下水，土壤水鹽條件的天然分布發(fā)生改變，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)、植被退化、甚至死亡[1-4]。

3 地下水治理措施

3.1 建設(shè)工業(yè)供水水廠

德州市陵城區(qū)新隔津河工業(yè)供水水廠隸屬于德州市陵城區(qū)上善水務(wù)發(fā)展有限公司，是南水北調(diào)東線一期工程調(diào)蓄水庫。設(shè)計(jì)規(guī)模為日供水5萬t，占地面積約2.13hm2，概算總投資為5000萬元，水廠建設(shè)投資2500萬元，供水主管網(wǎng)建設(shè)投資2500萬元。

供水水廠工程主要負(fù)責(zé)為陵城區(qū)企業(yè)供水，設(shè)計(jì)日供水能力5萬t，其中日凈水處理規(guī)模3萬t，原水直供規(guī)模2萬t，該水廠采用混凝土構(gòu)筑物凈水處理方式，使用國內(nèi)外較為先進(jìn)的高密度沉淀池配合氣水反沖雙層濾料過濾工藝，出廠水質(zhì)完全滿足一般工業(yè)用水需求。供水管網(wǎng)工程，一期鋪設(shè)供水主管道21km，鋪設(shè)供水支管10km。根據(jù)設(shè)計(jì)要求及遠(yuǎn)期運(yùn)營管理等因素要求選用材質(zhì)為鋼管、PCCP管、PE管材，為保證供水保證率管網(wǎng)采用環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)，覆蓋開發(fā)區(qū)90%用水企業(yè)。水廠的建成對陵城區(qū)關(guān)閉自備井，避免地下漏斗區(qū)的進(jìn)一步惡化具有重要意義，緩解德州市陵城區(qū)工業(yè)水資源緊缺的問題。

表2 地下水超采量統(tǒng)計(jì)表 面積km2；水量萬m3

3.2 建設(shè)地下水監(jiān)測控制平臺(tái)

水資源遠(yuǎn)程監(jiān)控是覆蓋地下水超采區(qū)的集地下水量、水位等多功能于一體的地下水監(jiān)控體系，可以加大對用水大戶的監(jiān)控力度，是維持和保障河湖健康的基礎(chǔ)，是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容。

陵城區(qū)作為山東省省級地下水壓采試點(diǎn)縣，利用省級壓采補(bǔ)助資金，建成陵城區(qū)水資源監(jiān)控管理系統(tǒng)，設(shè)立10處深層地下水監(jiān)測點(diǎn)，總計(jì)投資120萬元。均勻分布在陵城區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)街區(qū)，用來監(jiān)測地下水位變化并對接市水資源管理平臺(tái)，在線監(jiān)控用水戶取用水信息，確保水資源得到有效利用。

3.3 實(shí)施最嚴(yán)格水資源管理制度

根據(jù)德州市人民政府發(fā)布的德州市實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度考核辦法的要求，對于新建、改建、擴(kuò)建建設(shè)項(xiàng)目需要取水的必須進(jìn)行建設(shè)項(xiàng)目水資源論證，對未進(jìn)行水資源論證的項(xiàng)目，不予立項(xiàng)，不予取水，不子辦理取水許可證。陵城區(qū)水利局對各用水主體下達(dá)了用水總量控制指標(biāo)、用水效率控制指標(biāo)，確定了水域納污能力、地下水、重點(diǎn)水源地開發(fā)利用預(yù)警紅線等。嚴(yán)格禁止工業(yè)、農(nóng)業(yè)和服務(wù)業(yè)新建、改建、擴(kuò)建項(xiàng)目取用地下水，已建地下水取水工程應(yīng)結(jié)合地表水等替代水源工程建設(shè)，按照壓采目標(biāo)，限期封填。限制開采區(qū)內(nèi)的已建地下水取水工程必須結(jié)合替代水源工程建設(shè)，依據(jù)壓采目標(biāo)限期逐步削減開采量。對目前已發(fā)放的地下水取水許可證進(jìn)行全面的復(fù)核和檢查，對不符合要求的堅(jiān)決吊銷取水許可證，并責(zé)令其停止開采地下水。

3.4 實(shí)施農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革項(xiàng)目

陵城區(qū)作為首批農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革示范項(xiàng)目縣，在近年相繼開展了農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革項(xiàng)目，完成改革面積4.40×104hm2。為進(jìn)一步鼓勵(lì)節(jié)水、遏制浪費(fèi)，實(shí)行階梯水價(jià)，對超出定額用水的加收階梯水費(fèi)。實(shí)行農(nóng)業(yè)用水定額管理，以定額內(nèi)用水量作為基準(zhǔn)，按照“多用水多付費(fèi)”的原則，實(shí)行超定額累進(jìn)加價(jià)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水。分用水量級確定加價(jià)幅度，一級定額為定額內(nèi)為基本水價(jià)(糧食作物為基于運(yùn)行維護(hù)成本水價(jià)、經(jīng)濟(jì)作物為基于全成本水價(jià))、用水量超過一級定額5%為二級定額，二級定額內(nèi)用水量為為基本水價(jià)的1.5倍，用水量超過二級定額5%為三級定額，三級定額內(nèi)用水量為為基本水價(jià)的2倍，用水量超過三級定額后水費(fèi)按基本水價(jià)的2.5倍收取。

3.5 機(jī)井封填

為合理開發(fā)和有效保護(hù)地下水資源，促進(jìn)水資源和經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，陵城區(qū)將地下水超采治理作為一項(xiàng)事關(guān)百姓福祉的民生工程、生態(tài)工程，積極開展地下水超采整治工作。結(jié)合陵城區(qū)實(shí)際地下水壓采工作方案，并成立地下水壓采工作領(lǐng)導(dǎo)小組。要求封閉陵城區(qū)所有的深層自備水井，包括企事業(yè)單位深層自備井、農(nóng)村生活用水深井以及其他深層自備水井(≥200m)。根據(jù)成水質(zhì)量、水質(zhì)狀況以及供水對象等情況，分別采用封存?zhèn)溆谩⒂谰锰盥駜煞N方式封停地下水取水工程，封存?zhèn)溆镁鎏厥鈺r(shí)期可應(yīng)急啟用。

陵城區(qū)已封停深層自備井117眼，其中永久封填66眼、封存?zhèn)溆?1眼，累計(jì)壓采水量853.66萬m3。全區(qū)已封機(jī)井全部錄入德州市地下水封井信息管理系統(tǒng)。在矢量地圖上標(biāo)注了117眼自備井的位置，并進(jìn)行了信息鏈接，同時(shí)建立了封井現(xiàn)場二維碼掃描標(biāo)識，通過掃描二維碼可即時(shí)獲得該機(jī)井的全部信息。已將該系統(tǒng)并入德州市水資源管理信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)無縫融合。

通過連續(xù)多年的工程建設(shè)、政策措施，共壓采水量853.66萬m3，占總超采量的64.6%，壓采效果明顯。項(xiàng)目區(qū)部分深層承壓水超采區(qū)水位有所回升，地下水生態(tài)得到明顯改善。

表3 地下水超采區(qū)壓采成效統(tǒng)計(jì)表 萬m3

4 治理成效

2018-2020年連續(xù)2年對德州市地下水水位情況進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)見表4及圖1，陵城區(qū)布設(shè)的監(jiān)測點(diǎn)2018-2020年水位呈逐年上升趨勢。

表4 近年來地下水位統(tǒng)計(jì)表 m

圖1 近年來地下水位變化圖

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

根據(jù)陵城區(qū)地下水超采現(xiàn)狀及危害情況進(jìn)行實(shí)地調(diào)查分析，以全面治理深層地下水超采為主要目標(biāo)，采取建設(shè)工業(yè)供水水廠、地下水監(jiān)測控制平臺(tái)，實(shí)施最嚴(yán)格水資源管理制度，實(shí)施農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革項(xiàng)目，機(jī)井封填等多項(xiàng)措施。通過連續(xù)多年的政策措施，壓采效果明顯。項(xiàng)目區(qū)部分深層承壓水超采區(qū)水位有所回升，地下水生態(tài)得到明顯改善。逐步實(shí)現(xiàn)地下水有序開發(fā)、采補(bǔ)平衡、良性循環(huán)、功能健康和可持續(xù)利用。

5.2 建議

陵城區(qū)地下水超采治理工作需要全民的參與才能取得更好的效果，因此需要做好深入宣傳，社會(huì)參與工作。

1)加強(qiáng)群眾宣傳教育引導(dǎo)。

采取多種形式，加強(qiáng)地下水超采區(qū)治理和地下水資源保護(hù)的宣傳教育，把水情知識納入公益性宣傳和國民素質(zhì)教育體系，普及地下水節(jié)約與保護(hù)科學(xué)知識。充分發(fā)揮新聞媒體作用，加強(qiáng)地下水保護(hù)宣傳，報(bào)道先進(jìn)典型。鼓勵(lì)基層群眾性自治組織、社會(huì)組織、志愿者開展地下水保護(hù)法律法規(guī)和相關(guān)知識的宣傳，進(jìn)一步提高社會(huì)公眾地下水資源節(jié)約保護(hù)意識，形成良好的社會(huì)輿論氛圍，引導(dǎo)廣大公眾積極參與地下水超采區(qū)治理和地下水資源保護(hù)。

2)建立完善公眾參與和社會(huì)監(jiān)督機(jī)制。

健全舉報(bào)制度，充分發(fā)揮新聞媒體和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)作用，公開曝光違法典型案件。限期辦理群眾舉報(bào)投訴的違法開采地下水問題，一經(jīng)查實(shí)，可給予舉報(bào)人獎(jiǎng)勵(lì)。為公眾、社會(huì)組織提供培訓(xùn)和咨詢，邀請其全程參與重要執(zhí)法行動(dòng)和重大違法取用地下水事件調(diào)查。通過公開聽證、網(wǎng)絡(luò)征集等形式，鼓勵(lì)公眾參與地下水管理、水權(quán)改革等工作過程，廣泛吸納公眾對重大決策和建設(shè)項(xiàng)目的意見。