阜陽市地下水超采問題及治理措施研究

劉 猛,劉 戀

(1.水利水資源安徽省重點實驗室,安徽 蚌埠 233000;2.安徽省(水利部淮河水利委員會)水利科學研究院(安徽省水利工程質量檢測中心站),安徽 蚌埠 233000;3.阜陽市水利局,安徽 阜陽 236029)

0 引言

阜陽市位于安徽省西北部,下轄3區(qū)4縣1市,總面積10 118 km2,全市常住人口820萬人,人均占有水資源量為432 m3,約為全省平均水平的三分之一、全國平均水平的五分之一,屬嚴重缺水地區(qū)[1-2]。地表水時空分布不均,資源性、水質性、工程性缺水并存,地下水一直以來都是阜陽市最重要的供水水源[3]。自20世紀70年代以來,隨著阜陽市社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程的不斷推進,全市用水需求日益增加,地下水開發(fā)利用規(guī)模不斷擴大,現(xiàn)狀地下水年開采總量達7.42億 m3,約占全市總供水量的42%[4]。由于過量開采深層地下水,在市域內形成了較大范圍的地下水位降落漏斗,并在部分地區(qū)引發(fā)了水位持續(xù)下降、地面沉降等環(huán)境地質問題[5-8],嚴重制約了阜陽市社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,也給當?shù)厝嗣袢罕娚顜砹送{。近年來,地下水超采問題引起了社會各界的高度關注,為了保護寶貴的地下水資源、減少地質環(huán)境災害隱患,黨中央、國務院先后出臺一系列保護地下水資源、治理超采的法規(guī)和文件。按照安徽省統(tǒng)一安排和部署,阜陽市被作為安徽省地下水超采治理重點對象之一。

1 地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀和超采狀況

1.1 地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀

阜陽市現(xiàn)有規(guī)模以上地下水取水井6.3萬眼,其中絕大部分為淺層地下水取水井,深層地下水取水井有1 500余眼。淺層地下水取水井主要服務于農業(yè)灌溉和農村居民生活用水取水,深層地下水取水井主要為城鎮(zhèn)居民生活和工業(yè)生產(chǎn)供水。2020年,阜陽市地下水開采總量7.42億 m3,其中,深層地下水實際開采量約為1.69億 m3。

1.2 地下水超采區(qū)數(shù)量和分布

20世紀70年代以來,阜陽市逐漸開始開采深層地下水;20世紀80年代深層地下水開采進入高峰期,并誘發(fā)了地下水位持續(xù)下降、地面沉降等環(huán)境地質問題;20世紀90年代初,阜陽市區(qū)、界首市、臨泉縣、太和縣的地下水降落漏斗先后形成并交合,形成了區(qū)域性地下水位降落漏斗并逐年擴展。阜陽市共有8處地下水超采區(qū),均為深層孔隙含水層組,其中第二含水層組孔隙承壓水超采區(qū)4處,第三含水層組孔隙承壓水超采區(qū)4處[9],見圖1和表1。

表1 阜陽市超采區(qū)面積統(tǒng)計表 km2

圖1 阜陽市超采區(qū)分布示意圖

2 地下水超采問題形成的原因

2.1 社會經(jīng)濟發(fā)展迅速導致用水量增加較快

阜陽市是安徽省人口最多的地級市,人口密度達每平方公里810人,居于安徽省前列。近幾十年來,國民經(jīng)濟和人口快速發(fā)展,阜陽市常住人口由1980年的642萬人增加到2020年的820萬人,增長了0.28倍多;國民生產(chǎn)總值由1980年的112億元增加到2020年的2 805億元,增長了近24倍。隨著城鎮(zhèn)化持續(xù)推進、工農業(yè)產(chǎn)值的大幅度增長、人口的增加和人民生活水平的不斷提高,全市用水需求大幅增加,地下水開采量由上世紀80年代的3.96億 m3增加到2020年的7.42億 m3,增長了近0.87倍,這是導致地下水超采形成的社會因素。

2.2 水資源總量不足且時空分布不均

阜陽市位于安徽省西北部,屬暖溫帶半濕潤季風氣候,全市多年平均(1956-2016年)降水量894.1 mm,水資源總量35.42億 m3,按2020年常住人口推算,全市人均水資源量432 m3,約為全省平均水平的1/3,全國平均水平的1/5,屬于嚴重缺水地區(qū)。另外,受季風氣候影響,阜陽市降水年內分布不均、年際豐枯變化懸殊,最大年降水量1 593.4 mm(2003年),最小年降水量496.9 mm(1976年),最大降水量約為最小降水量的3.2倍,汛期降水量約為全年總降水量的70%左右,全年約80%的徑流量集中在汛期,使得水資源開發(fā)利用難度大。

2.3 地表水工程調蓄能力低且水質較差

阜陽市地貌以沖積平原為主,地勢平坦且低洼,境內無大中型水庫,地表水蓄水工程以河道閘壩為主,地表水的工程調蓄能力較低。由于地表徑流多集中于汛期,導致汛期大部分水白白流失,而非汛期上游來水少,因此當?shù)氐乇硭衫昧肯鄬Σ蛔恪Ａ硗?由于境內潁河、泉河和黑茨河等河流水質普遍較差,水污染頻發(fā),近年來才有所改善,但水質仍然難以完全滿足生活和工業(yè)使用的需求。以上因素決定了,現(xiàn)階段阜陽市以地下水為水源是迫不得已的選擇。

2.4 水文地質條件易誘發(fā)地質環(huán)境問題

阜陽地區(qū)廣泛分布有第四紀河湖相松散沉積物地層,厚度一般在200～500 m,特別是中部的市轄三區(qū)和太和縣,第四系沉積物厚度最厚甚至可達1 km以上,松散孔隙含水巖組為多層結構,粘土層透水性較差,承壓含水層埋深較深,越流補給通道不暢、側向補給滲透較慢,這就使得在抽取深層承壓水的同時由于水頭壓力減小,容易造成開采含水層組及粘性土層有效應力增加而固結壓密,從而導致地面沉降的發(fā)生[10]。

3 地下水超采治理對策措施及建議

3.1 推進替代水源工程建設

完善引江濟淮配套工程體系,推進城鄉(xiāng)一體化供水,擴大供水覆蓋范圍。加快推進阜陽城區(qū)三水廠(引淮河水)和四水廠(承接引江濟淮外調水)供水工程建設;臨泉縣、太和縣、界首市盡快實施“引江濟淮”配套水廠及供配水管網(wǎng)建設,對無法完全覆蓋的偏遠地區(qū),推行區(qū)域供水規(guī)?；?靠近淮河的阜南縣和潁上縣利用區(qū)域優(yōu)勢,引足用好淮河、西淝河等地表水。

提升再生水回用能力,增加可供水量,拓展供水對象。阜陽城區(qū)、臨泉縣、阜南縣、潁上縣、界首市等一批再生水回用工程已相繼建成,設計日回用規(guī)模15萬 t,通過價格杠桿和激勵政策等手段,引導和鼓勵工業(yè)生產(chǎn)、道路清潔、城市綠化、景觀補水等盡可能利用污水處理達標后的再生水,減少地下水的開采。

探索雨水收集利用途徑,建設雨水收集利用工程。重點在各城市建成區(qū)建設集雨水窖、雨水池、水塘等小型雨水集蓄示范工程,推廣雨水集蓄回灌技術,提高雨水集蓄利用的水平。

3.2 實施開采井封填工程

結合替代水源工程建設進度,適時實施深層地下水開采井封填工程,做到“水到井封”。近期對城鎮(zhèn)公共供水管網(wǎng)已覆蓋范圍內的自備井,能夠利用公共供水管網(wǎng)的應盡快完成水源置換工作,取締自備井開采,有特殊需要的要對其取水量進行核定并加強監(jiān)督和管理,限期完成封井任務;引江濟淮工程通水達效后,視各地配套工程通水情況,分期分批封存城市供水水源井(逐步轉為應急備用井)、關停公共供水管網(wǎng)覆蓋范圍內的企事業(yè)單位自備井(基本全部關停,有特別要求保留的除外),同時結合區(qū)域供水一體化工程建設進度,逐步封填鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農村地下水開采井。

2025年前,力爭關停超采區(qū)范圍內80%的開采井和80%的開采量,全市深層地下水開采總量控制在0.86億 m3;2030年前,除少數(shù)偏遠無替代水源地區(qū)的居民生活用水和有特殊需求的行業(yè)用水可保留一部分以外,深層地下水正常年份基本實現(xiàn)禁采,全市深層地下水開采總量控制在0.35億 m3。

3.3 全面落實國家節(jié)水行動

貫徹“節(jié)水優(yōu)先”方針,全面落實國家節(jié)水行動,重點實施工業(yè)節(jié)水減排、城鎮(zhèn)節(jié)水降損、農業(yè)節(jié)水增效。工業(yè)方面加快高耗水行業(yè)節(jié)水改造,加強污水深度處理和達標再利用。推進現(xiàn)有工業(yè)園區(qū)節(jié)水改造,新建企業(yè)和園區(qū)推廣應用集成用水系統(tǒng),提高用水效率。結合供給側結構性改革,推進化工、建材等高耗水工業(yè)結構調整;城鎮(zhèn)用水方面,加快實施供水管網(wǎng)改造建設,加強管網(wǎng)漏損管控,降低供水管網(wǎng)漏損率。推進公共領域節(jié)水,大力推廣公共建筑和城鎮(zhèn)居民家庭使用節(jié)水型器具,限期淘汰不符合節(jié)水標準的用水器具。全面推進節(jié)水型城市建設,將節(jié)水落實到城鎮(zhèn)規(guī)劃、建設、管理各環(huán)節(jié);農業(yè)節(jié)水方面,在加強現(xiàn)有高效節(jié)水工程管理利用、深化農藝節(jié)水技術的基礎上,大力推廣高效節(jié)水先進經(jīng)驗,積極推行精準灌溉、保水劑應用等農藝節(jié)水措施,推行水肥一體化,建設高標準農田。

3.4 完善地下水資源管理措施

完善地下水水量水位雙控制度。落實最嚴格水資源管理制度,實行地下水分區(qū)取用水總量和水位控制,要明確地下水分類、分區(qū)總量控制指標和地下水水位控制目標,逐級分解落實到縣級行政區(qū)。

全面加強取用水監(jiān)管。建立地下取水井名錄,實行動態(tài)管理。實施取用水管理專項整治行動,解決地下水管理中存在的違法違規(guī)取水、用水管理不規(guī)范等突出問題,規(guī)范取用水行為。強化地下水取水許可管理,依法規(guī)范機井建設審批。

完善經(jīng)濟調節(jié)機制。充分發(fā)揮水價經(jīng)濟杠桿作用,提高地下水水資源費(稅)征收標準,實行超計劃超定額累進加價制度,加大地下水資源費(稅)征收力度,形成有利于地下水壓采的水價形成機制。

完善地下水監(jiān)測體系。加大地下水監(jiān)測網(wǎng)絡的基礎設施建設,優(yōu)化并完善地下水監(jiān)測站網(wǎng),充分利用信息化手段,加大對地下水開采量、水位埋深、水質的監(jiān)測力度,全面掌握地下水開發(fā)利用狀況。

4 結語

本研究通過對安徽省典型缺水城市阜陽市地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀、地下水超采狀況和形成原因的分析,為解決阜陽市地下水超采問題,提出治理對策措施和建議為:(1)加快推進替代水源工程建設,包括引江濟淮配套工程、再生水回用工程和雨水收集利用工程。(2)結合替代水源工程建設,適時開展深層地下水開采井封填工程。(3)從生活、工業(yè)、農業(yè)等多方面,全面落實國家節(jié)水行動。(4)完善地下水資源各項管理措施,包括完善地下水水量水位雙控制度、加強取用水監(jiān)管、完善經(jīng)濟調節(jié)機制、完善地下水監(jiān)測體系。