山西省地下水机井普查状况及其对策建议

2010-09-13王政友

中国水利 2010年1期

王政友

（山西省水文水资源勘测局太谷均衡实验站，030800，太谷）

山西省机井普查是山西省兴水战略工程之一的“水源地及地下水保护工程”的一项重要基础工作,是在山西省第二次水资源评价之后、水资源形势日趋严峻的形势下开展的又一次有史以来规模最大、持续时间最长、动用工作人员最多、普查内容最为齐全的一次全省范围内的机井调查工作。机井普查工作本着实事求是的原则，由经过专项培训的全省水利方面的优秀技术人员深入乡村、厂矿和企事业单位，查清了全省范围内的机井数量，摸清了地下水开发现状。机井普查数据全部进入山西省机井普查信息系统，为建立全省地下水监测网络奠定了基础，为水文地质类型区划分、机井水权分配、地下水功能区划提供了科学依据，同时也为山西省地下水资源监测、开发、控制、保护提供了科学的手段。

一、地下水机井普查现状

经普查，全省共有机井136 334眼，开采地下水量366541万m3/a。

按行政分区，全省各市机井数由多到少排序依次为临汾、运城、晋中、长治、大同、吕梁、忻州、朔州、太原、晋城、阳泉，分别占全省机井总数的 34.2%、21.4%、8.9%、6.5%、6.2%、6.0%、6.0%、5.6%、3.5%、1.4%、0.3%。

按水源类型区分，松散层孔隙水机井130514眼，机井开采水量为301 235万m3/a；裂隙水机井2582眼，机井开采水量为9869万m3/a；岩溶水机井3 238眼，机井开采水量为55437万m3/a。

按供水对象区分，工业机井5578眼，机井开采水量为71 230万m3/a；农业灌溉机井75204眼，机井开采水量为216814万m3/a；城镇生活机井2762眼，机井开采水量为39976万m3/a；农村生活机井51 401眼，机井开采水量为34 426万m3/a；其他机井1 389眼，机井开采水量为4095万m3/a。

按成井深度区分，小于50 m的47 402 眼，50～100 m 的 35 641 眼，100～200m 的 39690 眼，200～300m 的9711 眼，300～500 m 的 2 518 眼，500～800 m 的 1 217眼，800～1 000 m 的 99眼，大于等于1000m的56眼。

按成井年代，1980年前、1981—1990年、1991—2000 年、2001年以后，全省各年代机井数分别为22865眼、26083眼、48 636眼、38750眼。

全省机井在七大盆地及黄河谷地的共111038眼，机井开采水量291443万m3/a。其中，天阳盆地2 470眼，机井开采水量7 143万m3/a；大同盆地11 046眼，机井开采水量40 906万m3/a；忻定盆地5 921眼，机井开采水量25092万m3/a；长治盆地7 349眼，机井开采水量5 891万m3/a；太原盆地20161眼，机井开采水量77508万m3/a；临汾盆地41 209眼，机井开采水量53538万m3/a；运城盆地16462眼，机井开采水量55652万m3/a；黄土台塬3490眼，机井开采水量16766万m3/a；黄河谷地2930眼，机井开采量8 947万m3/a。

二、机井超釆地下水带来的问题

1.地下水超采

全省地下水21个超采区有机井41 415眼，机井开采水量150 183万m3/a，超采量为 47 331万 m3。其中16个孔隙水地下水超采区共有机井40718眼，地下水超采区面积6903km2，现状年孔隙水开采量130 004万m3，可开采量85073万m3，超采量45 242万m3，超采区孔隙水机井埋深一般在400m深度内，主要开采层分布在埋深50～300 m；5个岩溶水地下水超采区共有机井697眼，开采岩溶水20 179万m3（未包括岩溶泉域内的矿坑水排水量），超采区面积4 234 km2，年超采量为2089万m3。由于人口密集、工农业生产集中开采地下水，造成地下水开采井群在平面和空间层位上的高度集中，改变了区域地下水天然流场，再加上缺乏统一规划，统一管理，统一开发，出现了机井分布不均，使超采区超量开采，地下水水位大幅下降，形成了以城郊一带、泉域和井灌区为中心的超采区，形成大面积降落漏斗。

2.万亩灌区

机井普查统计，全省178个万亩以上灌区有机井47721眼，机井开采水量110 225万m3/a。其中机电灌站11512眼，机井开采水量42377万m3/a；自流灌区36 209眼，机井开采水量67848万m3/a。山西省具备灌溉条件的耕地 1 926.66万亩（128.44万hm2），其中现有万亩以上机电灌站71个，万亩以上自流灌区107个，设计灌溉总面积 1 407.96万亩（93.86万hm2），有效灌溉总面积1 081.86万亩（72.12万hm2）。灌区灌溉能力的严重不足使得灌区内的工农业用水及城镇与农村生活用水只能依靠地下水开采。据统计，全省灌区内地下水灌溉面积已达 386.15万亩（25.74万hm2），占灌区设计灌溉总面积的30.0%，也就是说，灌区1/3覆盖区域灌溉用水要靠开釆地下水补充。

3.岩溶泉域

岩溶泉域有机井27815眼，其中孔隙水机井23 786眼，裂隙水机井数1218眼,岩溶水机井数2811眼。岩溶泉域现状年机井开采量94 277.79万m3，占全省机井开采量的25.7%，其中孔隙水开采量38 981.48万m3，裂隙水4 307.57万m3，岩溶水50 988.74万m3，岩溶水占全省地下水总开采量的13.9%。可见，岩溶水是山西省地下水资源的重要组成部分。但是由于缺乏统一规划，无序开采，加之近年气候异常，各泉域降雨量普遍比往年平均降雨量减少3%～10%，直接影响岩溶水的补给；致使岩溶泉水一直处于流量下降的趋势，岩溶大泉流量不断减少甚至断流，严重危及工农业生产与城市居民的正常生活。

4.重点水源地

机井普查全省重点水源地共有65个，其中特大型14个，大型16个，中型35个，主要分布在腹部盆地、西部黄河沿岸及岩溶大泉排泄区。重点水源地机井数3 897眼，开采面积 2332.16km2，实际开采量59101万m3，其中开采岩溶水32618万m3、孔隙水22 738万 m3、裂隙水 3 745万m3，分别占水源地开采量的55%、39%、6%。由此可见，重点水源地以开采岩溶水、孔隙水为主，佐证了岩溶大泉流量不断减少甚至断流。

5.机井审批

机井普查凡是机井有批文、有取水许可登记或取水许可证的，均视为履行了机井审批手续。经统计，全省履行了审批手续的机井总数为79 365眼，占全省机井总数的58.2%；审批许可开采水总量为283005万m3，审批机井实际开采水量290560万m3，比审批水量多开采7555万m3，审批机井实际开采量占全省机井地下水开采总量的79.2%。依法管理任务艰巨。

6.机井登记意见

机井普查登记卡普查登记意见栏共需加注普查员、复查员、灌区、县（市、区）和市水行政主管部门五方面的意见。经统计，五方建议继续使用的机井占总井数的90%以上，限采机井占总井数的3%～8%，关停和报废的机井占不到机井总数的1%。地下水开釆需求很大，限釆难度艰巨，保护地下水任重道远。

7.机井能耗

据统计，水泵提水深度小于等于50 m时，耗电量为0.33 kWh/m3，大于50 m小于等于100 m时，耗电量为0.54 kWh/m3，大于100 m小于等于200m时，耗电量为0.89kWh/m3，大于200 m小于等于300 m时，耗电量为1.44 kWh/m3，大于 300 m小于等于400m时，耗电量为1.95kWh/m3，大于400 m小于等于500 m时，耗电量为2.69kWh/m3。从提取单方水耗电量随深度的变化情况来看，随着提水深度的增大，提取单方水耗电量逐渐增大。根据全省机井耗电以及提取地下水深度综合分析，提水深度每增加100 m，提取单方水耗电量增加0.5 kWh。由于全省地下水提水深度较大，开釆耗能较大。

8.生态、环境地质问题

超量开采地下水，使含水层中水的浮托力与松散岩层孔隙水的支持力消失，增大了黏性土或砂性土的压缩性，而对承压含水层则造成含水砂层弹性释水量和黏性土层压密释水量的不可恢复，超釆改变了自然状态下地下水的流向、流速、水力坡度，部分增加了地下水潜蚀、搬运能力，使土体收缩而产生地面沉降，由于沉降不均匀出现了地裂缝。全省以开采地下水为主要水源的城市，如太原、大同、运城涑水盆地及晋中、榆次、介休均发现不同程度的地面沉降和裂缝。开釆地下水形成地下漏斗后，使漏斗区与外围水源失去水力联系，产生水质恶化。地下水水位持续下降还使地表生态系统退化，导致植被面积减少、土地沙化、泉水断流等生态环境问题，制约人类生活水平的提高和经济社会的可持续发展。

三、地下水开发利用对策

1.合理划分水文地质类型区，合理配置地下水许可开采量

掌握各水文地质类型区地下水补给、径流、排水条件，各水文地质类型区地下水动态特征，各水文地质类型区地下水采补关系，进行各水文地质类型区地下水开发利用程度分析，编制地下水可持续利用规划，包括制定各水文地质类型区可开采量及开采利用方案，制定远期规划。依此进行地下水许可开釆量配置。

2.地下水功能区的划分管理

在对水文地质类型区进行划分、分析、规划的基础上，划分不同的地下水功能区，制定不同的管理措施。

①开发区：在地下水补给、赋存和开采条件良好，水质满足开发利用要求，当前及远期规划期内以开发利用为主且多年平均采补平衡，开釆不会引发生态与环境恶化现象的区域，地下水开釆尽量利用具有积极参与水圈循环、补给更新速度快、可开釆量大、开釆保证程度高、机井能耗低和容易开发利用的浅层地下水进行开釆，深层地下水作为应急水源或后备水源。地下水保护以控制开采量不超过多年平均可开采量为目标。

②保护区：在区域生态与环境系统对地下水水位、水质变化和开采地下水较为敏感，地下水开采期间应始终保持地下水水位不低于其生态控制水位的区域要严格控制地下水开采量，优化水资源配置，扩大地下水的补给来源，建设水库应急水源工程及黄河提引水工程，置换超采地下水，利用大型水位降落漏斗建设地下水库，将丰水期或丰水年多余的地表水体纳入地下水储存，提高水位，减少提水耗能，实现地下水、地表水联合调度，遏制规划期内地下水环境状况的恶化趋势。

③保留区：对作为战略储备的水源或由于水量、水质和开采条件较差，开发利用难度较大，或虽有一定的开发利用潜力，但规划期内暂时不安排规模开采只作为储备未来水源的区域，要尽量降低地下水的开采强度，在维持水环境良好的前提下，适量开采地下水使经济社会得到较快的发展。

3.加强生态环境保护

大力开展植树造林活动，提高植被覆盖率，减少水土流失，延长地表水的入渗时间，涵养水源，使生态与环境得到明显改善。

4.完善和健全地下水监测网络

完善和建立健全地下水监测网络，对资料采集、分析、评价进行统一规划，实现地下水水位、水量、水质以及周边环境等项目的监测，随时掌握地下水动态，对监测、监控中发现的问题适时调整防治措施和开发利用方案，进行即时科学处理。

四、对策建议

1.加强管理，依法治水

依照《中华人民共和国水法》和《山西省水资源管理条例》，将地下水资源的开采、保护，水资源的节约利用和污水处理回用等工作纳入法制轨道，做到与地下水有关的各个环节都有法可依，严格实行依法管理，依法治水，确保地下水保护目标的全面实现。

2.建立健全流域管理体系和行政区地下水水位升降负责制

各级水行政主管部门建立健全相应管理体制和执法队伍，按照机井水权配置的要求，实施机井许可取水管理，推广取水机井采用电子IC智能卡读数管理的办法。各行政区要建立地下水水位升降负责制，将地下水水位的升降纳入行政区领导的考核项目。

3.进行机井水权改革，建立机井水权市场

通过各种新闻媒体宣传，使社会各界及广大群众充分了解机井水权，为机井水权管理创造有利的社会环境。进行水权改革，建立机井水权市场。确定机井许可开釆量，在许可的范围内允许地下水水量交易，建立有效的节水激励机制，使广大用水户能从节水投入上获得相应的回报，提高水资源的利用效率，引导水资源向节水、高效领域进行二次配置，达到节约用水的目的。