张家口坝上地区地下水资源现状及合理利用

2014-04-02马冬梅张海平郝彩侠

河北建筑工程学院学报 2014年1期

马冬梅张海平张婷郝彩侠

（1.河北建筑工程学院，河北张家口075024；2.中国水利水电科学研究院，北京100048）

0 引言

张家口市属于干旱半干旱地区，降水稀少，人均水资源占有量不足500立方米，全市农业生产用水占该市水资源总量的70%以上.特别是坝上地区，占总供水量98%以上的地下水是支撑项目区经济社会发展的重要水源，但由于多年干旱和蔬菜业的发展，地下水位下降严重，已出现一系列水资源和生态环境问题.因此，做好坝上地区地下水资源的合理利用工作至关重要.

1 张家口坝上地区水资源概况

张家口市地处河北省西北部，地处京、冀、晋、蒙四省市区交界处，总面积36 873km2.从全市范围来看，根据大地构造和地貌形态可以分为坝上高原和坝下山间盆地两个水文地质大区.张家口市坝上地区内陆河流域包括康保县、张北县、尚义县和沽源县的一部分及察北、塞北两个管理区，面积1l656km2.该区农业在全市经济发展中发挥着重要作用，农业经济结构以种植业为主.

坝上多数为内陆季节性河，具有流程短、河床宽、河槽浅的特点，并由南向北注入内陆湖泊，较大的内陆河有安固里河、大青河、五台河.区内广泛分布着第四系洪积物、湖积物等.含水层颗粒细，厚度一般较小，含水较为贫弱.张北南部等地隐伏玄武岩，裂隙空洞发育，厚度较大，含水丰富，单位涌水量可达30m3／h·m［1］，是坝上高原地下水的主要补给区域.

坝上地区区域水资源总量约48 097.1万，多年平均地下水资源总量为37 155.8万，约占全县水资源总量的77%，是坝上地区工农业及生活用水的主要来源［2］.以2011年为例，该地区水利工程供水总量为22 229.02万m3，地下水开采量21 566.63万m3，占总供水量的97%.农业用水18 698.64万m3，占坝上地区总用水量的84.12%，其中蔬菜用水量达16 664.94万m3，占农业灌溉用水量的89%，且全部采用地下水灌溉.

2 地下水利用中存在的主要问题

2.1 地下水位持续下降

坝上地区地下水的主要补给来源是降水入渗，由于受降雨入渗、灌溉回流、地下径流、侧向补给及地面蒸发、侧向排泄、人为开采等因素影响，近十年来，坝上地区地下水水位持续下降.虽期间偶有回升，但不能改变地下水埋深持续增大，消耗与补给失衡的状态.地下水已超采4 613.63万m3，超采已带来严重的地下水位下降问题.据2006－2001年地下水位观测数据显示，坝上地区地下水位呈逐年下降趋势，累计下降1.49m，年均下降0.30m.最大年降幅为0.43m，最小年降幅为0.19m.单井地下水水位最大降幅3.1m.

由于地下水位下降，出水量减少，致使坝上地区出现机井报废、机泵换代、效率降低、能耗增加问题，并且部分出现地区地面沉降、人畜饮水困难的局面.水资源问题成制约坝上地区经济社会发展的主要瓶颈.

2.2 地下水资源浪费严重

坝上地区全部采用地下水灌溉蔬菜，灌溉用水量占总用水量的75%以上，水的利用效率低下，浪费严重.由于占蔬菜种植面积98%以上的大田蔬菜，常常通过增加用水定额的方式来满足灌溉需要，且复种指数低，土地产出率低、水资源利用效率和效益低下，致使地下水资源浪费现象严峻.另外，工业用水方面，浪费现象也比较突出.

2.3 水资源管理水平落后

在坝上地区72个乡镇（管理处）中，仅有12个建了乡镇水管站，2 344个行政村中，仅111个建立了农民用水户协会，水资源管理及维护能力严重滞后.此外，目前虽有水法和地下水取水许可制度，但是并没有针对当地实际情况而建立起严格的地下水资源管理制度，从而导致对地下水开采呈现出混乱状态.

3 地下水合理利用措施

3.1 建立与坝上地区地下水资源承载能力相适应的节水型种植结构体系

由于坝上地区天然降雨少，水资源严重匮乏.此外，坝上地区近年来蔬菜种植业发展迅速，并且蔬菜是高耗水作物，更加剧了对地下水资源的需求.所以，针对坝上地区降雨稀少、地下水位持续下降问题，应该建立与其水资源承载能力相适应的种植体系.首先，要严格控制蔬菜面积，大力发展精细特色菜，推动蔬菜产业由数量扩张型向精品高效型转变，并积极发展马铃薯、青贮玉米、莜麦、杂豆等作物种植；其次，在丘陵山区，扩大薯类、谷子、花生、地膜玉米等旱地作物；最后，应该因地制宜提高复种指数.这样既减少了大量可供利用的地下水资源量的开采，又可缓解因超量开采地下水而引发的地下水环境问题.

3.2 大力发展农业节水灌溉技术

对于坝上农业，在田间节水环节应发展节水型地面灌溉技术和微喷滴灌工程.由于坝上地区经济实力不足、技术以及管理水平较低，所以在今后相当长的一段时期内，仍须以研究和推广节水型地面灌水技术为主.对于一些经济发达、农业生产统分结合好的城镇郊区、农场、生产经营大户以及地形起伏大、土壤透水性强、采用地面灌溉比较困难的地区，可推广喷灌技术.对于那些在水果、蔬菜、花卉等产值高、收益高的经济作物区逐步配套精细灌溉、自动化灌溉的微灌技术.采用微、喷灌技术，一般可节省水30%～50%，增产10%～30%［3］，因此，应大力发展农业节水灌溉技术，减少对地下水资源的浪费.

3.3 加强节水观念宣传，提高工农业节水理念

节约用水是一项长期的根本措施，应做好节水宣传工作，确保节约用水观念深入人心.并以发展农业节水和工业节水为重点，提高水资源的利用率和效益.农业节水的工程措施、农艺措施要和科学管理结合起来.工业节水的重点是提高水的重复利用率，降低万元产值耗水量.首先，要建立并完善循环用水系统，提高工业用水重复利用率，因用水重复率越高，耗水量和取用水量相应愈少，同时工业产生的污水相应降低，从而可有效防止对地下水的污染；其次对坝上工业的生产工艺和用水工艺进行改革：采用节水新工艺、引进无污染或者低污染技术、并大力推广新型节水器.同时，应做好工业节水管理工作，建立相应的奖罚机制，对于工业节水效果明显的单位进行相应的奖励.

3.4 完善对地下水管理及开采的约束机制

根据坝上地区水资源管理薄弱的局面，应加大对地下水管理相关工作的投资力度，逐步完善各乡镇水管站的建设和相应工作人员的设置工作.同时，应在水法和地下水取水许可制度的大框架下，制定出坝上地区地下水资源开采的约束机制，结合经济手段促进节水工作的长期发展.对于不合理利用、未依照规定取水，或违反科学、擅自打井，造成地下水位下降、生态环境破坏的，要依照有关规定给予处罚；对在水资源管理、节约、保护中工作突出的单位和个人，应给予表扬和奖励.通过约束机制严格控制地下水的过度开采，合理配置地下水资源，遏制地下水环境问题的进一步恶化.

3.5 做好坝上地区地下水资源的信息管理工作，促进地下水资源的合理配置

二十一世纪进入信息时代，席卷全球的信息科技给人类的生产和生活方式带来了深刻的变革，信息产业已成为推动国家经济发展的主导产业之一.所以结合计算机技术，做好地下水资源的长期监测监控工作，运用经济数学模型，建立起现代化的地下水资源信息管理系统，提高坝上地区地下水管理能力及管理工作效率，促使地下水资源管理工作超高效合理化发展.