刘 猛,刘 恋

(1.水利水资源安徽省重点实验室,安徽 蚌埠 233000;2.安徽省(水利部淮河水利委员会)水利科学研究院(安徽省水利工程质量检测中心站),安徽 蚌埠 233000;3.阜阳市水利局,安徽 阜阳 236029)

0 引言

阜阳市位于安徽省西北部,下辖3区4县1市,总面积10 118 km2,全市常住人口820万人,人均占有水资源量为432 m3,约为全省平均水平的三分之一、全国平均水平的五分之一,属严重缺水地区[1-2]。地表水时空分布不均,资源性、水质性、工程性缺水并存,地下水一直以来都是阜阳市最重要的供水水源[3]。自20世纪70年代以来,随着阜阳市社会经济的快速发展和城镇化进程的不断推进,全市用水需求日益增加,地下水开发利用规模不断扩大,现状地下水年开采总量达7.42亿 m3,约占全市总供水量的42%[4]。由于过量开采深层地下水,在市域内形成了较大范围的地下水位降落漏斗,并在部分地区引发了水位持续下降、地面沉降等环境地质问题[5-8],严重制约了阜阳市社会经济的可持续发展,也给当地人民群众生活带来了威胁。近年来,地下水超采问题引起了社会各界的高度关注,为了保护宝贵的地下水资源、减少地质环境灾害隐患,党中央、国务院先后出台一系列保护地下水资源、治理超采的法规和文件。按照安徽省统一安排和部署,阜阳市被作为安徽省地下水超采治理重点对象之一。

1 地下水开发利用现状和超采状况

1.1 地下水开发利用现状

阜阳市现有规模以上地下水取水井6.3万眼,其中绝大部分为浅层地下水取水井,深层地下水取水井有1 500余眼。浅层地下水取水井主要服务于农业灌溉和农村居民生活用水取水,深层地下水取水井主要为城镇居民生活和工业生产供水。2020年,阜阳市地下水开采总量7.42亿 m3,其中,深层地下水实际开采量约为1.69亿 m3。

1.2 地下水超采区数量和分布

20世纪70年代以来,阜阳市逐渐开始开采深层地下水;20世纪80年代深层地下水开采进入高峰期,并诱发了地下水位持续下降、地面沉降等环境地质问题;20世纪90年代初,阜阳市区、界首市、临泉县、太和县的地下水降落漏斗先后形成并交合,形成了区域性地下水位降落漏斗并逐年扩展。阜阳市共有8处地下水超采区,均为深层孔隙含水层组,其中第二含水层组孔隙承压水超采区4处,第三含水层组孔隙承压水超采区4处[9],见图1和表1。

表1 阜阳市超采区面积统计表 km2

图1 阜阳市超采区分布示意图

2 地下水超采问题形成的原因

2.1 社会经济发展迅速导致用水量增加较快

阜阳市是安徽省人口最多的地级市,人口密度达每平方公里810人,居于安徽省前列。近几十年来,国民经济和人口快速发展,阜阳市常住人口由1980年的642万人增加到2020年的820万人,增长了0.28倍多;国民生产总值由1980年的112亿元增加到2020年的2 805亿元,增长了近24倍。随着城镇化持续推进、工农业产值的大幅度增长、人口的增加和人民生活水平的不断提高,全市用水需求大幅增加,地下水开采量由上世纪80年代的3.96亿 m3增加到2020年的7.42亿 m3,增长了近0.87倍,这是导致地下水超采形成的社会因素。

2.2 水资源总量不足且时空分布不均

阜阳市位于安徽省西北部,属暖温带半湿润季风气候,全市多年平均(1956-2016年)降水量894.1 mm,水资源总量35.42亿 m3,按2020年常住人口推算,全市人均水资源量432 m3,约为全省平均水平的1/3,全国平均水平的1/5,属于严重缺水地区。另外,受季风气候影响,阜阳市降水年内分布不均、年际丰枯变化悬殊,最大年降水量1 593.4 mm(2003年),最小年降水量496.9 mm(1976年),最大降水量约为最小降水量的3.2倍,汛期降水量约为全年总降水量的70%左右,全年约80%的径流量集中在汛期,使得水资源开发利用难度大。

2.3 地表水工程调蓄能力低且水质较差

阜阳市地貌以冲积平原为主,地势平坦且低洼,境内无大中型水库,地表水蓄水工程以河道闸坝为主,地表水的工程调蓄能力较低。由于地表径流多集中于汛期,导致汛期大部分水白白流失,而非汛期上游来水少,因此当地地表水可利用量相对不足。另外,由于境内颍河、泉河和黑茨河等河流水质普遍较差,水污染频发,近年来才有所改善,但水质仍然难以完全满足生活和工业使用的需求。以上因素决定了,现阶段阜阳市以地下水为水源是迫不得已的选择。

2.4 水文地质条件易诱发地质环境问题

阜阳地区广泛分布有第四纪河湖相松散沉积物地层,厚度一般在200～500 m,特别是中部的市辖三区和太和县,第四系沉积物厚度最厚甚至可达1 km以上,松散孔隙含水岩组为多层结构,粘土层透水性较差,承压含水层埋深较深,越流补给通道不畅、侧向补给渗透较慢,这就使得在抽取深层承压水的同时由于水头压力减小,容易造成开采含水层组及粘性土层有效应力增加而固结压密,从而导致地面沉降的发生[10]。

3 地下水超采治理对策措施及建议

3.1 推进替代水源工程建设

完善引江济淮配套工程体系,推进城乡一体化供水,扩大供水覆盖范围。加快推进阜阳城区三水厂(引淮河水)和四水厂(承接引江济淮外调水)供水工程建设;临泉县、太和县、界首市尽快实施“引江济淮”配套水厂及供配水管网建设,对无法完全覆盖的偏远地区,推行区域供水规模化;靠近淮河的阜南县和颍上县利用区域优势,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,拓展供水对象。阜阳城区、临泉县、阜南县、颍上县、界首市等一批再生水回用工程已相继建成,设计日回用规模15万 t,通过价格杠杆和激励政策等手段,引导和鼓励工业生产、道路清洁、城市绿化、景观补水等尽可能利用污水处理达标后的再生水,减少地下水的开采。

探索雨水收集利用途径,建设雨水收集利用工程。重点在各城市建成区建设集雨水窖、雨水池、水塘等小型雨水集蓄示范工程,推广雨水集蓄回灌技术,提高雨水集蓄利用的水平。

3.2 实施开采井封填工程

结合替代水源工程建设进度,适时实施深层地下水开采井封填工程,做到“水到井封”。近期对城镇公共供水管网已覆盖范围内的自备井,能够利用公共供水管网的应尽快完成水源置换工作,取缔自备井开采,有特殊需要的要对其取水量进行核定并加强监督和管理,限期完成封井任务;引江济淮工程通水达效后,视各地配套工程通水情况,分期分批封存城市供水水源井(逐步转为应急备用井)、关停公共供水管网覆盖范围内的企事业单位自备井(基本全部关停,有特别要求保留的除外),同时结合区域供水一体化工程建设进度,逐步封填乡镇和农村地下水开采井。

2025年前,力争关停超采区范围内80%的开采井和80%的开采量,全市深层地下水开采总量控制在0.86亿 m3;2030年前,除少数偏远无替代水源地区的居民生活用水和有特殊需求的行业用水可保留一部分以外,深层地下水正常年份基本实现禁采,全市深层地下水开采总量控制在0.35亿 m3。

3.3 全面落实国家节水行动

贯彻“节水优先”方针,全面落实国家节水行动,重点实施工业节水减排、城镇节水降损、农业节水增效。工业方面加快高耗水行业节水改造,加强污水深度处理和达标再利用。推进现有工业园区节水改造,新建企业和园区推广应用集成用水系统,提高用水效率。结合供给侧结构性改革,推进化工、建材等高耗水工业结构调整;城镇用水方面,加快实施供水管网改造建设,加强管网漏损管控,降低供水管网漏损率。推进公共领域节水,大力推广公共建筑和城镇居民家庭使用节水型器具,限期淘汰不符合节水标准的用水器具。全面推进节水型城市建设,将节水落实到城镇规划、建设、管理各环节;农业节水方面,在加强现有高效节水工程管理利用、深化农艺节水技术的基础上,大力推广高效节水先进经验,积极推行精准灌溉、保水剂应用等农艺节水措施,推行水肥一体化,建设高标准农田。

3.4 完善地下水资源管理措施

完善地下水水量水位双控制度。落实最严格水资源管理制度,实行地下水分区取用水总量和水位控制,要明确地下水分类、分区总量控制指标和地下水水位控制目标,逐级分解落实到县级行政区。

全面加强取用水监管。建立地下取水井名录,实行动态管理。实施取用水管理专项整治行动,解决地下水管理中存在的违法违规取水、用水管理不规范等突出问题,规范取用水行为。强化地下水取水许可管理,依法规范机井建设审批。

完善经济调节机制。充分发挥水价经济杠杆作用,提高地下水水资源费(税)征收标准,实行超计划超定额累进加价制度,加大地下水资源费(税)征收力度,形成有利于地下水压采的水价形成机制。

完善地下水监测体系。加大地下水监测网络的基础设施建设,优化并完善地下水监测站网,充分利用信息化手段,加大对地下水开采量、水位埋深、水质的监测力度,全面掌握地下水开发利用状况。

4 结语

本研究通过对安徽省典型缺水城市阜阳市地下水开发利用现状、地下水超采状况和形成原因的分析,为解决阜阳市地下水超采问题,提出治理对策措施和建议为:(1)加快推进替代水源工程建设,包括引江济淮配套工程、再生水回用工程和雨水收集利用工程。(2)结合替代水源工程建设,适时开展深层地下水开采井封填工程。(3)从生活、工业、农业等多方面,全面落实国家节水行动。(4)完善地下水资源各项管理措施,包括完善地下水水量水位双控制度、加强取用水监管、完善经济调节机制、完善地下水监测体系。