翟遠征 ,王金生 ,滕彥國 ,鄭潔瓊 ,曹陽
(1.北京師范大學水科學研究院,100875,北京;2.地下水污染控制與修復教育部工程研究中心,100875,北京)
地下水取水總量控制管理技術研究
翟遠征1,2,王金生1,2,滕彥國1,2,鄭潔瓊1,2,曹陽1,2
(1.北京師范大學水科學研究院,100875,北京;2.地下水污染控制與修復教育部工程研究中心,100875,北京)
在對現有的地下水取水總量控制管理相關理念、制度、法律法規和技術方案等進行調查研究的基礎上,以實現人類可持續發展為最終目標,秉承“以人為本”和“統一管理”的理念,制定出了一套以“將地下水水位控制在合理水平”為直接目的的地下水取水總量控制管理技術方案,以期為超采區內的地下水資源管理提供理論依據和技術參考。
地下水;取水總量;控制管理;研究
地下水資源枯竭的最直接表現就是地下水水位持續下降,出現地下水降落漏斗,而大量的理論研究結果和實踐經驗也表明,海咸水入侵、生態環境退化和地質環境災害等問題的發生和發展,均與地下水水位的下降有著密切的關系。因此,通過一定的控制管理技術,使地下水水位維持在合理水平的同時,又可以最大程度地滿足人們的用水需求,成為一個重要課題。
近年,許多國家和地區,尤其是地下水超采區的水行政主管部門,針對超采區內的實際情況,制定了不少相關管理措施,如我國2002年10月1日開始實施的《中華人民共和國水法》第四十七條明確規定:國家對用水實行總量控制和定額管理相結合的制度;2006年4月15日開始施行的《取水許可和水資源費征收管理條例》和2008年4月9日開始實施的《取水許可管理辦法》對地下水取水總量控制也作了要求;國家《“十一五”規劃綱要》也明確提出“要加強水資源的統一管理,做好上下游、地表地下水調配,控制地下水開采”;地方政府水行政主管部門制定的相關管理條例更多。
然而,縱觀我國目前的地下水取水總量控制管理相關條例或規定,并結合頒布后實施的一些情況,發現尚存在一些問題。在很多地方原先劃定的超采區內,地下水水位依然存在不同程度的下降,即條例的頒布實施并沒有達到預期效果。究其原因,主要是因為管理理念不科學,沒有緊密結合當地的實際情況,具體表現在:
①地下水超采區一般是地表水等其他水資源相對匱乏,或者不能滿足社會發展需要的地區,在這些地區禁采或限采地下水,容易激化水資源供需矛盾。
②在相關條例頒布實施前,不清楚地下水可持續開采量有多少,導致制定的開采方案缺乏科學依據。
③在相關條例頒布實施的同時,沒有提供可供利用的其他水資源來填補地下水供水量減少后的缺口,或其他水資源供應不足,從而導致在地下水禁采區和限采區,違反規定私自開采地下水甚至偷采地下水的現象比較普遍。
④在相關條例頒布實施的同時,節水措施沒能同步跟進,導致社會對水資源的剛性需求量依然持續增加。
針對這些原因,本文在對現有地下水取水總量控制管理相關理念、制度、法律法規和技術方案等進行調查研究的基礎上,以實現人類可持續發展為最終目標,提出 “以人為本”和“統一管理”的理念,制定出了一套以“將地下水水位控制在合理水平”為直接目的的地下水取水總量控制管理技術方案。
制定旨在對地下水取水總量進行控制管理的相關規定時,首先要充分認識到地下水資源的資源屬性,即地下水資源通過參與全球水循環實現補給更新的能力,這是制定地下水取水總量控制管理措施的根本依據;其次還要充分考慮到人類生存對水資源的依賴和經濟社會發展對水資源的客觀需求,在對取水量進行控制的同時,相關的替代供水方案和節水措施等要同時跟進,否則很難奏效。本次研究制定的地下水取水總量控制管理技術方案流程如圖1。
地下水水位的變化是水量變化的最直觀反映,對于一個具體地區,一定的地下水水位預示著地下水水量的多少;而且,由地下水開采引起的生態環境和地質環境問題,也多由水位變化直接引起。因此,“將地下水水位控制在合理水平”就成為對地下水取水總量進行控制的目標。
設計合理的地下水水位,在維持地下水可持續利用,并且不產生危害人類的生態環境和地質環境問題的同時,使地下水供水量達到最大,成為問題的關鍵。而且,設計合理的地下水水位也是計算地下水可持續開采量的前提。
以地下水可持續開采量為基準,轄區內地下水資源實際開采量大于可持續開采量的地區為超采區,用紅色標示;地下水資源實際開采量與可持續開采量基本持平的地區為采補平衡區,用黃色標示;地下水資源實際開采量小于可持續開采量的地區為有潛力的地區,用藍色標示。

圖1 地下水取水總量控制管理技術流程
紅黃藍管理分區,對于地下水取水總量控制管理十分重要,是制定相應管理措施的前提依據。由于總量控制主要是針對超采區,本文主要介紹針對超采區的管理措施。對于采補平衡區和有開發潛力的地區,可以超采區出現的問題和管理措施為鑒,防止超采現象的發生。
社會用水是剛性需求,因此即使對地下水進行了分區,并對各分區采取了不同的管理措施,但要想把地下水水位維持在一定水平,僅控制地下水取水總量是不夠的。因此,在對地下水取水總量進行控制的同時,采取一定的措施彌補供水量的不足,同時適當減少社會用水需求量,從而緩和甚至解決供需矛盾,才是解決問題的根本。
(1)減少總用水量
我國廣大地區的用水效率還普遍較低,尚存在較大節水空間。按照水資源在人類社會中的用途,通常可以分為農業用水、工業用水和生活用水三大類。在我國絕大部分地下水超采區,農業往往是用水大戶。因此,從長遠來看,大力提高農業用水效率應該是解決水資源供需矛盾的最好辦法,可以說,我國農業用水量減少到一定水平后,缺水問題將大大緩解。
(2)增加其他水源供水量
地下水供水量占人類社會總用水量的比例很小,在全世界范圍內大都如此。我國多年地下水供水量占社會總供水量的20%左右,比例較大的主要集中在我國北方地區。因此,適當增加其他水源的供水量,可以替代一部分甚至是全部地下水供水量,從而使地下水水位得到恢復。
增加其他水源供水量的辦法很多,包括增加江河、湖庫供水量,海水淡化利用,雨洪資源利用,工業用水循環利用,廢水資源化,礦坑排水資源化和跨境(跨流域)調水等。不同地區,應根據當地的實際情況,因地制宜,選擇合適的解決途徑。
(3)補給地下水
通過各種人工入滲措施,把各種地表水源補充到含水層內,可以增加地下水資源,更重要的是可以直接促進地下水水位的恢復,實現管理目標。我國的地下水人工補給工作目前還處于起步階段,但已在控制地面沉降、擴大地下水開采資源、利用含水層貯存等方面起了明顯的作用。
有利于補給地下水的措施包括在地下水補給區提高介質的滲透性,建設用于滲水的攔水壩、滲透池,在城市馬路、人行道路上使用透水性材料,將停車場由硬化地面改為草坪,利用田面蓄水入滲,充分利用綠地進行入滲,將路面、屋頂上的水引入綠地,在有條件的地方建造地下水庫等,都有利于含水層接受水源補給,從而促進地下水水位的恢復。
(4)調整地下水開采布局
開采布局對地下水水位的空間分布有著重要的影響。同樣的開采量,布局合理,有利于使區域地下水水位處于合理水平;反之,布局不合理,很可能導致局部出現嚴重問題。因此,根據當地的實際情況,在不減少地下水取水總量的情況下,如能適時調整地下水開采布局,也有利于地下水管理目標的實現。
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責任編輯 張瑜洪
Study on the technique of total quantity controlling management of groundwater exp loitation
Zhai Yuanzheng,Wang Jinsheng,TengYanguo,Zheng Jieqiong,CaoYang
Based on the total amount of existing water control and management of groundwater and related concepts,systems,laws and regulations and technical programs on the basis of investigation and research,in order to achieve the ultimate goal of sustainable human development,uphold the“people oriented”and“unified management” philosophy,developed a set of“the water table at a reasonable level”for the direct purpose of total control and management of groundwater water technology solutions to the water for over-exploitation of the region management of groundwater resources to provide the theoretical basisand technical reference.
groundwater;total quantity of groundwater withdrawal;controlling management;study
2010年水利部地下水保護行動項目專題。
P641.8
B
1000-1123(2011)11-0026-02
2010-12-06
翟遠征,在讀博士研究生。