青風嶺漏斗區地下水資源問題及治理措施

□王道春（溫縣水利局）

□李鵬輝 □馮金銘（清華大學水利水電工程系）

1.水資源概況

溫縣位于豫北平原西鄰，南臨黃河，北靠沁河。土地面積481.3km2。人均水資源占有量僅有223m3，是河南省嚴重干旱缺水地區。多年平均降雨量為553mm，最大年降水量為932.8mm，最小281.5mm，年降雨的變差系數為0.32，降雨的年內分配也不均勻，降雨量多集中在夏秋季的6-9月，一般占全年的65%以上，年蒸發量為1763mm。

由于黃河、沁河歷史上多次泛濫，溫縣形成西高東低、南灘北洼、中間崗的地貌特點。溫縣中部自西向東有青風嶺橫貫全縣，青風嶺為黃河二級階地，是由古黃河長期泛濫形成的自然堤，面積為59km2。由于地勢高，長期以來形成了黃河有水難用、沁河用水時間短的局面。可利用的地表水資源匱乏，地下水自然補充除天然降雨外，主要依靠北部的沁河和南部的黃河側滲。農田灌溉、工業用水和城鄉居民生活用水長期依靠機井抽取地下水。全縣地下水總可采量為0.89億m3，而每年實際開采地下水達1.3～1.5億m3，年超采地下水0.41～0.6億m3。綜合多年的地下水觀測資料，地下水位年均下降速度為0.51m。地下水埋深在13～38m。

2.地下水漏斗成因及影響

2.1 地下水嚴重超采，補給困難。溫縣及其周邊地區地下水資源的過度開發，產生了大范圍的漏斗區。溫縣的地下水早在1973年發現形成區域漏斗，全縣設立地下水位觀測點后，1975年經對觀測資料分析，降落漏斗中心位于古賢至南張羌一線，漏斗呈橢圓形，東西向長軸28km，南北向短軸14km，長寬比2:1，面積284km2，漏斗體積7.57億m3，具有較平坦的底部，地下水位平均埋深8.3m，最大埋深15m。以后漏斗區面積逐年擴大，向西擴大的面積大于向東。目前的漏斗區呈一寬約16km的帶狀分布，大致平行于黃河走向，涉及武陟、溫縣、孟州市等，為河南省最大的地下水漏斗區之一。溫縣縣域內位于青風嶺地下水漏斗區的漏斗面積達415km2,地下水位平均埋深23m，最大埋深達45m，漏斗區面積占全縣總面積的89.8%。

對溫縣境內現有30個地下水位觀測井的實測資料繪制的地下水等水位線可知，目前溫縣地下水漏斗最低水位位于楊壘—林召—小南張一帶，呈東西向分布；番田—大吳—南張倫為南北向漏斗帶。東西向長漏斗是因為溫縣特有的地形及河流條件所致，溫縣地處南邊有黃河，北邊有沁河之間，二河幾乎平行，相距約25km，這種特殊的區域條件，造成了溫縣淺層地下水的補給、徑流的特殊性。

2.1.1 北部地勢高，地面高程在109～110m之間，由沁河補給地下水，補給比降為1/300～1/500，地下水位較高，地下水面坡降較陡，靠漏斗中心較近，等水位線較密。

2.1.2 南部地勢較低，地面高程在103～105m之間，由黃河補給地下水，實測補給比降為1/6000，距離漏斗中心區較遠，地下水位低于北部，地下水坡降較緩。黃河地勢低，距漏斗中心稍遠，所以等水位線較疏，坡降較緩。

2.1.3 南北向漏斗是受孟州地下水漏斗區的影響。溫縣西部番田一帶的地下水位線較復雜，主要受孟州地下水漏斗區的影響。

2.1.4 東部受武陟地下水影響，溫縣縣域封閉的等水位線的面積較小，大面積的處于孟州—溫縣—武陟漏斗之中。將來大力進行引水補源，溫縣的地下水位升高后，會補給孟州、武陟漏斗區。同時，周邊補給也會有一部分地下水東流。

2.2 補源工程老化，過境水資源未充分利用。為遏制地下水漏斗區的水位下降，1974年，水利部新鄉農田灌溉研究所在溫縣建立了人工回灌試驗基地，著重解決青風嶺漏斗區地下水的入滲技術。在地下水漏斗較為嚴重的西部地區相繼修建了一些引水補源工程，同時在內澇河上建節制閘攔蓄回補地下水。但由于受上游來水時間和空間的限制，加之補源渠道運行多年來，淤積堵塞嚴重，功能性老化，效益衰減；利用沁河水源所建的亢村引沁灌區因沁河河床下切，無法自流引水，現依靠提灌灌溉不足667hm2，占設計面積的25%；近年來利用黃河水源建設的引黃補源工程僅開挖建成了干渠工程，由于末級渠系建設工程不配套，年引水量只有3000萬m3，僅占年設計引水總量1.3億m3的23%，過境水資源未充分利用。其它補源工程的水源主要是利用廣利灌區的灌溉尾水，廣利灌區規劃分配給溫縣的年引水量3000萬m3，但80%集中在汛期，實際年可利用灌溉水量僅600萬m3左右，來水時間和空間受較大的局限性。

2.3 部分河流地表水污染，有效利用率較低。除黃河、沁河外，溫縣境內有10條內澇河道全長153km，河道密度較大，部分河道污染嚴重，造成了污水側滲地下水的影響。尤其是新蟒河等入境河流，流域面積大，非汛期來水量少，水體中的化學需氧量（COD）和氨氮含量為劣Ⅴ類。同時城區排水系統不完善，導致城區水體受到污染，目前城區建有截留式合流制排水系統較少，部分區域的生活污水就近排入水體，污染了環境。加劇了水資源的短缺和地下水漏斗區面積的擴大。

由于地下水位逐年下降，給溫縣工農業生產帶來了一系列的負面影響。機井越打越深，由原來的40～60m，發展到80～100m；單井控制面積由原來的5.33～8.0hm2，縮減為2.0～3.33 hm2；提水機具不得不更新，由離心泵改為離心泵下臥，后又換為深井泵、潛水泵；出水管徑越來越小，由152、101mm改為76、50、38mm；打井費用越來越高，由原來500～2000元，發展到10000～13000元以上；農民增產不增收。目前，取水日趨困難，遇到干旱天氣，還造成糧食減產。

3.水生態措施

水資源的合理開發利用要根據當地實際情況，充分利用過境水和地表水資源，因地制宜建造蓄水工程以攔蓄汛期雨洪和灌溉結余用水，同時加強水環境整治，避免地表水資源的污染。遏制溫縣青風嶺漏斗區地下水下降應采取的主要措施是開源節流，地下水在規劃年限內主要發展補源灌溉，補源水量將大于開采量，待地下水位回復后，地下水可開采量將是一重要水源。

3.1 發展坑塘補水。坑塘治理利用是調整農業結構、促進經濟增長方式轉變和補充區域性地下水的有效途徑，雖然比較分散,整修挖深并與河渠網絡相連以后,調蓄能力是很大的。據初步統計，溫縣境內現有大小坑塘133個，面積約270.9萬m2，將這些廢棄的坑塘加以整治，與河道和補源渠道相互貫通，形成“長藤結瓜”、水源互濟的補水網絡。若按平均2m水深，一次性可蓄水541.8萬m3，可減少項目區周邊70km2范圍內工農業生產地下水開采量，對緩解溫縣日益突出的水資源具有重要的積極作用。其中，最大的坑塘為南水北調中線總干渠形成的取土坑，三個位于青風嶺地下水漏斗區，坑塘的面積達95.6萬m2，平均深4.9m，占全縣坑塘面積的35%，且相對集中，與引黃干渠相距800m，通過適當加以工程改造利用，建設形成平原小水庫，可形成較大的引黃調蓄工程。工程區地下水為低，不僅可以儲蓄匯集雨水、灌溉期的退水，還可在黃河高水位和將來建成的小浪底北岸灌區高水位時蓄水補源，有效增加地下水補源面積，實現溫縣城東地下水補源、水生態匯集、景觀綠化和各方面實現功能。

3.2 利用黃河、沁河水源搞好灌溉補源和河道補水。利用地表水灌溉補源不僅可減少地下水的開采，而且還可通過土壤入滲的方式補充地下水。溫縣南臨黃河，北靠沁河，具有較豐富的過境水資源，充分利用好引黃和引沁兩大灌溉補源工程。據觀察，溫縣引黃工程2008年通水以來，補源區內地下平均水回升2.8m，補水效果顯著。目前只有30km的干渠和13km支渠工程，黃河水的利用率偏低，應加快引黃灌區末級渠系工程建設，擴大灌溉補源面積。位于溫縣北部的引沁灌溉補源干渠穿越濟河、護城河等多條內澇河流，河道平均相距不到2km，但目前大多數內澇河幾近干涸，有的河道萎縮嚴重，急需拓寬清淤，修建閘壩進行攔蓄雨洪及灌溉末期剩余用水。同時利用沁河高水位時將河道中充滿水，可以大面積的平面下滲，補源效果較好,并建立河道與補源渠相互貫通的補水網絡。

3.3 加強水環境整治

3.3.1 實行污水資源化供水。污水處理廠處理后的再生水，可用來灌溉或景觀用水。目前，溫縣污水處理廠采用氧化溝處理工藝，現狀處理能力2.0萬m3/d，《溫縣城市總體規劃》預測2020年規模為9.5萬m3/d。按現狀處理能力每天2萬m3，處理后的再生水每年將近650萬m3，2020年可達3000萬m3，同時應搞好中水回用工程建設，充分利用達標排放的再生水，實現污水資源化供水，將是一個較大的水資源利用。

3.3.2 實行雨、污分流制。對污水的再生利用應實行雨、污分流制，新建地區的排水系統一律采用分流制，城區現有的雨污合流制排水系統，逐步更新改造為分流制。雨水進入河道后，適當攔蓄，就近利用自然河道坑塘和引黃補水渠調蓄雨水，根據溫縣地形、地貌現狀，可將溫縣分為南、東兩個排水分區。分別為東側的榮澇河、南側的老蟒河,用作農灌或其他利用。

3.3.3 建設人工濕地。目前，溫縣河道內的污水主要集中在新蟒河、豬龍河等入境河道，來自上游的污染量較大。可在上游建設人工濕地，經人工濕地處理后的污水，可直接排入下游河道作為景觀用水。對工業污染源，要求企業對污染進行處理，實行總量控制達標排放，甚至實現零排放。對農村生活污水和生產污水，結合新農村建設，可采取以戶為單位分散治理。

4.結論

在全球氣候條件變化的大背景下，地下水漏斗的形成具有一定的自然因素。溫縣常年降水量較少，多年平均降雨量為553mm，近些年降雨量有顯著減少的趨勢，如2007年和2008年年平均降雨量均少于400mm，僅為正常年的70%。通常情況下降水入滲占地下水補給總量的70%，造成地下水補給資源大幅度減少。但人類生產生活超采地下水，在一個水文周期內地下水資源得不到及時補給，是地下水漏斗形成的主要原因。青風嶺地下水漏斗主要是由于經濟迅猛發展，工農業生產用水量加劇，過度超采地下水，同時補源工程老化、過境水資源未充分利用，使地下水資源不能有效補給而形成的。

遏制地下水漏斗發展的根本之策還是用好地下水，科學評價、統籌管理、合理利用，主要措施是“開源節流”。對溫縣而言，充分利用黃河和沁河兩大過境水資源進行灌溉補源，整治豐富的內澇河水系和廢棄坑塘，打造長藤結瓜式的水利體系，是有效調控水資源切實可行的措施。同時，提倡節約用水，發展節水灌溉技術，依法進行水資源管理，加強水環境治理也是必不可少的措施。

[1]李曉明，李凱.世界上最大地下水漏斗 華北危機怎解？[N].科學時報，2009年12月15日.

[2]孫雪峰，張建祿，杜泉楷.溫縣水資源綜合開發利用試驗簡述[J].灌溉科技，1980，（1-2 期）：8-13.

[3]趙衛東，李云霞，劉詠.平原區增加有效地下水資源的途徑—以河南省焦作市郇封地下水漏斗區為例[J].焦作工學院學報（自然科學版），2003，22（5）：375-378.