淺析前坪水庫供水區地下水源的置換和保護

陳立強 李冠杰

淺析前坪水庫供水區地下水源的置換和保護

陳立強 李冠杰

根據淮河流域經濟社會可持續發展的需要，近期擬建前坪水庫。前坪水庫位于淮河一級支流沙潁河的支流北汝河上游、河南省洛陽市汝陽縣縣城以西9km的前坪村，是以防洪為主，結合灌溉、供水兼顧發電的大型水庫。水庫總庫容5.92億m3，最大壩高90.8m，控制流域面積1325km2。水庫興利調節城市年供水量6300萬m3。前坪水庫供水規劃范圍為：汝州市區，汝陽縣城區、汝陽工業區、汝陽縣的小店鎮、上店鎮，郟縣縣城；供水后水庫水源將置換汝陽、汝州和郟縣地區地下水源，區域地下水長期超采問題將得到解決。

一、供水區地下開采現狀

1.地下水可開采量

汝陽縣城位于北汝河左岸丘陵區一、二級階地，地下水可開采模數約為12萬 m3/km2，地下水埋深一般在5～50m之間，單井出水能力為5～60t/h。根據汝陽縣開發區地下水資源普查成果，開發區內地下水儲量總體不豐富，有開采潛力的地區包括大安南新村富水區和大安—內埠斷層富水帶，地下水埋深在200m左右，兩處水源地最多可鑿6眼井，最大供水能力為310 t/h左右，與入駐企業用水需求相差甚遠。

汝州市城區及郟縣城區均位于北汝河左岸一、二級階地上，多屬泥沙及砂卵石含水層，有少部分巖石裂隙水，淺層地下水一般埋深在2～30m左右，深層水埋深一般在200m以上，現狀以開采淺層水為主。參考《河南省水資源》中的地下水可采量模數圖，該區域地下水可采量模數為10萬～15萬m3/km2之間。地下水可采量模數以12萬m3/km2計，則建成區面積88.9km2范圍內淺層地下可開采量為1067萬m3。

2.地下水開采現狀

供水區2012年總供水能力4075 萬m3，實際年總供水量為3661萬m3，其中地下水供水量3201萬m3，占總供水量的87.4%。供水區地下水和地表水比例說明該區域地下水取水量占總取水量的比重過大，地表水供水占比過小，供水結構不合理。

前坪水庫供水區2012年供水能力和供水量統計結果見表1。表1中自備井供水能力1878萬m3，占地下水供水能力的46.1%，說明分散自備井取水量占比例過大，呈現較嚴重的地下水無序開采現象。供水區地下水可開采量為1979萬m3，而實際年地下水供水量達3201萬m3，年供水量是可開采量的1.62倍，地下水超采情況比較嚴重。

3.供水區地下水位觀測

前坪水庫供水區現狀無序超采城市地下水，造成地下水位下降、局部地面沉降，對城市水環境造成嚴重影響。汝州市及郟縣部分井近年地下水埋深觀測情況見表2、表3。

表1 前坪水庫供水區2012年供水能力和供水量

表2 汝州市部分井地下水埋深觀測表

從地下水埋深觀測結果分析，汝州市及郟縣地下水埋深呈明顯地逐年加大趨勢，并且趨勢在不斷加速過程中。其中汝州市11號觀測井地下水埋深2007年平均為11.1m，而2013年地下水平均埋深16.34m，較2007年埋深增加5.24m，2007～2013年平均每年埋深增加0.87m，地下水水位逐年明顯降低。由于地下水位下降，大量取水井取水不足或報廢，造成可供水量達不到供水能力要求，供水缺口較大。上述結果表明，前坪水庫供水區地下水超采溢采情況嚴重，地下水位明顯下降。

表3 郟縣部分井地下水埋深觀測表

表4 前坪水庫城鎮供水區設計水平年可供水量表

表5 供水區設計水平年水量供需平衡表

表6 水庫供水置換地下水水資源量 單位：萬m3

二、供水區地下水開采問題

1.地下水濫采超采現象嚴重

近年來，非法開采城市地下水的現象仍然存在，各類自備井開發建設規模不一、多而混亂、總體開采量過大，造成地下水位下降、局部地面沉降，對地下水資源造成嚴重影響。無序開采城市地下水，造成公共供水設施不能正常發揮效益，大量取水井取水不足或報廢，造成供水量達到供水能力要求，不利于社會資源的合理配置。

2.地表水開發利用程度低

前坪水庫供水區內城鎮供水（水廠和自備井）和農業灌溉供水大部分為地下水，當地地表水及過境水（北汝河）開發程度低，地表水供水量占總供水量比例僅為12.6%。

3.供需矛盾突出，浪費嚴重

由于供水區城鎮化水平的迅速提高，致使城鎮人口及工業發展速度較快，現有水利工程的供水能力，不能滿足日益增長的需水要求，缺水量較大，城鎮供需矛盾十分突出。同時節水意識薄弱，供水區用地下水浪費現象嚴重。

三、供水區需水量分析

1.水庫供水量分析

根據供水區汝陽、汝州和郟縣城市總體規劃，前坪水庫規劃供水區規劃水平年2025年可供水量為4373萬m3，見表4。前坪水庫供水區規劃水平年2025年缺水量5985萬m3，見表5。規劃水平年2025年供水區缺水量全部由前坪水庫供給，供水率按0.95計算，水庫毛供水量6300萬m3。

2.水庫供水置換地下水資源量

為治理地下水超采問題，根據河南省、市地下水取水政策與封閉自備井實施方案，到規劃水平年2025年不再增加淺層地下水開采量，保留現狀水廠供水規模，除少量規模較大、合規合法的自備井繼續供水外，將封閉大部分自備井，同時控制總的地下水供水能力小于地下水可開采量，以保護地下水資源。

因此，到2025年，按保留水廠現狀供水規模、封閉85%（按取水量）的自備井計算，淺層地下水供水能力為1979萬m3，可供水量為1914萬m3。在滿足需水的條件，水庫供水置換地下水水資源量1287 萬m3，見表6。

四、結語

前坪水庫年可供城市水量6300萬m3，在滿足需水的條件下，供水區地下水開采量1914萬m3，水庫供水置換地下水水資源量1287萬m3，可減少開采地下水資源量1287萬m3。

前坪水庫供水后，將置換汝陽、汝州和郟縣地區地下水源，實施了水源替代和地下水壓采措施；封閉不符合規劃的自備井；實現了地下水資源量開采量小于可開采量的保護目標，使地下水資源得到涵養；大幅度減少了供水區地下水資源開采量，解決了供水區域地下水長期超采的問題，并且使供水區實現了水資源的合理分配

（作者單位：淮河流域水資源保護局淮河水資源保護科學研究所 233000 河南省水利勘測設計研究有限公司 450008）