基于地下水壓采的水資源優化配置研究

楊治中 劉 猛

近年來隨著國民經濟快速發展，太和縣用水量顯著增長，區域內水資源供需矛盾突出，長期超采深層地下水，嚴重制約著當地社會經濟和生態環境健康發展。根據經濟社會發展和環境改善對水資源的要求，本文結合安徽省太和縣地下水壓采方案，分行業進行了水資源供需分析，提出了統籌協調生活、生產和生態用水的水資源合理配置方案。

一、太和縣水資源現狀

太和縣隸屬于阜陽市，位于安徽省淮北平原腹地，面積1820km2，現有人口178 萬人。按照縣域河流水系的分布狀況，可進一步分為潁河流域、黑茨河流域和西淝河流域。根據1956—2017年系列資料分析，全縣多年平均降水量為15.02 億m3，折合降水深825.2mm。全縣多年平均地表水資源量3.32 億m3，折合徑流深182.4mm。全縣50%、75%和95%頻率地表水資源量分別為2.68 億m3、1.43 億m3、和0.58 億m3。全縣多年平均地下水資源量為3.12 億m3。全縣多年平均水資源總量為5.83 億m3，50%、75%和95%頻率水資源總量分別為5.12 億m3、3.37 億m3和1.90 億m3。太和縣流域分區水資源總量見表1。

表1 太和縣不同頻率分區水資源量計算成果表（萬m3）

二、水資源開發利用情況

1.供水水源工程

2019年，太和縣共有大中型水閘12 座，其中大型水閘2 座，中型水閘10 座；涵閘117 座，其中大型閘2 座，中型閘10 座，小型涵閘105 座；蓄水大中溝76 條；蓄水塘壩1361 座。全縣總蓄水庫容10493 萬m3，其中，河道和溝網涵閘蓄水庫容9096 萬m3，各類塘壩蓄水1397 萬m3。共有小型提水泵站7 座，總裝機容量1743kW，提水規模25m3/s，主要分布在黑茨河、潁河沿岸區域，現狀供水能力為5100 萬m3，設計供水能力6447 萬m3。共有供水機電井29.6 萬眼，大部分為農業灌溉淺井，深層地下水機電井約210 眼，主要為城鎮生產和居民生活供水。

2.供用水量

2019年太和縣總供水量2.20 億m3，其中地表水源供水量1.20 億m3，占總供水量的54.5%；地下水源供水量0.96 億m3，占總供水量的43.6%。在地下水源供水中，淺層地下水供水量為0.71 億m3，占地下水源供水量的74.0%，深層地下水供水量為0.25 億m3，占地下水源供水量的26.0%；中水回用量0.04 億m3，占總供水量的1.8%。

2019年太和縣總用水量2.20 億m3，其中，農田灌溉用水量1.07 億m3，林牧漁畜用水量0.14 億m3，工業用水量0.46 億m3，城鎮公共和居民生活用水量0.45 億m3，生態環境用水量0.08 億m3。

3.現狀用水水平

2019年太和縣綜合人均用水量為151.4m3，低于同時期全國平均水平的431m3；萬元國內生產總值（當年價）用水量為48.4m3，低于同時期全國平均水平的60.8m3；城鎮人均居民生活用水量（含公共供水）為99.0L/人·d，農村居民生活用水指標70.0L/人·d。農田灌溉畝均用水量115.8m3。

三、開發利用存在的問題

1.水資源可利用量不足

太和縣地勢平坦，境內河流大多屬于過境河流，由于當地缺乏大中型調蓄工程，河道、湖泊的庫容不大，蓄水能力差，導致地表水可利用量不足；另外，由于河流上游地區出于自身用水考慮，多建有河道節制閘攔蓄，一般在非汛期不向下游放水，汛期泄洪，因此更加劇了來水年內分配的不均勻。以上兩點原因使得太和縣境內地表徑流在汛期或豐水年份大多流走，非汛期或干旱年份水量較少，地表水可利用量遠小于地表水資源量。

2.水資源有效利用率不高

太和縣水資源開發利用總體水平不高、利用效率較低。在農業生產中，主要表現為灌溉方式落后，灌溉水有效利用系數小，現狀為0.608，水分生產率低，單方水糧食生產量在1.0～1.2kg 左右，與發達國家相差近一倍。工業生產中，2019年度太和縣萬元工業增加值用水量為46m3，高于全國38.4m3的平均水平，但與發達國家相比，用水效率仍有提升的空間。在居民生活用水方面，公眾節水觀念淡薄，管網漏失率較大，生活用水節水空間較大。

3.地下水超采問題突出

太和縣地表水資源匱乏，城市和鄉鎮供水水源以深層地下水為主，而長期大量開采深層地下水已形成了較大范圍的地下水超采區，造成區域地下水位大幅下降，太和縣地下水降落漏斗面積已超過197km2。如果繼續擴大開采，一方面會造成深層地下水含水層疏干、資源枯竭，存在供水安全風險；另一方面可能會引發地面沉降等環境地質問題。隨著城市規模的擴大和經濟的發展，未來太和縣城鎮水資源供需矛盾勢必將愈加突出，缺水形勢趨于嚴峻。

4.水資源供需不夠平衡

以2019年為現狀年，通過對不同來水頻率的供水、用水情況進行分析，結果表明：在現狀工程供水能力和供水格局下，在多年平均和50%保證率平水年份，太和縣基本可維持現有的工農業生產用水需求，而在75%保證率中等枯水年份及95%保證率特殊枯水年份，太和縣各流域均出現了不同程度的缺水現象，其中在特殊枯水年份，全縣缺水情況較為嚴重，總缺水量達1.30 億m3，缺水率達44.9%。

四、水資源優化配置方案

1.水資源配置原則

（1）供水安全原則

水資源配置要考慮城市和鄉鎮居民生活供水安全，即在應急狀態下，首先保證人民群眾的最基本生活用水需求。

（2）統籌協調原則

統籌協調社會經濟發展與生態環境保護要求，合理安排生活、生產和生態用水，統籌調配地表水與地下水、當地水與外調水、常規水源與非常規水源等多種水源。

（3）地下水保護原則

在當地地表水和外調水供水可覆蓋的區域，應逐步關停地下水取水工程，除為保證供水安全必須轉為應急備用水源和對水質有特殊要求必須保留的，其余地下水取水工程必須限期封閉。

（4）污水回用優先原則

城市污水處理廠和鄉鎮污水處理站按不同的用途分級處理污水，優先將其用于熱電、化工等工業企業，其次用于景觀綠化、生態環境補水。

2.水資源配置格局

為解決太和縣水資源不足、供需矛盾突出的問題，太和縣提出“依托皖江水，限采深層水，用足地表水，蓄補淺層水，鼓勵再生水”的水資源總體配置格局，通過對現有地表水源工程挖潛配套、新建以縣域外調水（引江濟淮潁河線路）為依托的骨干工程、增設地表輸水管網工程建設等工程措施進一步挖掘當地水資源潛力；通過調整機電井布局、壓采深層地下水等措施，實現合理利用地下水資源；加大污水處理回用、雨水集蓄利用系統等非常規水源工程建設力度；在充分發揮現有工程效益的基礎上，以供水骨干工程來增強和提高地區水資源開發利用程度與調控能力。同時，要制定和完善應急供水預案，提高特枯水年以及突發事件的應對能力，保障社會經濟正常秩序。

3.水資源配置方案

（1）行業水量配置

規劃到2025年，太和縣多年平均配置生活、工業（含建筑業，下同）、農業（含林牧漁業，下同）和河道外生態環境用水量分別為0.54 億m3、0.59 億m3、1.14 億m3和0.084 億m3，配置比例調整為22.9%、25.2%、48.3%和3.6%；規劃到2030年，太和縣配置生活、工業、農業和河道外生態環境用水量分別為0.55 億m3、0.62 億m3、1.13 億m3和0.094 億m3，配置比例進一步調整為23.0%、25.9%、47.2%和3.9%。

根據分行業水資源配置成果可知，規劃期隨著城鎮化率提高和產業結構轉型升級，太和縣生活和工業配置水量所占比例不斷增加，農業配置水量占比將隨著農業節水灌溉技術的推廣和進步逐步減少。

（2）供水水源配置

規劃至2025年，太和縣多年平均配置供水量為2.36 億m3，其中當地地表水供水量0.77 億m3，耿樓閘上地表水供水量0.15 億m3，淺層地下水供水量0.64 億m3，深層承壓水供水量0.15 億m3，引江濟淮工程外調水供水量為0.46 億m3，再生水及雨洪水供水量0.18 億m3；規劃至2030年，太和縣配置供水量為2.40 億m3，其中當地地表水供水量0.75 億m3，耿樓閘上地表水供水量0.15 億m3，淺層地下水供水量0.67 億m3，引江濟淮工程外調水供水量0.58 億m3，再生水等其他水源配置供水量0.26 億m3。

根據不同供水水源配置成果可知，隨著引江濟淮、引淮濟阜等外調水工程的建設、再生水利用率的提高和地表水資源開發利用程度的加大，太和縣規劃期對地下水、尤其是深層承壓水的依賴程度將逐漸降低。

（3）中心城區水量配置

針對中心城區缺水情況，在引江濟淮工程未正式通水前，考慮通過新水源工程建設和再生水回用等手段，進一步挖掘縣域內供水潛力。同時，加強當地地表水、地下水、再生水的多水源利用、調度和水資源監管，強化節水措施，實現中心城區多水源供水。待引江濟淮工程建成通水后，隨即調整供水結構，將外調水作為城區生活及工業用水的主要水源，深層地下水作為應急備用水源及少量對水質有特別要求的工業用水，逐步改變依賴深層地下水的用水格局。規劃至2025年和2030年，太和縣中心城區配置水量分別為0.71 億m3和0.80 億m3。

五、結語

太和縣水資源優化配置方案，符合國家宏觀政策和法律法規要求，規劃實施后，通過優化水源，地表水與地下水、本地水和外調水、常規水源和非常規水源得到合理配置，解決了深層地下水過度開采問題，保證了規劃期城鎮生活、工農業發展用水，有利于太和縣國民經濟的可持續發展。生態環境用水量的配置，可以緩解近年來河湖干涸、水質污染等環境問題，提高人民群眾生活質量，社會效益、經濟效益和環境效益顯著