鐵夏瓊
(甘肅建筑職業技術學院 甘肅蘭州 730050)
水具有的資源、社會和經濟等多種屬性,決定了水對人類的生存和發展是何等的重要。以水資源匱乏、水污染嚴重、水土流失加劇和洪澇旱災等為特征的水安全問題已經成為我國社會經濟可持續發展的重要制約因素[1]。
水資源浪費與不合理的開發利用,嚴重破壞了水資源均衡條件,進一步加劇了水資源的危機。水資源浪費包括蓄水層面和用水層面兩個方面的浪費。
(1)蓄水層面的浪費就是指水土流失。它一方面造成了洪澇災害和水質污染,另一方面又造成了干旱缺水。較為嚴重的是水生態蛻變和水環境惡化誘發的諸如損害植被立地條件、致使土地荒漠化等一系列不良的連鎖反應。水土流失除受降水自身大小與強度、坡面等自然因素的影響外,還受到不合理的工程建設、亂砍亂伐等人為因素的影響。
(2)用水層面的浪費就是不注意節約和高效用水。這種浪費不僅包括水量的跑冒滴漏,還包括優水低用,用水的效率和效益低下。這種現象在我們的日常生活、生產中比比皆是。人們在享受自來水給生活帶來便捷、衛生的同時,卻忽視了水資源的節約。目前我國每年僅僅被用來沖刷家用馬桶和公共廁所的自來水就達100×108m3以上,每天都有大量飲用水資源白白流失掉。
(3)水資源的保護與合理開發利用問題,實質上就是水安全問題。水安全問題是指所有涉及人類社會生存環境和經濟發展過程中發生的水的危害問題。水的安全問題不但具有水資源、水環境和水災害的綜合效應,又兼有自然、社會、經濟和人文的屬性。正是水安全問題上述所具有的這些特性,決定了水資源的保護與合理開發利用必然是一個非常復雜的系統工程。
黃河自西向東從蘭州市區中部穿城而過。由于蘭州市的地形與地質等自然條件,使得眾多的工礦企業布設在黃河兩岸,特別是像蘭煉、蘭化這樣的大型石油化工企業。同時在蘭州上游還建有核工業企業、醫藥生產企業。因而對于黃河水體而言,這種不合理的工業布局有可能更容易、更直接地造成蘭州城區的水危機,威脅著蘭州市的水安全。
同時,黃河流域水土流失,泥沙量大,使黃河水質始終伴隨面源污染的問題,并以吸附、沉積等作用影響其它污染物的遷移和變化。黃河是世界上著名的泥沙河流,據統計甘肅每年注入黃河的泥沙達5.18 萬噸,占黃河泥沙總量的30%,根據蘭州水文站資料統計,1980 年至1989 年平均含沙量為0.89 公斤/立方米,而1998 年平均含沙量為1.288 公斤/立方米。水土流失造成大量泥沙增加,將地面大量污染物質帶入黃河加重了水體污染。
蘭州地處我國西北地區腹部,位于黃土高原之黃河谷地內,與青藏高原相鄰近,由于受地質構造的控制,黃河在蘭州形成三個串珠狀多階型的河谷盆地。西部及南部植被較好外,大部分為荒山,植被較差,溝谷切割密度較高,且坡陡谷深,嚴重的水土流失使泥石流的形成發育有普遍性。
隨著蘭州城市建設的快速發展,城市人口和工礦企業的急劇增加,城市需水量不斷加大,供需矛盾十分突出,嚴重地制約著蘭州市的經濟發展和影響著人民的日常生活。
構建以“三灘”水源地為基礎的蘭州市區水資源戰略儲備。加強對“三灘”水源地的保護和合理開發利用具有十分重要的現實意義和戰略意義。
蘭州市區“三灘”水源地始建于1964 年,是蘭州市區地下水的主要開采區。但大規模的開采始于上世紀的80 年代初。根據多年的監測資料表明,“三灘”水源地地下水開采量在1985 年達到歷史上的最高值,為8238.0×104m3/a,其中馬灘、崔家大灘水源地為5558.0×104m3/a,迎門灘水源地為2680.0×104m3/a。1985 年以后,由于地下水水位下降,井泵出水能力降低,水質惡化和“西水東調”工程的建成通水,使地下水開采量在逐年減少。
根據1997 年調查,馬灘、崔家大灘水源地地下水開采量為1772.19×104m3/a,而迎門灘水源地地下水開采量為1630.34×104m3/a。可見,“三灘”水源地的地下水開采量已有大幅度下降。“三灘”水源地地下水水位上升是由于地下水開采量的減少,使多年形成的降落漏斗有了一定的恢復,使地下水水位具有急劇上升的勢態。
蘭州斷陷盆地地下水資源量及其發展勢態。根據水均衡原理,蘭州斷陷盆地南、北部的均衡模式為:

式中:
△Q儲—均衡區在均衡時段內的儲存量變化量(×104m3/a);
Q補—均衡區在均衡時段內的總補給量(×104m3/a);
Q開采—均衡區在均衡時段內的總開采量(×104m3/a)。
根據2000 年的資料,計算得出蘭州斷陷盆地地下水資源均衡(見表1)。

表1 蘭州斷陷盆地地下水資源均衡成果表(單位:×104m3/a)
根據2000 年盆地南部的馬灘、崔家大灘水源地地下水平均水位上升的幅度為4.03m,最高達到8.49m(2527 號機井);盆地北部的迎門灘地下水平均水位上升幅度為4.67m,最高達到8.50m(2508 號)。這說明了三灘水源地在減少了地下水開采量后,蘭州斷陷盆地的南部和北部地下水已經開始了增加儲存量。與1995 年的均衡計算結果相比較,2000 年蘭州斷陷盆地地下水補給量雖然減少了815.92×104m3/a,但開采量也減少了2238.35×104m3/a,兩者相減,地下水儲存量反而增加了1422.43×104m3/a。并在彌補了1995 年盆地北部均衡計算地下水資源儲存量的負增加值(超支)后,仍能實現蘭州斷陷盆地地下水資源儲存量的凈增加值為1261.75×104m3/a。其中盆地南部凈增791.28×104m3/a,盆地北部凈增470.47×104m3/a。
換句話說,以2000 年地下水補給量水平,按照1995 年的地下水開采量水平進行比對,2000 年蘭州斷陷盆地除允許開采總量為4670.28×104m3/a 外,仍可有能力去彌補1995 年盆地北部當年的80.34×104m3/a 超采量。其中盆地南部為2706.88×104m3/a,盆地北部為1963.4×104m3/a。
根據統計和上述計算結果,在維持2000 年三灘水源地開采井數量的基礎上,盆地北部的地下水允許開采量可全部作為迎門灘水源地的開采量,平均單井允許開采量為196.36×104m3/a 或0.538×104m3/a;而盆地南部馬灘和崔家大灘水源地的地下水允許開采量應為2706.88×104m3/a×27.5%=1324.54×104m3/a,單井平均允許開采量應為69.71×104m3/a 或0.191×104m3/a。如果考慮在崔家大灘、馬灘南側開辟和疏通蘭州市黃河南河道,將“三灘”水源地的允許開采量提升到7300×104m3/a(20×104m3/a)以上是完全有可能的。
提升“三灘”水源地地下水資源的戰略地位,將其作為蘭州市區水資源的戰略儲備,對構建和完善蘭州市水資源應急體系是非常必要的。加強對“三灘”水源地的保護和合理開發利用具有十分重要的現實意義和戰略意義。
為保護“三灘”水源地,充分發揮“三灘”水源地的優勢,提出以下建議:
(1)停止大規模持續超采,修養生息地下水源。繼續停止大規模持續超采地下水,有利于保護“三灘”水源地。由于多年持續地超采“三灘”水源地地下水,造成“三灘”水源地地下水位的持續下降,以“三灘”水源地為中心的區域地下水降落漏斗,該降落漏斗面積達61km2,致使地下水水質惡化。歸根結底,是沒有把握好開發利用的尺度。通過近幾年來逐年減少對“三灘”地區地下水的開采,使蘭州斷陷盆地的區域地下水水位普遍得以回升,降落漏斗分布面積正在縮小,地下水水質繼續惡化的趨勢也正在得以遏制,局部地區正在向好的方向發展。
(2)建立供水的聯合機制,完善三水統觀統管。堅持對“三灘”水源地地下水的合理開發利用,維持對“三灘”水源地現有的開采水平,有利于“三灘”水源地的休養生息。盡管蘭州供水(集團)有限公司的地表水供水量目前已經占到了總供水量的95%左右,但在允許開采量范圍之內,合理開發利用“三灘”水源地地下水,適當降低地下水位,有利于地下水的循環更新,增加地下水的補給量,減少徑流流失和潛水無效蒸發,改善地下水水質,這些都是單項節水措施所不能解決的。
無論是從保護“三灘”乃至蘭州斷陷盆地的生態環境,還是從完善蘭州市區城市供水結構,亦是提升應對公共突發事件的能力等方面,都是絕對不允許廢棄“三灘”水源地的。維持對地下水的開采現狀,建立和完善蘭州市區地表水與地下水供水聯合運行機制[2],將有利于“三灘”水源地的休養生息,使“三灘”水源地的可采資源有所增加和保持“三灘”水源地繼續朝著好的方向發展。
(3)加強三灘水源地保護,開發與建設相并舉。加強“三灘”水源地保護性開發與建設,加強對“三灘”水源地開采井的維護和更新。在蘭州市新版規劃中,“三灘”地區將是蘭州市的新城區,必將在此形成新一輪的開發熱潮。凡是不利于“三灘”水源地保護的建設項目,必須堅決予以取締。
由于“三灘”水源地已有40 年的建設歷史,有相當一部分開采井設備老化,水井及井管周圍過濾層淤塞嚴重,采水效率低下。因此不但必須及時維護現有的尚具采水能力的井群設備,而且很有必要廢棄采水效率低下的開采井,補充和增加20~30 眼新井及其配套設備,使“三灘”水源地的開采及供水能力始終具備較高效率和較高水平的能力。
(4)加大地下水補給區域,三灘水源青春永駐。繼續加大“三灘”水源地地下水補給區、徑流區的生態環境保護工作力度。充分利用大氣降水補給量、側向補給量、渠系、田間灌溉入滲補給量、黃河激發補給量持續平衡“三灘”水源地的允許開采量和儲備量。加強“三灘”及其相關地區的污水排放、垃圾堆放等的治理和管理,開辟和疏通蘭州市黃河南河道,擴大黃河在安全時期的地表水對地下水補給,并通過有計劃的攔截性抽水和抽咸補淡的方法,降低劣質地下水的浸入速度和咸化程度,改善地下水水質。
(5)加強依法治水的力度,強化用水安全管理。切實加強“依法治水”,強化用水安全統一管理;大力宣傳節約用水,保護淡水資源的重要性。加強地方性法規的配套建設,理順用水安全管理關系;改變水產品的單一結構,建立和完善多種不同水質水源的輸配水設施建設,增加水產品的供應品種;在最低需求能夠滿足的前提下,按類分檔實行累進計價和優質優價,充分發揮經濟調節在節約用水運動中的突出作用。
(6)加強專項學科的研究,地下水動態長期監測。繼續加強專項科學研究和地下水動態的長期監測工作。深入開展蘭州市地表水與地下水供水聯合運行機制、開辟疏通蘭州市黃河南河道和構建蘭州市區應急供水體系等專項研究;增加配套專項資金,擴大監測范圍,增加監測井點,為政府決策及時提供準確的、科學的依據。
蘭州市作為依靠黃河哺育的一座發展中城市,保護蘭州市“三灘”水源地也就意味著為保護黃河水生態環境出一份力,是符合我國保護黃河流域生態環境和高質量發展的戰略定位的。