李松虎
(亳州市水行政監察支隊,安徽 亳州 236800)
亳州市位于安徽省淮北地區,地表水資源相對較少,地下水是支撐地區經濟社會發展不可替代的重要水源,自20 世紀70 年代開始,亳州地區大規模開采地下水解決城鎮居民飲水、發展農業和工業。隨著社會經濟發展,地下水開采量逐年增加,2019年地下水開采量達到峰值,地下水供水占比達到70%左右,長期大量集中地開采中深層地下水,已經形成了明顯的地下水降落漏斗,部分地區產生地面沉降問題。針對該地區的地下水問題,現階段已開展了地下水水位動態分析[1]、地下水流場演化與預測[2]、地下水限采效果評價[3]、地面沉降監測[4]等研究成果,這些成果為了解該地區地下水動態提供了科學依據。但在人類活動影響下,地下水系統的補徑排特征變化顯著,由此引起的地下水超采及相應的問題和對策也不同,特別是近年來在我國最嚴格水資源管理制度背景下,地下水資源的開采量正在逐步減少,因此,有必要圍繞近年來亳州市地下水的超采情況,進一步剖析與地下水超采有關的問題及對策,從而為實施水源置換、制定初步壓采方案和路線提供技術支撐,也是保護地下水資源的重要舉措。
亳州市地下水多年平均水資源量14.222 億m3,與地表水重復計算量3.080 億m3。中深層、深層地下水資源量為2.642 億m3/a,其中越流補給量、彈性釋水量、側向補給量分別占中深層孔隙地下水資源量的96.2%、3.2%、0.6%;越流補給量占了絕大比例,這也充分說明了深層地下水通過含水層自身的補給很有限。亳州市多年評價水資源總量計算成果詳見表1。

表1 亳州市多年平均水資源總量計算成果表(單位:億m3)
根據對亳州市地下水進行調節計算得出的亳州市多年平均淺層地下水資源的可開采系數為0.563,亳州市淺層地下水資源的可開采量為8.498 億m3;亳州市中深層、深層地下可利用水資源量為2.642 億m3/a;合計亳州市地下水可利用量11.14 億m3/a。根據亳州市2022 年度水資源公報,2022 年全市水資源總量為22.98 億m3,各行政分區水資源總量譙城區、渦陽、蒙城、利辛縣分別為:6.48 億、5.64 億、5.61 億、5.25 億m3。
亳州市自然稟賦較差,多年平均降水量843.1mm,多年平均水資源量26.84 億m3,人均水資源量僅為510m3,不足安徽省的1/2,不足全國的1/4,屬水資源極度缺乏地區。引江濟淮亳州段通水前,長期依靠地下水生產生活。2022 年全市供水總量103988 萬m3。其中地表水為51304 萬m3,占供水總量的49.3%;地下水為48470 萬m3,占供水總量的46.7%,其他水源為4216 萬m3,占供水總量的4.1%。淺層地下水為37498 萬m3,占供水總量的36.1%;中、深層地下水為10972 萬m3,占供水總量的10.6%。中、深層地下水主要用于工業、居民生活和部分服務業。據統計,2015—2022 年全市用水量基本穩定,在10.1 億~10.7 億m3之間波動。
亳州市域范圍內,淺層地下水主要用于農業灌溉和農村生活,淺層地下水水位主要受降水、潛水蒸發和人工開采綜合影響。亳州市第一含水層(組)和第二含水層(組)孔隙水,第一含水層(組)底板埋深一般在40~50m,第二含水層(組)伏于第一含水層(組)之下,底板埋深一般在150~200m。亳州市有4 處淺層地下水一般超采區(第二含水層組)、有5 處深層地下水一般超采區、1 處嚴重超采區。亳州市超采區見表2。

表2 亳州市地下水超采區成果表
根據《亳州市地面沉降報告》,譙城區中層地下水自2003 年之后,水位呈緩慢下降趨勢,平均下降速度約為0.22m/a,這主要是由于城區大量開采中層地下水所致。受長期大量開采深層地下水影響,譙城區深層地下水動態變化主要呈持續下降趨勢,2012 年之前,城區深層地下水位下降速率約0.8m/a(2010 年1 月—2012 年6 月),2012 年之后,受深層地下水開采量迅速增大的影響,全區地下水位下降速率達到2.6~5.5m/a,尤其以城區及附近開采中心深層地下水位下降迅速。以城區為中心水位埋深大于30m 的降落漏斗面積達1697km2。此外,面臨含水層疏干、地下水資源枯竭的威脅,還導致單井出水量下降,抽水能耗和開采成本增加。
過量集中開采中層地下水是地面沉降的誘發因素,開采量遠大于補給量,使地下水水位持續下降,造成土體壓密釋水引起地面沉降。根據調查,亳州市發現地面沉降變形1 處,疑似地面沉降災害3 處。地面沉降變形位于亳州市城區南部曹氏公園西南角,處于地面沉降區內,該開采井為自來水公司一水廠深井,2011 年下半年已停采,調查發現井臺與地面分離抬升約1cm 左右,目前未造成開采井的損壞。疑似地面沉降災害三處分別是林津渡大橋沉降、人民橋開裂、大地橋開裂沉降。
根據亳州市地下水監測情況,枯水期淺層地下水水質總體較差,淺層地下水水質極差占總量36.46%,較差占比63.64%,其水質動態受多種因素制約,包括降雨量、地層結構及巖性、地層的化學成分及人類工程活動等,主要超標項目是鐵、鋁、氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽、氟、總硬度等。深層一含地下水轄區內極差級別水占70%,較差級別水占30%。超標項目主要有:鐵、錳、氟、硫酸鹽、氯化物、溶解性總固體、總硬度、鈉,個別有鋁、硝酸鹽等。深層二含地下水采樣16 個點,極差級別56%,較差級別44%。超標項目主要為:鐵、錳、氟化物、氯化物、溶解性總固體、總硬度、鈉,個別有pH 值、硫酸鹽、鋁等。豐水期轄區內地下水總體水質較枯水期持平,基本保持穩定,除個別點水質較枯水期水質變差,其他均優于枯水期水質。豐水期對淺層、中深層、深層共取樣10 組,極差占20%,較差占80%。主要超標因子是鐵、錳、氟、氯化物、總固體、鈉等。
替代水源是保障地下水壓采目標得以實現的基礎前提,經分析調查,目前亳州市替代水源有:地表水資源(當地地表水水源、過境地表水資源)、再生水、引江濟淮水源,其中已開工建設的引江濟淮工程將顯著改善亳州市地面沉降控制區內水資源條件和水資源配置格局,通過合理調配控制區內各種水源,調整水源和用戶之間的水量配置關系,為地面沉降控制區地下水壓采提供替代水源條件。
亳州市地表水資源可利用量為5.484 億m3,其中譙城區為1.477 億m3、渦陽縣為1.276 億m3、蒙城縣為1.324 億m3、利辛縣為1.406 億m3。境內渦河、茨淮新河、包河、西淝河等均屬于過境河流,雖然來水面積較大,水量豐富,但由于當地缺乏有利的蓄水空間,可利用量不多。
采用城市工業總用水量的10%計算,城市雜用水按城市生活和第三產業用水量的15%計算,景觀綠化用再生水按生態環境用水的50%計算。初步估算亳州市2025 年、2030 年再生水可利用量分別為8781萬m3、9240 萬m3。
根據批復的引江濟淮工程可研及初設,引江濟淮工程配置給亳州市水量:2030 年3.85 億m3,2040年4.38 億m3;其中,2030 年城鎮生活、工業水量配置量:1.15 億、1.47 億m3,2040 年城鎮生活、工業水量配置量:1.41 億m3、1.70 億m3。
亳州市譙城區、渦陽縣、蒙城縣和利辛縣地下水壓采替代水量之和即為地面沉降控制區壓采的可替代水量。引江濟淮工程達效后,用于亳州市地面沉降控制區的地下水壓采替代水量可達到3.85 億m3。從替代水源組成看,各縣區以外調水為主要替代水源,其次是再生水,一些工業園區直接利用引江濟淮替代地下水開采。城鎮生活用水以及對水質要求較高的工業用水從西淝河引水替代。引江濟淮工程按照計劃2023 年建成通水,2025 年可達效,亳州市近期替代水量4.43 億m3,包括外調水3.85 億m3,再生水0.58 億m3;遠期替代水量4.77 億m3,包括外調水3.85 億m3,再生水0.92 億m3。通過對當地水、再生水和引江濟淮工程外來水的合理配置,可有效改變亳州市水資源開發利用格局。
亳州市全境均為引江濟淮工程供水范圍,根據實地調查情況,優先壓采譙城區、渦陽縣、蒙城縣、利辛縣以及古井鎮市政中深層地下水。2025 年壓采亳州市譙城區三水廠水源井區,轉為備用水源,目前譙城區城南水廠已建成,亳州市譙城區平原水庫于2020 年6 月建成試運行;至2030 年,引江濟淮工程通水后,壓采譙城區、渦陽縣、蒙城縣、利辛縣以及古井鎮的市政中深層地下水井逐步封存,轉為備用水源。逐步壓采譙城區、渦陽縣、蒙城縣、利辛縣以及古井鎮工業用水;2025 年引江濟淮工程建成通水后,有序壓采三縣一區一鎮的工業用水。地面沉降一級和二級控制區內除釀酒以外的中深層地下水開采井均有序壓采替換。未使用、停用以及無取水許可證的中深層取水井優先封存、封填。
亳州市淺層地下水補給條件較好,多年平均淺層地下水資源量為14 億m3,開采量約4.02 億m3,仍有一定的空間。在目前地表水供水能力尚不足的情況下,科學合理開采淺層地下水,有效減緩深層地下水的開采強度。
通過嚴格用水全過程管理、強化節水監督考核、推進工業節水改造、持續開展節水型城市建設,對城區供水管網進行改造,減少管網漏失水量;增加、更換并校準管網流量計,精確計量,確保正常運行和得到有效維護;通過老舊市政供水管網的改造減少自來水的跑、冒、滴、漏,努力將公共供水管網漏失率降低到10%以下;加強自備水井的監管,通過多部門的聯合執法嚴厲打擊違法取水行為;加大節水宣傳工作力度,注重宣傳效果,大力宣傳水資源節約保護的重要性,增強全社會水憂患、水危機意識,使節約用水行為成為廣大公眾的自覺習慣■