阜陽(yáng)市地下水動(dòng)態(tài)演化分析及雙控指標(biāo)研究

劉亞琴

（阜陽(yáng)市水資源管理處，安徽 阜陽(yáng) 236000）

地下水作為不可缺少的自然資源，一直是安徽省淮北地區(qū)主要的供水水源，對(duì)區(qū)域的生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市建設(shè)都起著重要作用。在地下水開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中，由“重開(kāi)發(fā)輕保護(hù)”產(chǎn)生的地下水問(wèn)題已引起了國(guó)家的重視。安徽省阜陽(yáng)市為皖北人口最多，用水矛盾最為突出的地區(qū)之一，探究阜陽(yáng)市地下水動(dòng)態(tài)演化規(guī)律以及水位水量控制閾值有著重要的意義。

1 地下水動(dòng)態(tài)演化分析

1.1 淺層地下水埋深空間分布特征分析

多年平均淺層地下水埋深是反映阜陽(yáng)地區(qū)淺層地下水資源量及可開(kāi)采量的一個(gè)重要指標(biāo)。以阜陽(yáng)市臨泉縣為代表，分析自20 世紀(jì)70 年代至2020 年地下水埋深觀測(cè)數(shù)據(jù)。臨泉縣代表性站為宋集站，宋集站位于臨泉縣宋集鎮(zhèn)小王莊境內(nèi)，1974 年7 月設(shè)站，最淺埋深出現(xiàn)在2007 年7 月，為0.19m，最深埋深出現(xiàn)在2000 年5 月，達(dá)4.50m，埋深變幅為4.31m。多年平均地下水埋深為2.27m。1974—1980年地下水位變化總的趨勢(shì)是不斷上升，1980—1995年地下水位變化總的趨勢(shì)是不斷下降，1995 年以后則忽升忽降沒(méi)有趨勢(shì)性變化，補(bǔ)給周期約2～6 年，變幅約2～4m，最大補(bǔ)給周期發(fā)生在1991 年6 月—1998 年8 月，地下水埋深1991 年6 月自0.63m 開(kāi)始下降至1995 年6 月達(dá)最低為3.83m，然后開(kāi)始逐步回升，至1998 年8 月達(dá)最高為0.50m。

臨泉縣1970—2000 年后地下水位忽升忽降沒(méi)有明顯的趨勢(shì)性變化，但在1990 年代，地下水埋深達(dá)到歷年最高，高達(dá)8.45m，同時(shí)地下水最淺埋深達(dá)到歷年最低，低至0.19m，埋深變幅和地下水一樣沒(méi)有明顯的趨勢(shì)性變化。

1.2 深層地下水動(dòng)態(tài)演化分析

從圖1、圖2 中太和縣深層一含、二含地下水水位動(dòng)態(tài)變化過(guò)程線可以看出，深層地下水水位與降水量的相關(guān)性較差，水位均呈不同程度的下降趨勢(shì)，但深層一含下降幅度較小，因阜陽(yáng)地區(qū)深層二含地下水開(kāi)采量較大，水位埋深也相應(yīng)地增大，且深層一含與深層二含之間水力聯(lián)系弱。年內(nèi)波動(dòng)較小，年際間呈下降趨勢(shì)。

圖1 太和縣深層一含地下水水位動(dòng)態(tài)變化過(guò)程線圖

圖2 太和縣深層二含地下水水位動(dòng)態(tài)變化過(guò)程線圖

地下水水位降落漏斗主要分布在水源地周邊，表明深層地下水水位的下降主要是由地下水開(kāi)采引起的，因此，亟需對(duì)深層地下水開(kāi)展限采和禁采等工作，以保護(hù)地下水資源。

2 地下水水位閾值指標(biāo)研究

2.1 水位閾值指標(biāo)研究思路

2.1.1 地下水類(lèi)型和地下水開(kāi)采狀況

根據(jù)地下水埋藏深度、含水介質(zhì)類(lèi)型和超采狀況，分淺層地下水和深層承壓水、超采區(qū)和未超采區(qū)，以及未來(lái)開(kāi)采量穩(wěn)定或減少區(qū)域，分別采用合適的方法確定相應(yīng)工作單元的水位指標(biāo)。

2.1.2 淺層地下水

根據(jù)現(xiàn)狀地下水是否超采以及未來(lái)開(kāi)采狀況，將工作單元內(nèi)的淺層地下水分別劃分為超采區(qū)與未超采區(qū)、開(kāi)采量穩(wěn)定區(qū)與開(kāi)采量減少區(qū)。

對(duì)于未超采區(qū)，因淺層地下水水位與受降水波動(dòng)影響顯著（受入滲補(bǔ)給時(shí)間、巖性等因素的影響，時(shí)間上略有滯后），因此對(duì)于未來(lái)地下水開(kāi)采量變化不大的地區(qū)，地下水水位控制指標(biāo)確定原則是將多年平均地下水水位直接定為平水情景下的目標(biāo)年地下水水位控制指標(biāo)，豐、枯情景則綜合考慮現(xiàn)狀埋深、年均水平變差幅度，以及歷史最小、歷史最大埋深確定。

對(duì)于超采區(qū)，2020—2025 年對(duì)淺層地下水超采區(qū)的開(kāi)采量全部實(shí)施壓采。因此，淺層地下水超采區(qū)工作單元未來(lái)地下水均為開(kāi)采量減少區(qū)。采用近10 年水位系列確定現(xiàn)狀年水位變差基礎(chǔ)上，首先根據(jù)降水比例法確定不同來(lái)水條件下的水位變差，再采用年度超采量比例法確定逐年水位控制指標(biāo)。

2.1.3 深層承壓水

深層承壓水主要受開(kāi)采量影響，與大氣降水關(guān)系不顯著，確定目標(biāo)年水位控制指標(biāo)時(shí)不再考慮連豐、連枯和平水年情景，即目標(biāo)年連豐、連枯和平水年埋深控制指標(biāo)相等。

未來(lái)深層承壓水開(kāi)采量逐步壓采，開(kāi)采量減少，若工作單元內(nèi)現(xiàn)狀水位變差大于零（即地下水水位呈上升現(xiàn)象），則認(rèn)為現(xiàn)狀開(kāi)采條件下，地下水水位基本趨于平穩(wěn)，埋深控制指標(biāo)采用現(xiàn)狀年埋深。若現(xiàn)狀水位差小于零，則采用年度超采量比例法確定目標(biāo)年控制指標(biāo)。

2.2 地下水水位閾值指標(biāo)確定

將現(xiàn)狀地下水水位值與某一年度之前逐年地下水水位年變差控制目標(biāo)相加，即為該年度地下水水位控制指標(biāo)，逐年地下水水位年變差根據(jù)某一年度地下水超采量控制目標(biāo)與現(xiàn)狀超采量的比例確定。計(jì)算得到阜陽(yáng)地區(qū)淺層超采區(qū)地下水水位指標(biāo)確定結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 淺層地下水超采區(qū)地下水埋深控制指標(biāo)確定結(jié)果表

表2 深層承壓水超采區(qū)地下水水位指標(biāo)確定結(jié)果表

深層承壓水未來(lái)開(kāi)采量將逐步壓采，水位下降幅度逐漸變緩。到2025 年的地下水埋深控制指標(biāo)大小主要與現(xiàn)狀超采程度有關(guān)，最大的是界首市，埋深較小的主要分布在阜南縣。

3 地下水取用水量控制指標(biāo)研究

3.1 地下水取用水量控制指標(biāo)研究思路

根據(jù)淮北地區(qū)地下水含水巖組的特點(diǎn)和國(guó)家相關(guān)規(guī)定，地下水取用水量指標(biāo)確定方法主要是在地下水?dāng)?shù)值模型模擬的基礎(chǔ)上，有區(qū)域多水源平衡分析法、權(quán)重分解法、趨勢(shì)分析法等，其中目標(biāo)年中間各年采用非線性?xún)?nèi)插。

本次安徽省淮北地區(qū)地下水取用水量指標(biāo)主要采用多水源平衡分析法并配合權(quán)重分析法。以自下而上的方式，首先根據(jù)各縣區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和實(shí)際地下水源可以替代情況，分析各指標(biāo)確定年壓采量和開(kāi)采量。復(fù)核各單元指標(biāo)確定年開(kāi)采量之和與《全國(guó)地下水利用與保護(hù)規(guī)劃（2016—2030）》規(guī)定的安徽省指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，如滿(mǎn)足各項(xiàng)指標(biāo)確定年中指標(biāo)要求，則以此作為各縣區(qū)指標(biāo)確定年開(kāi)采量。中間各年度地下水取用水量控制指標(biāo)采取多水源平衡分析法和非線性?xún)?nèi)插法綜合分析，確定不同水平年地下水取用水量控制指標(biāo)。

3.2 水量控制指標(biāo)

阜陽(yáng)地區(qū)地下水位管控指標(biāo)確定主要根據(jù)水資源節(jié)約、非常規(guī)水利用、外調(diào)水源工程及其他工程的達(dá)效為前提進(jìn)行分析。2023 年底前引江濟(jì)淮主體工程建成通水，地下水壓采主要通過(guò)農(nóng)業(yè)、生活和工業(yè)節(jié)水措施，部分引河蓄水、提水、大溝蓄水；工業(yè)節(jié)水主要通過(guò)提升工業(yè)用水重復(fù)率，非常規(guī)水利用；生活節(jié)水主要通過(guò)降低管網(wǎng)漏失率和提高節(jié)水器具普及率來(lái)實(shí)現(xiàn)；隨著引江濟(jì)淮和地表水廠和管網(wǎng)的逐步完善情況，至2030 年，除少量無(wú)替代水源的偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)村居民安全飲水外，將引江濟(jì)淮對(duì)阜陽(yáng)市受水區(qū)的配置水量全部用來(lái)替換2030 年工業(yè)、居民生活和生態(tài)地下水。阜陽(yáng)市具體指標(biāo)見(jiàn)表3。地下水取用水量控制指標(biāo)確定后，將通過(guò)嚴(yán)格地下水取水許可和計(jì)量管理及水源替代，有效控制地下水開(kāi)采量，滿(mǎn)足地下水總量計(jì)劃控制的目標(biāo)要求。

表3 阜陽(yáng)市2025年和2030年開(kāi)采量指標(biāo)表（單位：萬(wàn)m3）

4 結(jié)語(yǔ)

地下水管理和保護(hù)不僅事關(guān)農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展，而且事關(guān)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展；不僅關(guān)系到供水安全、糧食安全，而且關(guān)系到經(jīng)濟(jì)安全、生態(tài)安全、國(guó)家安全。本研究基于對(duì)阜陽(yáng)市地下水動(dòng)態(tài)演變分析，構(gòu)建地下水水位-水量控制指標(biāo)體系，為阜陽(yáng)地區(qū)地下水控制紅線的制定和最嚴(yán)格水資源管理、為城鄉(xiāng)供水保障、為引江濟(jì)淮及淮水北調(diào)工程規(guī)劃實(shí)施等提供技術(shù)支撐，對(duì)阜陽(yáng)市地下水利用效率的提高、水資源短缺矛盾的緩解、糧食安全的保障以及經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義■