安徽省淮北地区地下水超采治理对策

作者: 刘猛 许一

 安徽省淮北地区地下水超采治理对策0

摘要  地下水是安徽省淮北地区的主要供水水源。由于长期过度开采地下水,部分地区引发了地下水位持续下降、地面沉降、岩溶塌陷等环境地质问题,严重制约当地社会经济可持续发展,在我国推进生态文明建设战略新形势下,开展地下水超采治理势在必行。回顾了安徽省淮北地区地下水开采历史,针对地下水超采成因和当地水资源禀赋条件,对地下水超采状况进行分析的基础上,提出了地下水超采治理对策措施和建议,为科学开展地下水超采治理提供参考。

关键词  淮北地区;超采治理;对策措施;安徽省

中图分类号  S 273.4   文献标识码  A    文章编号  0517-6611(2022)15-0190-03

doi: 10.3969/j.issn.0517-6611.2022.15.049

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

Countermeasures of Groundwater Overexploitation in the Huaibei Area of Anhui Province

LIU Meng1,2, XU Yi1,2

(1.Key Laboratory of Water Resources in Anhui Province, Hefei, Anhui 233088;2.Anhui & Huai River Institute of Hydraulic Research, Bengbu, Anhui 233000)

Abstract  Groundwater is the main water supply source in the Huaibei area of Anhui Province. Due to the long-term overexploitation of groundwater, some areas have caused environmental geological problems such as continuous decline of groundwater level, land subsidence and karst collapse, which seriously restricts the sustainable development of local social economy. Under the new situation of promoting the construction strategy of ecological civilization in China, it is imperative to carry out the treatment of groundwater overexploitation. This paper reviewed the history of groundwater exploitation in Huaibei area of Anhui Province. According to the causes of groundwater overexploitation and local water resource endowment conditions, based on the analysis of groundwater overexploitation, put forward countermeasures and suggestions for groundwater overexploitation treatment, so as to provide reference for the scientific development of groundwater overexploitation treatment.

Key words  The Huaibei area;Over mining control;Countermeasures;Anhui Province

淮北地区是安徽省水资源较为缺乏和开发利用程度较高的地区之一,地下水资源是该区城乡生活和工农业生产的主要供水水源[1-2]。随着社会经济的快速发展,安徽省淮北地区用水需求量日益增加,地下水开发利用规模不断扩大,现状2020年地下水年开采总量达27.45亿m3,约占当地总供水量的43%[3]。由于长期过量开采中深层地下水,形成了较大范围的地下水位降落漏斗,并在部分地区引发了地下水位持续下降、地面沉降[4-8]、岩溶塌陷[9]等环境地质问题,严重制约着淮北地区社会经济可持续发展,也给人民群众生命和财产安全带来了威胁。近年来,地下水超采问题引起了社会各界的高度关注,为了保护宝贵的地下水资源、减少地质环境灾害隐患,党中央、国务院先后出台一系列地下水超采治理相关的法规和文件。按照安徽省统一安排和部署,淮北地区的阜阳市、亳州市、淮北市和宿州市是该省地下水超采治理重点对象。笔者分析了淮北地区地下水超采状况,并提出了地下水超采治理对策和建议。

1 淮北地区地下水开发利用历史

淮北地区地下水开发利用历史悠久,在古代就有开采浅层地下水作为生活用水的记载,这一时期地下水资源基本处于自然平衡状态,短时间能够通过自然补给恢复地下水水位。进入20世纪60年代,由于农业发展的需要,浅层地下水作为农业灌溉水源开始大规模开采;相对而言,对中深、深层地下水的开发利用则稍晚,随着人口的增加和社会 经济的快速发展,为满足城市生活供水和工业发展的需要,20世纪70年代开始大规模开采,80和90年代逐步增加,至2010年以后达到高峰[10]。据统计,20世纪70年代,全区年均地下水开采总量8.80亿m3,80年代和90年代,年均地下水开采总量分别为9.22亿m3和16.74亿m3,2001—2010年,年均地下水开采总量为19.83亿m3,2011—2020年,年均地下水开采总量为28.29亿m3,较20世纪70年代开采总量增长了2.2倍多。淮北地区地下水开发利用量年代变化见图1。

2 淮北地区地下水超采成因

2.1 社会经济发展导致用水量增加较快

近年来,淮北地区国民经济和人口规模快速发展,常住人口由1980年的1 843万人增加到2020年的2 426万人,增长了0.32倍多; 国民生产总值由1980年的约40亿元增加到2020年的9 334亿元,增长了232倍。随着国民经济的快速发展、工农业产值的大幅度增长、人口规模的增加和人民生活水平的不断提高,全区用水需求量也大幅增加,地下水开采量由20世纪80年代的年均9.22亿m3增加到2020年的28.29亿m3,增长了2.06倍,这是导致地下水超采形成的社会因素。

2.2 水资源总量不足且时空分布不均

淮北地区属暖温带半湿润季风气候,全区多年平均(1956—2016年)降水量 883.2 mm,水资源总量123.78亿m3,按2020年常住人口推算,全区人均水资源量510 m3,约为全省人均水资源量的50%,属于严重缺水地区。另外,受季风气候影响,淮北地区降水年内分布不均、年际丰枯变化悬殊,最大降水量约为最小降水量的3.2倍,汛期降水量约为全年总降水量的70%,全年约80%的径流量集中在汛期,使得地表水资源开发利用难度大。

2.3 地表水工程调蓄能力低且水质较差

安徽省淮北地区地貌以冲积平原为主,除东北部有部分丘陵山地外,整体地势平坦且低洼,境内无大中型水库,地表水蓄水工程以河道闸坝为主,地表水的工程调蓄能力较低。由于地表径流多集中于汛期,导致汛期大部分水流失,而非汛期上游来水少,因此当地地表水可利用量相对不足。另外,由于境内主要河流沙颍河、涡河、浍河等水质普遍较差,水污染事件频发,近年来经治理有所改善,但水质仍难以满足生活用水的需求。

以上因素表明以地下水作为水源是当地迫不得已的选择。

3 淮北地区地下水超采现状

3.1 超采区分布及超采程度

根据近年来地下水开发利用以及地下水埋深等,对地下水超采区的范围、面积、超采量等进行评价,结果表明:安徽省淮北地区共有以市区和县城为中心的浅层地下水超采区(包括第一、第二含水层组松散岩类孔隙水和岩溶水)18个(2个或多个相连的超采区按1个统计,下同),其中,松散岩类孔隙水超采区15个,岩溶水超采区3个[11]。浅层地下水超采区全部为一般超采区,超采区总面积1 719.6  km2,可开采总量2.16亿m3,年均超采量0.29亿m3。

安徽省平原区深层孔隙水超采区(指第三含水层组孔隙水)主要分布于阜阳市和亳州市区及下辖县城,共有以市区和县城为中心的超采区共17个,其中,一般超采区13个,严重超采区4个,超采区总面积2 480.8  km2,年均超采量1.71亿m3。

3.2 地下水超采引起的环境地质问题

根据地面沉降监测资料,由于阜阳市中心城区过量集中开采深层承压水,引发了严重的地面沉降。地面沉降的范围北至伍明、南至袁寨,长约30 km;西至程集、东至正午,长约28 km,不均匀的地面沉降形成了近于中部深周边浅的椭圆锅形,沉降范围面积约750 km2,中心最大累计沉降量达1 605.7 mm[12-13]。地面沉降已使阜阳市区中心地带多处深层地下水开采井的井管上升、井台破裂,颍河节制闸的4号、6号、8号闸墩曾发生开裂,颍河、阜裕、泉河等跨度较大的公路大桥曾多处发生开裂、错位、变形等;亳州市也已形成地面沉降,中心城区及附近郊区累积沉降量达76~144 mm,对市政工程、桥梁、铁路等工程建设存在较大威胁。

有关研究成果表明,淮北市区大唐淮北发电厂、相城、三堤口等地大量开采岩溶水,形成以大唐电厂3号井为中心的降落漏斗,并在相邻的萧县孙圩乡孙东村出现了岩溶塌陷坑;二电厂青谷水源地于2001年投产后即发生了岩溶塌陷,周边约1.5 km范围内,高速公路两侧有塌陷坑10余处[14]。

4 地下水超采治理对策建议

4.1 加快推进引江济淮等外调水配套工程

淮北地区属于资源型和工程型缺水地区,引江济淮、淮水北调等外调水工程是保障地下水压采得以实施的前提条件,是解决好地下水超采问题的关键。根据规划,引江济淮江水北送段江水穿越江淮分水岭后进入瓦埠湖,经东淝河闸出瓦埠湖后进入淮河干流,利用蚌埠闸以上淮河干流调蓄。阜阳的沿淮各县(市、区)可直接从淮河取水,淮北受水区再通过西淝河、沙颍河、涡河及怀洪新河四线共同向淮河以北输水,江水北送主体工程预计2023年实现通水;淮水北调工程是引江济淮的延伸工程,任务是为宿州市、淮北市提供工业用水,并逐步置换工业挤占的地下水,同时兼顾输水沿线城镇补水和生态用水,目前主体工程已建成投入使用。各地市、县(区)应积极推进配套工程建设,完善配套工程体系,拓展供水范围和供水目标,最大限度地发挥外调水的置换作用。

4.2 适时开展中深层地下水开采井封填工程

结合水源置换工程建设进度,适时开展中深层地下水开采井封填工程,做到“水到井封”。城镇公共供水管网已覆盖范围内的自备井,以及能够利用公共供水管网的应尽快完成水源置换工作,取缔自备井开采,有特殊需要的应对其取水量进行核定并加强监督和管理,限期完成封井任务;引江济淮工程通水达效后,视各地配套工程通水情况,分期分批封存城市供水水源井(逐步转为应急备用井)、关停公共供水管网覆盖范围内的企事业单位自备井(基本全部关停,有特别要求保留的除外),同时结合区域供水一体化工程建设进度,扩大地表水供水范围和管网延伸,逐步封填乡镇和农村地下水开采井。总体目标:2025年前,力争关停超采区范围内80%的开采井和80%的开采量,2030年前,除少数偏远无替代水源地区的居民生活用水和有特殊需求的行业用水可保留一部分以外,全区中深层地下水正常年份基本实现禁采。

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