徐州市地下水可持续利用存在问题及对策
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作者: 周光明 钱学智 孙瑞
【摘要】 地下水资源的开发利用支撑了徐州市经济社会的快速发展,也诱发了本区域地下水降落漏斗、地下水位下降、地面塌陷和沉降等一系列问题。经过对徐州市地下水开发利用存在问题的科学分析,提出了相应的对策和建议措施,加强法制建设,依法治水,控制地下水开采,改善地下水补给条件;坚持开发保护相结合,建立完善地下水监测网络,减少和防止地下水污染;建立完善节水制度,高效利用水资源,从而达到徐州市地下水水资源的可持续利用的目标。
【关键词】 徐州市地下水资源开发利用
1 概况
1.1 自然地理
徐州市位于江苏省西北部,地理坐标东经116°22′～118°40′,北纬33°43′～34°58′,东西长约210km,南北宽约140km,土地总面积11258km2。 徐州市地貌根据成因和区域特征大致可分为丰、沛黄泛冲积平原,铜、邳、睢低山剥蚀平原,沂、沭河洪积冲积平原三个地貌区。全市地形大致为西北高、东南低。高程从丰县西北的45.0m,下降到东南睢宁的18.0m,地面坡度为1/3000～1/10000。
1.2 水文气象
徐州市位居中纬度地区,属暖温带季风气候区,其主要气候特点是:四季分明,气候温和,春温多变,夏雨集中,雨热同季,秋高气爽,冬季干冷。所以降雨及洪水资源时空分布不均。全区多年平均降水量825.2mm,年内降水分配不均,主要集中在汛期(6～9月),其平均降水量564.1mm,占全年降水量的68.4%,全区多年平均蒸发量873.9mm,各站平均蒸发量在669.8mm～1140.8mm。
1.3 水文地质条件
地下水资源受地形地貌、地层岩性、地质构造及水文气象等因素的综合影响。地下水根据含水介质的岩性特征与地下水赋存的条件,徐州市地下水可分为松散岩类孔隙水、碳酸岩类裂隙岩溶水和碎屑岩类裂缝水三种类型。
裂隙岩溶水的补给来源主要是大气降水的入渗和上覆孔隙水的越流补给,其次是地表水的渗漏和区外地下水的侧向径流补给,局部地段接受地表水的渗透补给,排泄主要是人工开采。
2 地下水开发利用状况
徐州市多年平均人均水资源占有量为424m3,一般干旱年份全市缺水约5.7亿m3,特殊干旱年份缺水近12亿m3,早在1980年就被列为全国40个严重缺水的城市之一。徐州是以重工业为主发展的城市,也是地下水开发利用历史较早的城市。早在二十世纪50年代,城市经济基础薄弱,国民经济处于恢复阶段,国家重点建设项目刚刚起步,这一阶段的地下水资源能基本满足要求。60-70年代至今,城市规模扩大人口激增,城市供水发展迅速,农业大规模凿井开采地下水灌溉,导致地下水开采量迅速增加。根据资料统计记载,1990年地下水开采总量约为5.715亿m3,其中农用1.985亿m3,工业与生活3.730亿m3;到2001年地下水总开采量增加到7.03亿m3,其中用于灌溉农用2.32亿m3,工业与生活4.71亿m3;到2011年地下水总开采量约为7.84亿m3,其中农用2.61亿m3,工业与生活5.23亿m3;
徐州市水资源及地下水供需根据近几年(2005-2011年)统计数据计算,全市平均用水总量为:38.75亿m3,其中地表水供应量31.00亿m3,地下水供应量7.35亿m3。近年来徐州市供水、用水情况详见下表1。
3 影响地下水可持续利用的主要问题
3.1 地下水位持续下降、形成地下水降落漏斗
随着徐州市工农业发展的加快,地下水开采量在不断增大。大规模开采地下水的直接后果是造成地下水位逐年下降,并形成地下水降落漏斗。目前,徐州市地下水持续下降的现象主要发生在丰、沛县城区和徐州市区附近的几个裂隙岩溶水开采区。如:丰、沛县城区的承压水以及市区附近的几个裂隙岩溶水强烈开采区形成的地下水降落漏斗;徐州市区七里沟和丁楼两水源地极为明显,由于超采岩溶水水位持续下降,形成降落漏斗,致使部分取水工程出水量减少。
3.2 地面塌陷和沉降构成了地下水开发的硬约束
徐州市因地下水开采而诱发的地面塌陷在1986年即已出现,主要为岩溶塌陷,塌陷集中分布在人口密集、建筑物集中的发达地段。至今已有十余次,已给徐州市造成经济损失累计4000万元。
徐州市的地面沉降也是因为地下水超采引发的地下水位下
表1 2005-2011年徐州市供水与用水状况 Gm3
降,导致地层内部压力失衡,含水层本身及盖层孔隙被压来深层地下水是徐州供水的主要水源,特别是上世纪70年代以后,伴随着地下水开采规模的不断扩大,因地下水开采密而引发的。目前丰、沛县二城区因地下水水位大幅度下降的原因,已出现地面沉降的迹象。
徐州地区地面沉降直接导致沉降区的地面高程损失,造成房屋下沉,城市内涝积水,市区防洪能力下降;不均匀的地面沉降还能引起大规模地面裂缝,造成房屋开裂、各种管道破损及道路、桥梁、输水输气工程等建筑物破坏等,造成严重经济损失,已成为经济社会可持续发展的重要制约因素,也使徐州地区地下水的开采受到了限制和约束。
3.3 地下水水质污染增加了地下水利用的风险
伴随着徐州市工农业生产的迅速发展,地下水水质也在不断恶化,造成地下水污染的原因是多方面的,其主要来源有以下几个方面:(1)工业废水是世界范围内污染的主要因素。影响较大的工业废水主要来自冶金、电镀、造纸、化工、印刷及制革等企业。(2)人们日常生活中的生活垃圾和生活污水。(3)农村地区主要受农药、化肥等有机物和污水灌溉污染,徐州市有部分县地下水在80、90年代以检测出氨氮、砷、酚、氯离子、硫酸根、汞等含量超标,超过饮用水标准。 近年来,政府对工业污水加强了治理,但地下水仍存在污染物超标的项目。就2012年对全市10个地下水饮用水源地水质监测显示,其中6个地下水饮用水源地水质级别为良好,4个地下水饮用水源地水质别为较差,主要超标项目为总硬度和溶解性总固体。地下水污染增加了徐州地区地下水利用的风险。
3.4 连年的干旱气候加剧了地下水紧张局面
徐州市属暖温带季风气候区,受全球气候变化影响,近年来气候现象属偏干旱年份,一方面全年降水量减少,旱期持续时间较长。根据历年来水文资料统计,徐州市多年平均降水量为825.2 mm,偏旱的年份大于丰水年份,约55-60%年份年降水量低于多年平均降水量,特别近年来干旱少雨的气候更为明显,从2001-2012年资料统计,徐州市12年中有8年出现年降水量低于多年平均降水量,且降水量值偏少于多年平均降水量的7.1-28.3%,就2011年和2012年相比后年比上年降水量减少8.9%,相应地地表水资源量却少了13.5%。
另一方面,由于全球气候变暖,气温升高,多年平均蒸发量大于多年平均降水量,近年来降水偏少,干旱指数大于1.0,所以严重的干旱经常发生,使原本不足的地下水资源量更是雪上加霜,地下水降落漏斗进一步加深,使持续亏损的地下水储存量进一步加剧。
4 地下水可持续利用的对策与措施
4.1 加强完善地下水水资源的管理保障体系
加强法制建设,依法治水。依据《中华人民共和国水法》等法律,制定《徐州市饮用水源地保护条例》、《徐州市入河排污口监督管理办法》和《徐州市地下水开发利用与保护管理条例》等切实可行、具有地方特色的水资源管理法律法规。建立健全水资源保护机构,明确相关部门的管理权限、范围和措施,明确保护责任,加强监督检查。
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