水利工程論文-地下水的合理開發(fā)利用在南水北調(diào)中的作用二.doc

水利工程論文-地下水的合理開發(fā)利用在南水北調(diào)中的作用二摘要：在系統(tǒng)闡述地下水資源概念和地下水含水層特點的基礎上，分析了南水北調(diào)受水區(qū)地下水開采現(xiàn)狀，探討了解決城市和農(nóng)業(yè)地下水超采的措施，利用地下水超采形成的地下庫容調(diào)蓄引江水和當?shù)亟涤陱搅鳌⒑侠黹_發(fā)利用地下水提高水資源利用率和改造咸水、防止土壤鹽堿化等在南水北調(diào)中的作用.關鍵詞：南水北調(diào)控制城市和農(nóng)業(yè)地下水超采合理開發(fā)地下水改造利用咸水4嚴格控制受水區(qū)農(nóng)業(yè)用水繼續(xù)超采地下水南水北調(diào)工程的近期供水目標，主要是城市的生活和工業(yè)用水，同時兼顧農(nóng)業(yè)和生態(tài)用水。解決農(nóng)業(yè)缺水主要依靠發(fā)展節(jié)水灌溉和提高農(nóng)業(yè)用水效率。根據(jù)全國節(jié)約用水辦公室，中國水利水電科學研究，水利部南水北調(diào)規(guī)劃設計管理局南水北調(diào)節(jié)水規(guī)劃要點，現(xiàn)狀年農(nóng)業(yè)用水的缺水量為55億m3,在繼續(xù)超采地下水的條件下，2010年將達到48億m3,2030年達到25億m3。如考慮年超采地下水量33億m3在內(nèi)，則現(xiàn)狀年缺水量88億m3,2010年缺水量為81億m3,2030年為58億m3。根據(jù)南水北調(diào)節(jié)水規(guī)劃要點資料，2010年受水區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水量將達到18.3億m3,在繼續(xù)超采地下水33億m3的情況下，農(nóng)業(yè)缺水量將減少為62.7億m3,2030年農(nóng)業(yè)節(jié)水量將達到41.1億m3,地下水超采量可以減少為16.7億m3。規(guī)劃中提出分配給農(nóng)業(yè)的處理后的污水量2010年為16.72億m3,2030年為28.37億m3，實際上目前（1999年）受水區(qū)污水排放量為63.54億m3,除少量經(jīng)處理后用于城市外，大部分未經(jīng)處理的污水已用于農(nóng)業(yè)，其數(shù)量可能不小于南水北調(diào)工程實施過程中提供的處理后的污水量，這部分水量只能改善農(nóng)業(yè)用水的質(zhì)量，而不能顯著增加水量。根據(jù)以上情況，自今至2020年以前仍將以每年33億m3超采地下水，2021年至2030年之間地下水超采量將由33億m3減少為16.7億m3,平均約為25億m3。在這種情況下，至2030年受水區(qū)的地下水累計超采量將再增加800900億m3,造成的危害將不堪設想。根據(jù)河北省資料3，目前海河流域平原區(qū)淺層地下水含水層疏干面積已達1.05萬km2以上，在維持目前的地下水超采水平的情況下，供水區(qū)內(nèi)淺層、深層地下水位都將繼續(xù)下降。山前平原區(qū)第二含水組2010年前石家莊地區(qū)、邢臺市區(qū)、元氏縣、寧柏隆漏斗區(qū)、永年和磁縣等地將被疏干，石家莊以南的疏干區(qū)將連成一片。作為山前平原唯一后備水源的第三含水組會很快成為主要開采層。由于該含水組富水性差，地下水位下降速率將明顯加快，繼續(xù)超采將難以為繼。深層承壓水本應作為應急用水或后備水源，繼續(xù)用于農(nóng)業(yè)將造成更加嚴重的后果。為了防止生態(tài)環(huán)境進一步惡化，應和城市工業(yè)和生活用水一樣，根據(jù)國家水法嚴格控制農(nóng)業(yè)用水超采淺層水，禁止開采深層水。為了解決農(nóng)業(yè)缺水問題，應通過調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、采取綜合措施提高單方水生產(chǎn)效率等，進一步加大農(nóng)業(yè)節(jié)水力度和適當增加分配給農(nóng)業(yè)的處理后污水回用量。海河南系等地區(qū)資源性缺水，地表水缺乏，淺層地下水有咸水覆蓋，深層又已嚴重超采，這些地區(qū)農(nóng)業(yè)缺水量應當由南水北調(diào)工程供水解決。解決農(nóng)業(yè)缺水和地下水超采問題具有公益性質(zhì)和社會效益、生態(tài)效益，投資應由國家負擔。5充分利用受水區(qū)由于地下水超采形成的地下庫容，調(diào)蓄當?shù)氐乇韽搅骱鸵膩硭?，增加枯水期和年份對對城鄉(xiāng)的供水量和改善恢復生態(tài)環(huán)境5.1利用當?shù)氐乇韽搅骰匮a地下水根據(jù)南水北調(diào)工程總體規(guī)劃資料，南水北調(diào)中線沿線河南、河北段地下水埋深如圖1、圖2所示，由于地下水的超采，水位下降，受水區(qū)已形成巨大的地下庫容45。南水北調(diào)中、東線受水區(qū)降水量在500600mm以上，充分利用降水和地表徑流進行灌溉和回灌地下水是解決地下水超采的重要途徑之一。根據(jù)河北省19941999年地表水和地下水資源的利用情況，雖然地下水持續(xù)超采，見表36，地下水的開采量占總供水量的74%，但地表水用水量僅占總供水量的26%，實際利用的地表水量為56.15億m3,僅占總徑流量131.98億m3的42.5%，尚有57.5%的地表水資源無效流失，表明通過田間攔蓄降雨和利用溝渠、坑塘、湖泊調(diào)蓄地表徑流，進行人工回灌，增加地下水的補給仍有一定潛力。應采取綜合措施加大田間降雨和地表徑流的入滲，增加地下水的補給，攔蓄和調(diào)節(jié)地表徑流，充分利用水資源，緩解地下水的超采。5.2利用騰空的含水層調(diào)蓄引江水和處理后的污水回補地下水根據(jù)南水北調(diào)中線工程初步可行性研究報告資料，丹江口水庫19561985年逐年可調(diào)水量差別很大，變化于63.5億m3和217.7億m3之間，平均為144.6億m3。中線和東線工程年內(nèi)不同季節(jié)可調(diào)水流量也有顯著差異。南水北調(diào)中、東線工程連通了長江、淮河、黃河與海河四個流域，由于各流域?qū)儆诓煌陞^(qū)，來水豐枯差別較大，除流域之間存在以豐補歉的可能外，還可以在漢江和長江的豐水季節(jié)和年份增加調(diào)水量，利用受水區(qū)巨大的地下庫容進行調(diào)蓄，既可以回補地下水，改善生態(tài)環(huán)境，又可以增加枯水時期向受水區(qū)的供水量。根據(jù)華北平原的實踐經(jīng)驗，引地表水回灌地下水含水層的最好方式是結(jié)合農(nóng)田灌溉進行。由于灌溉渠系和田間灌水分布面廣，補給強度大，不僅投資少、回灌效果顯著，還可以發(fā)揮灌溉增產(chǎn)的效益。為了充分發(fā)揮地表水灌溉補給地下水的作用，田間灌溉渠系不宜進行防滲，豐水季節(jié)并應適當加大灌水定額。5.3關于改善深層承壓含水層地下水超采造成的生態(tài)環(huán)境問題根據(jù)粗略估計在425億m3深層承壓水的超采量中，約有200億m3來自弱透水層和含水層的壓密固結(jié)、形成地面沉降而釋放的水量，約150億m3來自越層補給，除來自淺層淡水的少部分越層補給水量是可以恢復補償?shù)乃客?，其他都是動用的儲存量，難以補償和恢復。承壓含水層深埋地下，人工補給只有通過水井注水，由于水井注水單位時間內(nèi)可以回灌的流量，僅有抽水流量的1/31/2，造價高，收效小，且易阻塞，一般水井回灌僅適用于城市工業(yè)儲熱和儲冷的空調(diào)用水。海河中東部平原的大部地區(qū)，深層承壓含水層上部有咸水覆蓋，越層補給的咸水難以利用，依靠淺層淡水區(qū)的天然降水入滲越層補給，為量有限，難以恢復。因此，應十分珍惜保存現(xiàn)有寶貴的深層地下水資源的儲存量，以備南水北調(diào)供水不足或其它特殊情況時應急之用。6渠水灌區(qū)井渠結(jié)合合理開發(fā)利用地下水進行灌溉是農(nóng)業(yè)節(jié)水的重要措施6.1井渠結(jié)合灌溉的作用南水北調(diào)工程實施的原則是先節(jié)水后調(diào)水，開源節(jié)流是灌溉節(jié)水的重要措施。半濕潤地區(qū)采用井渠結(jié)合可以充分利用降雨入滲和地表水灌溉滲漏對地下水的補給，提高水的利用率，達到節(jié)水的目的。井渠結(jié)合灌溉可以根據(jù)不同季節(jié)對