大江大河流域用水之策


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摘要:今年3月22日是第29届“世界水日”,3月22日~28日是第34届 “中国水周”。联合国确定2021年“世界水日”的主题为“珍惜水、爱护水”,我国纪念2021年“世界水日”和“中国水周”活动的主题为“深入贯彻新发展理念,推进水资源集约安全利用”。
分类:地下水
正文:
    今年3月22日是第29届“世界水日”,3月22日~28日是第34届 “中国水周”。联合国确定2021年“世界水日”的主题为“珍惜水、爱护水”,我国纪念2021年“世界水日”和“中国水周”活动的主题为“深入贯彻新发展理念,推进水资源集约安全利用”。

    当前,自然资源部中国地质调查局正在从以地下水资源调查为主转向地表水地下水一体化的水资源调查,围绕重点流域开展了地表水与地下水转化机制及量化研究。在“世界水日”到来之际,我们邀请长江流域、黄河流域、海河—淮河流域、松辽流域、珠江流域水文地质调查工程的首席专家,畅谈各流域如何实现水资源集约安全利用。

    长江流域:保障流域水资源供需平衡

    黄长生

    长江全长约6300千米,流域横跨我国西部、中部和东部三大经济区,总面积180万平方公里。长江流域是我国水量最丰富的流域,水资源总量9755亿立方米,约占全国河流径流总量的36%,其中地下水资源量2468亿立方米,约占全国地下水资源量的30.3%。尽管拥有如此丰富的水资源,但由于诸多原因,长江流域内仍有局部地区存在缺水状况。

    工程型缺水主要集中在长江上中游地区,这里地势起伏变化大,地形破碎,交通不便,大型供水工程建设难度大,加上部分地区水资源利用方式还很粗放,节水管理与节水技术还比较落后,用水浪费现象仍较严重。水质型缺水则主要集中在长江干支流中下游经济发达地区。此外,由于降水、蒸发量与地表径流量的时空分布不均,长江流域局部地区存在着资源型缺水。

    针对长江流域水资源开发利用中存在的突出问题和主要矛盾,应尽快采取有效措施对长江流域水资源进行合理开发利用与保护。

    一是强化节水措施,推进节水型社会建设。要加大节水宣传力度,提高全民节水意识;积极发展节水型产业,转变用水模式,提高用水效率;以节水促减污,以限排促节水,减少污染物排放,有效保护好水资源,从而缓解部分地区和枯水时段水资源的供需矛盾。

    二是合理配置水资源,保障流域水资源供需平衡。长江上游应通过对现有设施挖潜配套,合理开发建设一批控制性调蓄工程和水源工程,重点解决四川盆地腹地、滇中高原和黔中高原等区域的工程性缺水和资源性缺水问题;长江中游应通过加强节约用水和防污治污,强化对现有工程设施的挖潜配套和节水改造,通过地表水和地下水的联合调蓄,提高对干流和主要支流水资源的调控能力,改善枯水期和枯水年供水状况以及河湖生态环境用水状况;长江下游应在强化节水减污措施的基础上,提高沿江工程的引排能力,逐步扩大引江规模以保障供水水质安全。

    三是加强地下水监测与研究,实现地表水地下水联合调蓄。开展地下水水量、水位、水温及水质长期监测与研究,建立长江流域地表水—地下水监测体系,掌握流域各地地下水形成、分布和运移规律,搞清地下水、地表水和生态系统的相互关系,综合分析各地水资源的承载能力和可持续利用程度等,为地表水地下水联合调蓄和水资源的统一管理提供科学依据。

    四是分析水资源演变规律,加强需求管理。加强对人类活动影响下的水资源数量及质量变化的调查、监测、评价及研究,重点关注水利工程活动影响下的水资源演变分析,采矿活动、隧道等地下空间开发对水循环、水环境的影响,以及水资源、水环境、水生态对国土空间开发的响应。

    (作者系长江流域水文地质调查工程首席专家)

    黄河流域:统筹考虑地表水与地下水资源

    韩双宝

    黄河是中华民族的母亲河,黄河流域是我国重要的生态屏障,而水资源短缺则是制约黄河流域生态保护与高质量发展的重要因素。据黄河水资源公报,2019年,黄河流域水资源总量为797.5亿立方米,开发利用总量为556.0亿立方米、开发利用率达70%,其中地下水开发利用量为114.4亿立方米,占比21%。

    2020年,由中国地质调查局水文地质环境地质调查中心实施的黄河流域水文地质调查工程,组织完成的年度地下水资源调查评价表明,地下水资源主要分布在黄河上游兰州以上地区,中游龙门至三门峡段次之,地下水资源在平原(盆地)区最为丰富,银川平原、河套平原、关中平原、太原盆地、运城盆地、临汾盆地、下游干流区等7个主要平原(盆地)的区域面积占比9%,但其地下水资源量占比超过20%。国家地下水监测工程在黄河流域获取的监测数据表明,受农业灌溉、工业和城镇集中供水影响,在平原(盆地)和干支流河谷区等局部地区形成了不同程度的地下水位下降区。与2019年同期相比,区域地下水位总体上呈现上游稳定、中游局部上升、下游普遍下降,区域地下水降落漏斗除汾河流域、下游影响带面积略有增加外,其他一般呈恢复和基本稳定状态。

    黄河流域由于水资源总量贫乏,时空分布不均,且实际开发利用率远超国际公认的40%生态警戒线,形成了一系列水生态、水环境、水安全问题。对黄河流域2017年所涉及的70余个地级市的各类用水效率和用水量等指标的分析结果显示,流域内农田灌溉水有效利用系数一般低于0.6,远低于世界先进水平;5个市超过用水总量控制红线,16个市人均用水量、4个市亩均用水量超过全国平均水平;从用水效率看,23个市万元GDP耗水量、8个市万元工业增加值耗水量高于全国平均水平。因此,亟须统筹考虑地表水与地下水资源,把水资源作为最大的刚性约束,开展水资源承载能力评价,提高水资源利用效率,落实“以水而定、量水而行”的刚性约束,全面推进水资源节约集约利用。

    “十四五”期间,中国地质调查局部署的黄河流域水文地质与水资源调查将全面开展地下水资源调查监测评价工作,针对水源涵养区、生态脆弱区、粮食主产区、能源基地、河口三角洲等开展水资源综合调查与水平衡分析,摸清水资源状况及变化,评价区域水资源承载能力,进而提出国土空间开发格局优化与生态保护修复建议,服务黄河流域生态保护与高质量发展。

    (作者系黄河流域水文地质调查工程首席专家)

    海河流域:优化水资源配置与开发利用调控

    杨会峰 曹文庚

    海河流域东临渤海,西依太行山脉,南接黄河,北连内蒙古高原,流域面积32.8万平方千米。该地区人均水资源量仅为全国人均水资源的1/8,水资源极度短缺。因地表水源不足,地下水供水占本地水资源供水量的70%左右,生产生活用水不得不长期依赖地下水。山区地表水库截流和平原区地下水长期超采产生的地质环境问题,成为制约经济社会可持续发展的瓶颈之一。

    为摸清流域水资源数量、质量、开发利用及其影响,在自然资源部中国地质调查局的统一部署下,中国地质调查局水文地质环境地质调查研究所联合中国地质调查局天津地质调查中心等有关单位,实施了海河—淮河流域水文地质调查工程,对海河流域华北平原重点区的水平衡和地下水超采问题进行了系统研究,就水资源开发利用调控提出以下建议:

    一是加强水资源节约,增加外调水供水,优化水资源配置。大力发展高效节水灌溉,全面提升农业水资源利用效率。进一步增加外调水的供水比例,受水城区用外调水置换地下水开采,具备地表水灌溉条件的地区用地表水逐步置换地下水灌溉。综合考虑水资源系统、生态系统、社会经济系统的耦合关系,开展水资源优化配置研究,从供给侧进行地下水、地表水、外调水、非常规水等多水源调配,从需求侧进行生态、生活、生产用水优化配置,提升水资源安全保障能力。

    二是科学设定治理目标水位,深入推进地下水超采治理。以遏制地下水超采和水生态环境改善为目标,分区、分含水层位精细化评价治理目标水位。地下水超采治理的目标是根据各地实际情况和危害程度,确定一个阶段内适宜的治理目标。如浅层水位埋深在大中型城市城区应控制在大于30米,中东部地区应控制在3米~10米,而湿地生态多样性维系埋深则需控制在1米~3米;深层地下水头埋深在中东部地面沉降严重区应控制在45米~60米。这些红线划定的主要目的是,实现稳定的地下水位,减缓地面沉降,进而保证城市地下空间工程安全、防治土壤盐渍化、保护湿地资源。

    三是加强地下水回补和调蓄,逐步推进农业灌溉水源置换。在山前平原优选地下水回补靶区,研究雨洪水、南水北调水、本地地表水等多水源联合高效回补模式,评估天然河道、坑塘、人工渗漏坝、地下水坝等回补方案,加强地下水回补和含水层调蓄。在中东部平原区注重研究非常规水源开发利用技术,充分挖掘微咸水开发利用潜力,用于农业灌溉置换深层地下水开采;研究南水北调中东线二期工程用于农业灌溉的可行性,逐步置换农业灌溉水源,减少地下水开采。

    四是系统实施重要河湖湿地生态修复。加强主要河湖湿地健康评估与生态需水评价,研究河湖湿地生态修复措施、效果评价指标体系和生态用水保障机制,通过外调水和本地地表水的优化调配,实施重要河流湿地的生态修复工程,支撑生态系统良性发展。

    (作者分别系海河—淮河流域水文地质调查工程首席专家、海河南系水文地质调查项目成员)

    松辽流域:加强农业用地下水管控

    王晓光

    松辽流域地处我国东北地区,是我国重要的商品粮基地。农业发展离不开丰富的水资源。统计显示,这一地区2019年总用水量的73.53%用于农田灌溉,其中地下水占45.2%。而对于东北地区的广大农村而言,地下水则是供水的唯一来源。

    松辽流域地下水资源空间分布不均,局部地区短缺。松嫩平原、三江平原、辽河平原等平原区是粮食的主产区,对地下水资源需求量大,地下水开发强度高,在地下水集中开采区出现了地下水水位持续性下降,局部形成降落漏斗。此外,原生地下水环境铁、锰含量高,部分地区氟、砷富集等地下水环境问题比较突出,人类活动致使一些地区地下水“三氮”污染加剧。

    地下水资源存在的这些问题,既有水质方面的,亦有水量方面的。水量方面的问题,可以通过合理配置水资源、调整产业结构和用水结构、技术改革等得到解决。而水质方面,因地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点,即使彻底消除其污染源,也需要十几年甚至几十年才能使水质复原。因此,地下水质的保护更应引起高度重视。

   从东北地区用水组成看,城市工业用水和生活用水在总供水中所占比重较小,且城市人口集中,集中供水,给排水设施完善,水资源管理法律法规及监管易于实施。而在农村,农田灌溉用水比重大,由于人口分散、开采地下水成本低、利益驱动力大,对集中开采地下水难于管控,对农药、化肥的施用难于监管。因此,农业用地下水的管控是地下水资源管理的关键。为此,建议如下:

    一是加强宣传,强化地下水资源的保护意识。二是加快地下水资源管理制度建设,强化农业用地下水的总量控制和地下水位生态阈值管理,强化制度刚性约束和执法监察,逐步解决农村地下水的无序开采。三是开展水资源合理配置研究,加强对地下水位持续下降区、超采区和地下水污染区的调查监测,合理确定生产生活用水和生态用水配额,充分认识地下水资源的可调节性、可流动性,科学开发利用地下水资源。四是强化打井施工队伍管理,从源头控制水井数量和成井质量,严格隔水层止水,防止地下水跃层污染。五是调整农业种植结构,以水定地,以水定产,开展水稻种植区水资源承载能力研究,推进节水灌溉,提高水资源利用效率。

    (作者系松辽流域水文地质调查工程首席专家)

    珠江流域:地下水具有较大开发利用潜力

    夏日元

    珠江流域面积45万平方千米,包括南北盘江流域、红柳江流域、郁江流域、西江流域、北江流域和东江流域等二级流域。流域上游为云贵高原,以深切峡谷为主,珠江源生态功能区生态修复和深部岩溶地下水有效开发利用是急需解决的问题;中游为峰丛洼地和峰林谷地,桂林国家可持续发展议程创新示范区和泛北部湾经济区的水环境保护问题比较突出;下游为丘陵谷地和滨海平原,粤港澳大湾区水安全保障是需要长期关注的重大科学问题。

    珠江流域水资源总量丰富,人均水资源量达4700立方米。但受极端天气影响,区域性干旱频发,仍有饮水不安全人口5000多万人。2009年秋至2010年春发生的干旱灾害,曾导致云南、贵州和广西944座水库干涸,造成812万人和394万头牲畜饮水困难、187万公顷耕地受旱。

    防灾减灾意识薄弱,“靠天吃饭”的意识根深蒂固;水资源调控能力不足,供水工程的建设和维护有待加强;缺乏科学的水资源统筹规划,地下水资源开发利用率低等,都是珠江流域地区水资源安全保障问题未能得以有效解决的原因。

    珠江流域的地下水可开采资源量达980亿立方米/年,目前仅开采了10%左右,具有较大的开发利用潜力。因此,保障珠江流域水资源安全应充分发挥地下水的作用。

    第一,掌握地下水赋存分布规律,发挥分散供水和应急供水作用。通过开展1∶5万水文地质调查,寻找可供开发利用的地下河、泉水和蓄水构造等水源,解决广大农村分散居民饮用水保障问题。同时,在粤港澳大湾区、泛北部湾经济区和主要大中城市的周边,开展应急供水地下水水源地调查、论证和建设。

    第二,加强调蓄工程建设,解决水资源时空分布不均问题。一是在地下水补给区的高部位岩溶洼地,选择岩溶管道集中发育部位,建设地表—地下联合水库。二是在碎屑岩补给区兴建调蓄水库。三是在峰丛山区分散建设蓄水水柜。

    第三,建立与生态重建和经济发展相结合的地下水资源可持续利用模式。珠江流域水资源环境类型多样,决定了开发利用形式的多样性。比如,在岩溶丘陵洼地区,可通过堵洞形成地表—地下联合水库,发展生态经济;在深切割峰丛洼地区,可建设调蓄水柜,发展立体生态农业;在岩溶峰林平原和丘陵谷地区,宜建设抽水型地下调节水库,发展节水生态农业;在断陷盆地区,可利用周边地下水径流带堵洞蓄水,实现水资源联合调度,在盆地内发展果粮基地,实现水资源有效开发利用,支撑经济社会可持续发展。

来源:中国地质调查局
采集日期:2021-03-22
来源链接:http://www.cgs.gov.cn/xwl/cgkx/./202103/t20210322_665077.html
标签:成果快讯
分类号:9240

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