1、地下水的合理開發利用在南水北調中的作用二摘要：在系統闡述地下水資源概念和地下水含水層特點的根底上，分析了南水北調受水區地下水開采現狀，討論理解決城市和農業地下水超采的措施，利用地下水超采形成的地下庫容調蓄引江水和當地降雨徑流、合理開發利用地下水進步水資源利用率和改造咸水、防止土壤鹽堿化等在南水北調中的作用.關鍵詞：南水北調控制城市和農業地下水超采合理開發地下水改造利用咸水4嚴格控制受水區農業用水繼續超采地下水南水北調工程的近期供水目的，主要是城市的生活和工業用水，同時兼顧農業和生態用水。解決農業缺水主要依靠開展節水灌溉和進步農業用水效率。根據全國節約用水辦公室，中國水利水電科學研究，水利部南水

2、北調規劃設計管理局?南水北調節水規劃要點?，現狀年農業用水的缺水量為55億3,在繼續超采地下水的條件下，2022年將到達48億3,2030年到達25億3。如考慮年超采地下水量33億3在內，那么現狀年缺水量88億3,2022年缺水量為81億3,2030年為58億3。根據?南水北調節水規劃要點?資料，2022年受水區農業節水量將到達18.3億3,在繼續超采地下水33億3的情況下，農業缺水量將減少為62.7億3,2030年農業節水量將到達41.1億3,地下水超采量可以減少為16.7億3。規劃中提出分配給農業的處理后的污水量2022年為16.72億3,2030年為28.37億3，實際上目前1999年受

3、水區污水排放量為63.54億3,除少量經處理后用于城市外，大部分未經處理的污水已用于農業，其數量可能不小于南水北調工程施行過程中提供的處理后的污水量，這部分水量只能改善農業用水的質量，而不能顯著增加水量。根據以上情況，自今至2022年以前仍將以每年33億3超采地下水，2021年至2030年之間地下水超采量將由33億3減少為16.7億3,平均約為25億3。在這種情況下，至2030年受水區的地下水累計超采量將再增加800900億3,造成的危害將不堪設想。根據河北省資料3，目前海河流域平原區淺層地下水含水層疏干面積已達1.05萬k2以上，在維持目前的地下水超采程度的情況下，供水區內淺層、深層地下水位

4、都將繼續下降。山前平原區第二含水組2022年前石家莊地區、邢臺市區、元氏縣、寧柏隆漏斗區、永年和磁縣等地將被疏干，石家莊以南的疏干區將連成一片。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，繼續用于農業將造成更加嚴重的后果。為了防止生態環境進一步惡化，應和城市工業和生活用水一樣，根據國家水法嚴格控制農業用水超采淺層水，制止開采深層水。為理解決農業缺水問題，應通過調整農業構造、采取綜合措施進步單方水消費效率等，進一步加大農業節水力度和適當增加分配給農業的處理后污水回用量。海河南

5、系等地區資源性缺水，地表水缺乏，淺層地下水有咸水覆蓋，深層又已嚴重超采，這些地區農業缺水量應當由南水北調工程供水解決。解決農業缺水和地下水超采問題具有公益性質和社會效益、生態效益，投資應由國家負擔。5充分利用受水區由于地下水超采形成的地下庫容，調蓄當地地表徑流和引江水的來水量，增加枯水期和年份對對城鄉的供水量和改善恢復生態環境5.1利用當地地表徑流回補地下水根據?南水北調工程總體規劃?資料，南水北調中線沿線河南、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，受水區已形成宏大的地下庫容45。南水北調中、東線受水區降水量在500600以上，充分利用降水和地表徑流進展灌溉和回灌地下水

6、是解決地下水超采的重要途徑之一。根據河北省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56.15億3,僅占總徑流量131.98億3的42.5%，尚有57.5%的地表水資源無效流失，說明通過田間攔蓄降雨和利用溝渠、坑塘、湖泊調蓄地表徑流，進展人工回灌，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，攔蓄和調節地表徑流，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蓄引江水和處理后的污水回補地下水根據?南水北調中線工程初

7、步可行性研究報告?資料，丹江口水庫19561985年逐年可調水量差異很大，變化于63.5億3和217.7億3之間，平均為144.6億3。中線和東線工程年內不同季節可調水流量也有顯著差異。南水北調中、東線工程連通了長江、淮河、黃河與海河四個流域，由于各流域屬于不同雨區，來水豐枯差異較大，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和年份增加調水量，利用受水區宏大的地下庫容進展調蓄，既可以回補地下水，改善生態環境，又可以增加枯水時期向受水區的供水量。根據華北平原的理論經歷，引地表水回灌地下水含水層的最好方式是結合農田灌溉進展。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、

8、回灌效果顯著，還可以發揮灌溉增產的效益。為了充分發揮地表水灌溉補給地下水的作用，田間灌溉渠系不宜進展防滲，豐水季節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環境問題根據粗略估計在425億3深層承壓水的超采量中，約有200億3來自弱透水層和含水層的壓密固結、形成地面沉降而釋放的水量，約150億3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的水量外，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儲

9、熱和儲冷的空調用水。海河中東部平原的大部地區，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，依靠淺層淡水區的天然降水入滲越層補給，為量有限，難以恢復。因此，應非常珍惜保存現有珍貴的深層地下水資源的儲存量，以備南水北調供水缺乏或其它特殊情況時應急之用。6渠水灌區井渠結合合理開發利用地下水進展灌溉是農業節水的重要措施6.1井渠結合灌溉的作用南水北調工程施行的原那么是先節水后調水，開源節流是灌溉節水的重要措施。半潮濕地區采用井渠結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，進步水的利用率，到達節水的目的。井渠結合灌溉可以根據不同季節對作物需水和控制地下水位的要求，有方案地安排井灌與

10、渠灌的灌水量和灌水時間，到達既利用地下水又防止土壤鹽堿化的作用。干旱半干旱地區降水稀少，蒸發強烈，為了淋洗積累的鹽分和保證春播前土壤墑情，常在生長期末的秋季進展大定額的秋澆，通過井渠結合控制地下水位，那么可以減少秋澆定額，到達節水的目的。河南人民成功渠灌區、陜西涇惠區灌區采取井渠結合，開發利用地下水，進步了灌溉水的利用率，發揮了節水效果，同時也降低了地下水位，控制了土壤鹽漬化，對農業增產和地區經濟的開展發揮了重要作用。但目前北方一些地區，由于地下水的過量開采，也出現了水位持續下降等一系列生態環境問題。因此，在地下水的開發利用中必須保持采補平衡，嚴格控制地下水的超采。6.2灌區地下水與地表水供水

11、量的適宜比值井渠結合灌區地下水與地表水供水必須采用適當的比例，除保證耕地農作物用水要求外，也需要使周邊非耕地保持適當的地下水埋深，以維持天然植被的存活。為了灌區的持續開展，還需要滿足地下水采補平衡，鹽分排補平衡的要求，既要防止地下水超采，水位下降，又要防止地下水位過高，造成灌區土壤積鹽。我國北方地區，氣象、土地利用和水文地質條件有很大差異，特別是降雨量和土地利用條件差異很大。各地地下水補給排泄條件也有很大差異，因此，各地適宜的地下水開采量與地表引水量的比例也應是不同的，應根據各地的詳細條件參考典型地區的經歷確定。1半潮濕地區河南人民成功渠灌區農田灌溉研究所和河南省人民成功渠科研中心資料和陜西涇

12、惠渠灌區經歷7：在降雨量多年平均540600和將地下水位控制在2.54的條件下，除區外地下水的側向補給外，利用地下水灌溉與地表水灌溉用水量的適宜比值為0.40.6。2干旱地區灌區經歷：西北干旱地區生態環境脆弱,降雨稀少,蒸發強烈，天然植被主要靠地下水補給的水量而存活。為了保持灌區和周邊地區的生態平衡，灌區采用的地下水與地表水用水比例除滿足耕地的水資源供需平衡外，還必須滿足生態需水和天然植被對地下水位的要求。根據新疆三工河流域灌區和葉爾羌河灌區等地經歷根據新疆水利廳和新疆農業大學資料，在降水量為150250的情況下，除區外地下水的側向補給外，灌區內地下水的可開采量與地表水引水量的適宜比值為0.1

13、50.25，在降水量為50以下時，灌區地下水可開采量與地表水引水量的適宜比值為0.100.15以下。6.3南水北調受水區渠灌區實行井渠結合灌溉的節水潛力根據表1海河流域地下水補給量和實際開采量資料，雖然大部地區淺層地下水已超采，部分地區尚有盈余的地下水補給量。黃河流域的寧蒙灌區仍有一定的開發利用潛力。1)黃河中下游河南和山東引黃灌區地下水開發利用潛力黃河上中游大型灌區,包括河南和山東引黃灌區等,現狀灌溉面積和灌溉用水量,以及井渠結合灌溉后井灌可用水量如表4所示。2)黃河上中游大型灌區井渠結合節水潛力黃河上中游大型灌區,包括寧蒙灌區和汾渭平原灌區等,現狀灌溉面積和灌溉用水量,以及井渠結合灌溉后井

14、灌可用水量如表5所示。7開發利用地下咸水和改造海河平原東部咸水層海河平原礦化度為23g/L的地下微咸水面積2.15萬k2,補給資源量約22億3以上，35g/L的半咸水約10億3左右，而目前微咸水利用量僅有6.6億3，南水北調工程通水以后，利用微咸水和半咸水尚有很大潛力。咸水區應相機調引淡水，采取咸淡輪灌、咸淡混灌等方式，進展微咸水的開發利用與改造。我國河北南皮利用46g/L和24g/L的微咸水灌溉連作的小麥玉米,創造了比不灌溉的旱作增產1.21.6倍的成功經歷7。半潮濕地區由于有集中的降雨或淡水灌溉淋洗，可以排出因咸水灌溉而增加的鹽分，保持土壤鹽分平衡。開發淺層微咸水，可以減少深層和淺層地下的

15、超采量和地表水的引水量。黑龍港和運東平原區大部有咸水覆蓋，在開發利用前，地下水位高，降雨和灌水對地下水的補給，全部消耗于潛水蒸發，不能利用。開發利用潛層咸水可以騰出地下庫容，調蓄降雨和引江水的入滲水量，淋洗表層土壤中原有的和由于灌溉而帶來的鹽分，結合排水使土壤逐步脫鹽。為了加速這一過程，根本解決地區的缺水問題，應向地區農業提供必要的引江水與抽取的微咸水咸水攙混后進展灌溉，結合地表水和雨水淋洗，降低淺層咸水-微咸水的礦化度，逐步將咸水層改造為可利用的淡水層，增加地區的地下水可采資源量。8受水區引水渠兩側開發利用地下水防止土壤鹽堿化南水北調工程東線黃河以北主要通過原有河道和新開挖的渠道輸水，大部渠

16、道不進展襯砌，輸水線路長、流量大，位山至南運河段流量2001503/s,南運河至北大港為1501003/s。根據北方許多灌區經歷，引水渠道的滲漏將引起地下水位的上升，招致土壤的次生鹽漬化。1958年人民成功渠灌區共產主義渠引水后僅50多天，渠道兩側水位上升范圍已到達1500以上。廢黃河以北地區，海河南系河北省東部地區地下水水質差，土壤含鹽量高，在引水渠長期輸水的情況下，存在部分地區土壤鹽堿化的威脅，在臨近渠道的地區開發利用地下水進展灌溉，不僅可以防止土壤鹽堿化，還可以起到逐步改造咸水層的作用。9結語1)南水北調受水區地下水超采嚴重，為了防止生態環境進一步惡化，應嚴格控制地下水繼續超采。2)在洪

17、水期和豐水年應多引長江水，利用地下水超采形成的地下水含水層的宏大庫容，對當地地表徑流和引江水進展調蓄，使之發揮更大的供水才能，并逐步回補地下水源，改善生態環境。3)在目前規劃的城市地下水供水中仍有相當部分是擠占農業用水，南水北調工程施行后應歸還給農業。4)在農業供水缺水量中尚未包括每年至少33億3的地下水超采量，如繼續超采，后果將不堪設想，應嚴格控制超采。海河南系資源性缺水，地表水缺乏，淺層地下水有咸水覆蓋，深層又已嚴重超采，這一地區采取節水措施后的農業缺水量應由調水解決。解決農業缺水和地下水超采問題具有公益性質和社會效益、生態效益，投資應由國家負擔。5)在地下水有潛力的渠灌區實行井渠結合、合

18、理開發利用地下水可以減少地表水灌溉引水量，到達節水的目的。6)地下水咸水區結合調水開發利用地下水，可以逐步改造咸水、開拓新的水源。7)廢黃河以北引江水渠道附近地區，開采地下水可以降低地下水位，防止土壤次生鹽堿化。8)地下水的合理開發利用在南水北調中可以發揮重要作用，建議在工程的詳細規劃設計中給予足夠的重視和妥善安排。參考文獻:1陳寧生,趙秀蘭等.黑龍港地區深層地下水的開發利用J.地下水開發利用與管理.1995,電子科技大學出版社.2李雪靜.涇惠灌區地下水合理開發利用分析研究J.地下水，2000,22(4).3張風林.河北省地下水超采狀況堪憂南水北調勢在必行J.河北水利水電科技，2001,1.4余強，趙云章,苗晉祥等.南水北調中線工程地下水庫的根本特征與調控管理J.水科學進展，2022,14(2).5劉昌明.發揮南水北調的生態效益恢復華北平原地下水J.南水北調與水利科技，2022,1(1):17-19.6英假設智,趙玲.河北省地下水超采現狀及其對策J.水利規劃，1998,增刊.7方生,陳秀玲，淺層地下咸水利用與改造的研究.第30屆國際地質大會論文集，.1998,22.8郭永海，沈照理等.從地面沉降論河北品觀平原深層地下水資源屬性及合理評價.ThefuntinsfratinaldevelpentfgrundaterresuresinSuthtNrthaterTransferP