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黃淮海平原水資源緊缺，嚴(yán)重制約著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，造成地下水超采和生態(tài)環(huán)境惡化。南水北調(diào)工程是解決我國(guó)北方水資源嚴(yán)重短缺問(wèn)題的重大舉措。江水北調(diào)對(duì)減少與制止地下水超采可以提供必要的條件，同時(shí)，地下水的合理開(kāi)發(fā)利用在南水北調(diào)中也可以發(fā)揮開(kāi)源節(jié)流、改善生態(tài)環(huán)境、改造咸水和防止土壤鹽堿化等重要作用。

1地下水資源的概念和地下水含水層的特點(diǎn)

1.1地下水資源的概念

地下水資源包括地下水的儲(chǔ)存量和補(bǔ)給量?jī)刹糠帧２粎⑴c現(xiàn)代水循環(huán)、不可再生和恢復(fù)的儲(chǔ)存量稱(chēng)為儲(chǔ)存資源；參與現(xiàn)代水循環(huán)、可再生和恢復(fù)的補(bǔ)給量稱(chēng)為補(bǔ)給資源。

儲(chǔ)存資源是地質(zhì)歷史時(shí)期累積形成的地下水資源量，是含水系統(tǒng)中不可再生和恢復(fù)、因而不能持續(xù)利用的水量。取用含水系統(tǒng)的儲(chǔ)存資源，將導(dǎo)致這部分資源的永久耗失。有些地區(qū)具有大厚度的含水層，地下水位變動(dòng)帶以下的地下水靜儲(chǔ)量非常巨大。因此，20世紀(jì)60年代有人提出黃淮海平原地下存在著一個(gè)地下海,90年代初在塔里木盆地和河西走廊也有人提出發(fā)現(xiàn)了地下海，認(rèn)為可以利用的地下水資源非常豐富。然而，地下水儲(chǔ)存量雖然是一種寶貴的地下水資源，但它和礦產(chǎn)資源一樣，一旦消耗，難以恢復(fù)，因而是不可持續(xù)利用的。只有在利用過(guò)程中可以不斷恢復(fù)和補(bǔ)償?shù)牡叵滤a(bǔ)給量才是可持續(xù)利用的地下水資源。

補(bǔ)給資源是指一個(gè)含水系統(tǒng)在單位時(shí)間里、可以持續(xù)獲得補(bǔ)充的水質(zhì)、水溫合乎一定標(biāo)準(zhǔn)的水量。原則上在一個(gè)含水系統(tǒng)中提取的地下水量不超過(guò)其補(bǔ)給資源時(shí)，水源便有持續(xù)供應(yīng)的保證。地下水的補(bǔ)給量包括天然補(bǔ)給（山前側(cè)向補(bǔ)給和垂向補(bǔ)給）和轉(zhuǎn)化補(bǔ)給（地表水體補(bǔ)給、地表水灌溉渠系和田間灌溉水補(bǔ)給，含水層之間的越流補(bǔ)給,以及地下水灌溉回歸補(bǔ)給等，但地下水灌溉回歸轉(zhuǎn)化補(bǔ)給只作為地下水的補(bǔ)給量，一般不能算作地下水資源）。由于地下水補(bǔ)給的一部分將消耗于不可避免的潛水蒸發(fā)、天然生態(tài)耗水、地下水的排泄，而不能全部被開(kāi)發(fā)利用，地下水的可開(kāi)采利用量?jī)H是補(bǔ)給量的一部分。這部分可以開(kāi)采利用又不致引起難以承受的環(huán)境損害（如城區(qū)和濱海地區(qū)的地面沉降，干旱地區(qū)的土地沙化等）的水量稱(chēng)為可持續(xù)開(kāi)采量或可采資源。有些地區(qū)將地下水的全部補(bǔ)給量作為地下水的可采量而進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用，將造成地下水的超采。

不同的地下水含水層可開(kāi)采利用的地下水資源不同，必須根據(jù)含水層的特點(diǎn)合理開(kāi)發(fā)地下水資源。

1.2地下水含水層水資源的特點(diǎn)

平原地區(qū)松散巖層中的主要含水層為淺層水和深層承壓水。淺層地下水指地表以下的潛水和潛水-微承壓水，可以直接接受大氣降水和地表水的補(bǔ)給。深層承壓水指埋藏在深部弱透水層間含水層中的承壓水。

20世紀(jì)70年代初期，人們根據(jù)傳統(tǒng)的地下水資源的概念和地下水含水層的部分特點(diǎn)，認(rèn)為深層承壓水具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）地下水承壓水位高，開(kāi)采初期有的地區(qū)水位高出地面，水井可以自流；2）含水砂層厚、導(dǎo)水性強(qiáng)、水井出水量大；3）水質(zhì)好、不易受到污染；4）承壓水位不易受到氣候條件的影響等。而對(duì)淺層水則認(rèn)為：1）缺乏良好含水砂層或砂層厚度小、水井出水量??；2）含水層導(dǎo)水性差，側(cè)向補(bǔ)給相對(duì)較??；3）淺層水水質(zhì)差、易受地表水體污染等。在這種認(rèn)識(shí)下，20世紀(jì)60~70年代許多農(nóng)村和城市大量開(kāi)采深層承壓地下水，特別是某些地方的政策導(dǎo)向也是鼓勵(lì)開(kāi)采深層水，打深井國(guó)家給予補(bǔ)助，而打淺井則不予補(bǔ)助。由于深層水的大量開(kāi)采，造成承壓水位大幅度下降，形成大面積的承壓水位降落漏斗。近30多年來(lái)的實(shí)踐表明，上述對(duì)地下水含水層的認(rèn)識(shí)是不夠全面的。實(shí)踐使人們對(duì)淺層潛水和深層承壓水含水層和資源的特點(diǎn)有了更為全面的認(rèn)識(shí)。

1.2.1淺層地下水（包括潛水和淺層潛水-承壓水）開(kāi)采量的組成淺層地下水的補(bǔ)給和消耗：（1）地區(qū)內(nèi)部的垂向補(bǔ)給和消耗：降雨補(bǔ)給、河流和渠道滲漏補(bǔ)給、田間灌溉水補(bǔ)給、越層補(bǔ)給；潛水蒸發(fā)、越層消耗。（2）來(lái)自地下水側(cè)向補(bǔ)給和排出區(qū)外的地下水排泄。（3）開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中由于水位下降，含水層疏干而動(dòng)用的地下水儲(chǔ)存量（這部分不能作為可持續(xù)利用的地下水資源量）。在含水層的給水度為μ，單位面積上（m2）由于水位下降S(m)而釋放的水量W(m3)為W=μS

淺層地下水的優(yōu)點(diǎn)是：1）可以直接接受大氣降水和地表水體和地下徑流的垂直和側(cè)向補(bǔ)給，開(kāi)采利用后可以不斷得到恢復(fù)和補(bǔ)償，因而是可以持續(xù)利用的。2）含水層埋藏淺，可用淺井開(kāi)采，工程造價(jià)低。3）淺層地下水的給水度遠(yuǎn)大于深層承壓水含水層，相同開(kāi)采水量條件下水位下降小，運(yùn)行費(fèi)用低于深層承壓水。

在補(bǔ)給量和水質(zhì)有保證的條件下，淺層地下水可作為農(nóng)業(yè)用水的主要水源和城市工業(yè)和生活用水的后備或輔助水源。

1.2.2深層地下水開(kāi)采量的組成深層承壓水的補(bǔ)給和消耗：1）來(lái)自山前的天然地下水側(cè)向補(bǔ)給和排出區(qū)外的地下水排泄。在開(kāi)采區(qū)遠(yuǎn)離補(bǔ)給邊界的情況下，側(cè)向補(bǔ)給量是十分有限的。2）地區(qū)內(nèi)部的垂向補(bǔ)給和消耗：承壓含水層上下均有弱透水層或隔水層阻隔，不能直接承受降雨、河渠滲漏和灌溉水補(bǔ)給，在開(kāi)采過(guò)程中只有來(lái)自或進(jìn)入相鄰含水層的越層補(bǔ)給。3）開(kāi)發(fā)利用中由于承壓水頭的下降，含水層和弱透水層的彈性（或彈塑性）壓密而釋放的水量（對(duì)粘性土主要是塑性壓密，即使回灌也難以恢復(fù)）。這部分水量是不可補(bǔ)償?shù)模饕莿?dòng)用的含水層中原有的地下水儲(chǔ)存量，不能作為可持續(xù)利用的地下水資源量。在承壓含水層的彈性給水度為μe,單位面積上（m2）由于承壓水位下降Sc(m),承壓含水層和弱透水層釋放的水量Wc(m3)為

Wc=μeSc(1)

承壓含水層的彈性給水度為

μe=γmβs+nγmβ=γm(βs+nβ)

μe=μ1m

μ1=γ(βs+nβ)

式中γ為水的容重，βs為含水層的壓縮系數(shù)，n為含水層的空隙度，βw為水的壓縮系數(shù)，μ1為單位厚度的含水層，單位承壓水頭下降所釋放出來(lái)的彈性釋水量（1/m）。在深層承壓水開(kāi)發(fā)利用中，由于單位水頭的下降，自含水層上下的弱透水層釋放的水量計(jì)算方法與含水層相同，只是其厚度m、壓縮系數(shù)ßs和空隙度n不同。

如上所述，開(kāi)采深層地下水得到的水量主要來(lái)自由于水位下降而引起的含水層和弱透水土層壓密、水體膨脹引起的彈性釋放、側(cè)向補(bǔ)給和越層補(bǔ)給，來(lái)自土層壓密和彈性釋放的水量均是動(dòng)用儲(chǔ)存量。在承壓含水層以上有咸水覆蓋的地區(qū)開(kāi)采的越層補(bǔ)給的淡水量也是動(dòng)用儲(chǔ)存量，只有在無(wú)咸水覆蓋的地區(qū)部分越層補(bǔ)給的水量來(lái)自潛水或淺層地下。這部分水量雖然是可以持續(xù)利用的，但它來(lái)自淺層水的越層消耗量，并已計(jì)算在潛水（或淺層水）資源量中，屬于淺層水和深層水資源的重復(fù)量。在遠(yuǎn)離山前的地區(qū)側(cè)向補(bǔ)給十分微弱，由于地下水的開(kāi)采水位下降而引起的側(cè)向補(bǔ)給實(shí)際上也是動(dòng)用鄰區(qū)的地下水儲(chǔ)存量。根據(jù)以上情況自深層承壓水開(kāi)采的水量，除山前地區(qū)有一定的側(cè)向補(bǔ)給和在無(wú)咸水覆蓋區(qū)有少量越層補(bǔ)給的水量外，幾乎全部是動(dòng)用儲(chǔ)存量，而開(kāi)采儲(chǔ)存量是不可持續(xù)的。

1.3地下水可采量（地下水可采資源）

如前所述，地下水的儲(chǔ)存量是不可持續(xù)利用的的資源，只有在開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中不斷可以恢復(fù)、補(bǔ)償?shù)牡叵滤坎攀强梢猿掷m(xù)利用的地下水資源。地下水資源評(píng)價(jià)的任務(wù)主要是估算可持續(xù)開(kāi)采利用的符合水質(zhì)要求,且不會(huì)引起不可承受的生態(tài)環(huán)境損害的地下水量，即可采資源量。由于地下水補(bǔ)給的一部分將消耗于耕地農(nóng)作物的騰發(fā)和不可避免的潛水蒸發(fā)、天然生態(tài)耗水、地下水的排泄，而不能全部被開(kāi)發(fā)利用，地下水的可開(kāi)采量?jī)H是補(bǔ)給量的一部分。一個(gè)地區(qū)的地下水可采量需要通過(guò)地下水的采補(bǔ)平衡分析和地下水的模擬才能確定，但為簡(jiǎn)便計(jì)，生產(chǎn)實(shí)踐中一般常將地下水補(bǔ)給量乘以一個(gè)小于一的經(jīng)驗(yàn)可開(kāi)采系數(shù)求得地下水可開(kāi)采量。半濕潤(rùn)地區(qū)一方面有河渠滲漏和田間灌溉水的補(bǔ)給，另一方面又有降水入滲，地下水的可開(kāi)采系數(shù)較高（有時(shí)可達(dá)0.7~0.9）。干旱地區(qū)降水量稀少，地下水的補(bǔ)給大部來(lái)自地表水的轉(zhuǎn)化，且有相當(dāng)一部分消耗于農(nóng)田和非耕地天然植被的騰發(fā)，地下水的可開(kāi)采系數(shù)遠(yuǎn)小于半濕潤(rùn)地區(qū)。由于地下水的可開(kāi)采系數(shù)是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一些干旱地區(qū)借用半濕潤(rùn)的華北地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，估算的地下水可開(kāi)采量將顯著偏高。深層地下水在開(kāi)采時(shí)獲得的補(bǔ)給量中除有限的側(cè)向補(bǔ)給和越層補(bǔ)給（且與潛水補(bǔ)給有重復(fù)計(jì)算）外，幾乎全部來(lái)自地下水的儲(chǔ)存量，而儲(chǔ)存量是不能作為地下水可采量而持續(xù)開(kāi)采利用的。

在地下水補(bǔ)給量的計(jì)算中需要有一系列的補(bǔ)給參數(shù)，在利用補(bǔ)給量計(jì)算可采量時(shí)又需要有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)的可采系數(shù)，計(jì)算的過(guò)程復(fù)雜，系數(shù)的選擇又有很大的任意性。由于降水量和地表引水量是地區(qū)地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源，生態(tài)需水也主要決定于降水蒸發(fā)等氣象條件，地區(qū)內(nèi)地下水的可開(kāi)采量除決定于土地利用系數(shù)和水文地質(zhì)條件外，主要決定于降水量和地表引水量。因此，可以近似地根據(jù)降水量不同的典型地區(qū)地下水可開(kāi)采量與地表水引水量的經(jīng)驗(yàn)比值，近似地估算地下水的可采量。

2南水北調(diào)受水區(qū)地下水開(kāi)采現(xiàn)狀

近期南水北調(diào)受水區(qū)主要為海河平原和淮河平原的部分地區(qū)。根據(jù)國(guó)土資源部水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所《海河流域地下水資源現(xiàn)狀評(píng)價(jià)及典型區(qū)環(huán)境地質(zhì)效應(yīng)分析》資料，海河流域平原地下水可采量和現(xiàn)狀條件下實(shí)際年開(kāi)采量如表1所示。.年平均總超采量為44.6億m3/a,其中淺層地下水超采量為23.6億m3/a,深層地下水超采量為21.0億m3/a.自1958年以來(lái)海河流域平原區(qū)累計(jì)超采量為895.8億m3,其中淺層地下水超采471.2億m3，深層地下水超采424.6億m3，見(jiàn)表1。根據(jù)表1,現(xiàn)狀年海灤河流域平原內(nèi)有部分地區(qū)淺層地下水超采，總超采量為23.63億m3。部分地區(qū)淺層地下水尚有盈余，總計(jì)盈余29.19億m3。根據(jù)表1，深層地下水年可采量為13.07億m3,是由側(cè)向補(bǔ)給和越流補(bǔ)給兩項(xiàng)組成的。海河?xùn)|部平原約有50%的面積存在上覆淺層咸水，由于在這種地區(qū)不能接受降雨入滲補(bǔ)給的淡水，所開(kāi)采的越層補(bǔ)給的水量動(dòng)用的仍然是地下水的儲(chǔ)存量，這種水量是不可持續(xù)的，因此不能作為可可持續(xù)開(kāi)采資源。在越層補(bǔ)給的水量來(lái)自無(wú)咸水覆蓋的地區(qū)，深層地下水的補(bǔ)給來(lái)自淺層水的越層排泄，這部分水量應(yīng)自淺層水的可采量中扣除，才能作為可采資源，因此海河流域淺層水和深層水的可采量總和應(yīng)為表1中的淺層水的可采量與深層水側(cè)向補(bǔ)給量之和。對(duì)于河北平原深層水的補(bǔ)給量問(wèn)題曾有多個(gè)文獻(xiàn)進(jìn)行探討，例如，郭永海等認(rèn)為滄州地區(qū)深層水的側(cè)向補(bǔ)給僅有總開(kāi)采量的3~4%左右[8];根據(jù)陳寧生等對(duì)黑龍港地區(qū)地下水開(kāi)采狀況的分析資料[2]，深層地下水的開(kāi)采量中有10.57%來(lái)自山區(qū)的側(cè)向補(bǔ)給，各種文獻(xiàn)給出的數(shù)字差別很大。若采用最大的10.57%來(lái)估算深層水的側(cè)向補(bǔ)給量，在開(kāi)采量為33.8億m3的情況下最多不超過(guò)3.6億m3。淺層和深層的總超采量可能在53.8億m3以上，大于表1中給出的44.64億m3。

地下水的超采對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉和生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。主要表現(xiàn)在：1)地下水持續(xù)下降、形成大面積地下水漏斗，部分地區(qū)含水層被疏干；2)海水入侵與水質(zhì)惡化；3)超采區(qū)發(fā)生地面沉降、裂縫和塌陷；4)提水費(fèi)用增加、含水層枯竭、機(jī)井報(bào)廢；5)天然植被衰退，生態(tài)環(huán)境惡化；6)由于超采區(qū)地下水位低于臨近地區(qū)，不僅灌區(qū)地表水帶來(lái)的鹽分無(wú)法外排，鄰區(qū)地下水中的鹽分也向超采區(qū)聚集，造成地下水礦化度增加、土壤鹽漬化加劇等一系列生產(chǎn)和環(huán)境問(wèn)題。

3南水北調(diào)受水區(qū)城市用水應(yīng)嚴(yán)格控制地下水超采

北方平原地區(qū)地下水的補(bǔ)給主要來(lái)自大氣降水和地表水灌溉入滲，地區(qū)內(nèi)的垂直補(bǔ)給占整個(gè)補(bǔ)給量的85%~90%以上[2]，見(jiàn)表2。城市地區(qū)地表多為不透水的道路房屋所覆蓋，少量綠地降雨入滲和輸水管道滲漏補(bǔ)給的水量很少，除靠近山前的城市有一定的側(cè)向補(bǔ)給可以利用外，城市本身地下水可采資源有限。由于地下水的補(bǔ)給量基本上是均勻分布于整個(gè)地區(qū)，地下水資源也應(yīng)采取就地補(bǔ)給就地開(kāi)采的方式用于農(nóng)業(yè)，不宜在城市集中開(kāi)采地下水，用來(lái)解決工業(yè)和生活用水問(wèn)題。

目前在一些水資源規(guī)劃中，將由于地表水灌溉和降水補(bǔ)給的地下水量的大部分分配給城市工業(yè)和生活用水，實(shí)際上是擠占農(nóng)業(yè)用水。含水層中的地下水與地表水不同，是不能任意從一個(gè)地區(qū)向另外一個(gè)地區(qū)轉(zhuǎn)移的，分散補(bǔ)給的地下水集中用于城市開(kāi)采，勢(shì)必造成超采，形成地下水位下降漏斗。根據(jù)國(guó)家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)、水利部《南水北調(diào)工程總體規(guī)劃》資料，南水北調(diào)中線(xiàn)沿線(xiàn)地下水位剖面圖，見(jiàn)圖1、圖2，可以看到每個(gè)城市地面以下均有一個(gè)漏斗中心。降水和地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給強(qiáng)度一般充其量不超過(guò)200mm/a,但集中開(kāi)采的城市水源地開(kāi)采強(qiáng)度常在4000mm/a以上，不僅遠(yuǎn)超過(guò)城市本身的補(bǔ)給量，而且也動(dòng)用了農(nóng)業(yè)地區(qū)的補(bǔ)給量和儲(chǔ)存量。產(chǎn)生這種情況的原因，關(guān)鍵是對(duì)城區(qū)和深層地下水開(kāi)采區(qū)地下水可采資源的認(rèn)識(shí)問(wèn)題，許多城市的地下水資源評(píng)價(jià)都是與市區(qū)附近地區(qū)地下水資源評(píng)價(jià)一起進(jìn)行，而不是單獨(dú)估算城市本身的地下水補(bǔ)給量和可采量。同時(shí)市區(qū)的可采量往往是根據(jù)地下水位滿(mǎn)足在一定的開(kāi)采方案（總開(kāi)采量和開(kāi)采布局）條件下，在一定的期間內(nèi)不超過(guò)一定地下水位或承壓水位埋深的要求確定的。如果不超過(guò)要求的深度，則把這個(gè)開(kāi)采量作為地下水的可采資源。過(guò)去30年來(lái)城市地下水位在持續(xù)下降的事實(shí),已經(jīng)表明地下水嚴(yán)重超采，在南水北調(diào)地下水開(kāi)采規(guī)劃中，應(yīng)采取堅(jiān)決的措施減少和控制地下水的開(kāi)采量。在水資源短缺的情況下短期超采是可以允許的，但在今后30年內(nèi)仍然把目前的開(kāi)采量作為可供水量，后果將不堪設(shè)想。在地區(qū)水資源規(guī)劃中應(yīng)吸取過(guò)去30年的教訓(xùn)，城鎮(zhèn)工業(yè)生活用水應(yīng)主要改用地表水供水，而將擠占的地下水還給農(nóng)業(yè)。

山前平原的北京、保定、石家莊、邢臺(tái)、邯鄲、安陽(yáng)、新鄉(xiāng)、焦作、鶴壁、濮陽(yáng)等城市，目前以淺層地下水為主要水源。這些城市開(kāi)采的地下水，除少部分來(lái)自山前的側(cè)向補(bǔ)給外，大部分是超采農(nóng)業(yè)區(qū)補(bǔ)給的地下水或動(dòng)用地下水的儲(chǔ)存量。南水北調(diào)工程通水以后，這些城市些城市必須封閉大部分水井，嚴(yán)格控制地下水超采。以深層地下水為主要水源的城市如滄州、衡水和廊坊等，更是超采地下水，已造成一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)我國(guó)水法第36條規(guī)定，全面采取禁止開(kāi)采措施，對(duì)所有機(jī)井進(jìn)行封閉，但應(yīng)封而不廢，以備出現(xiàn)南水北調(diào)供水不足或其它特殊情況時(shí)應(yīng)急之用。

根據(jù)南水北調(diào)城市水資源規(guī)劃編制組《南水北調(diào)城市水資源規(guī)劃》中有關(guān)受水區(qū)城市供水結(jié)構(gòu)資料，現(xiàn)狀條件下地表水供水量為41.9億m3,占總供水量的28.8%;地下水供水量為86.3億m3,占總供水量的59.47%;2010年地表水供水量為35.4億m3,占總供水量的28.8%，地下水供水量為54.7億m3,占總供水量的43.9%;2030年地表水供水量為37.0億m3,占總供水量的37.0%，地下水供水量為56.0億m3,占總供水量的41.6%。地下水的供水量雖然有所減少，但仍然占有很大比重，其數(shù)量遠(yuǎn)大于城市本身地下水的補(bǔ)給量。表明城市地下水仍在繼續(xù)超采和挪用農(nóng)業(yè)區(qū)的地下水補(bǔ)給量或動(dòng)用儲(chǔ)存量。為了嚴(yán)格控制城市地下水超采，應(yīng)在詳細(xì)的地下水資源評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，根據(jù)城市本身的地下水可采資源確定地下水的可供水量，而將擠占城市所屬郊縣的農(nóng)業(yè)用水量還給農(nóng)業(yè)。

4嚴(yán)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(biāo)，主要是城市的生活和工業(yè)用水，同時(shí)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(guó)節(jié)約用水辦公室，中國(guó)水利水電科學(xué)研究，水利部南水北調(diào)規(guī)劃設(shè)計(jì)管理局《南水北調(diào)節(jié)水規(guī)劃要點(diǎn)》，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(dá)到48億m3,2030年達(dá)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(diǎn)》資料，2010年受水區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水量將達(dá)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(dá)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(shí)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(shí)施過(guò)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(jì)超采量將再增加800～900億m3,造成的危害將不堪設(shè)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(dá)1.05萬(wàn)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(tái)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(huì)很快成為主要開(kāi)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(yīng)作為應(yīng)急用水或后備水源，繼續(xù)用于農(nóng)業(yè)將造成更加嚴(yán)重的后果。

為了防止生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化，應(yīng)和城市工業(yè)和生活用水一樣，根據(jù)國(guó)家水法嚴(yán)格控制農(nóng)業(yè)用水超采淺層水，禁止開(kāi)采深層水。為了解決農(nóng)業(yè)缺水問(wèn)題，應(yīng)通過(guò)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(jìn)一步加大農(nóng)業(yè)節(jié)水力度和適當(dāng)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(yán)重超采，這些地區(qū)農(nóng)業(yè)缺水量應(yīng)當(dāng)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(wèn)題具有公益性質(zhì)和社會(huì)效益、生態(tài)效益，投資應(yīng)由國(guó)家負(fù)擔(dān)。

5充分利用受水區(qū)由于地下水超采形成的地下庫(kù)容，調(diào)蓄當(dāng)?shù)氐乇韽搅骱鸵膩?lái)水量，增加枯水期和年份對(duì)對(duì)城鄉(xiāng)的供水量和改善恢復(fù)生態(tài)環(huán)境

5.1利用當(dāng)?shù)氐乇韽搅骰匮a(bǔ)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(xiàn)沿線(xiàn)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(kù)容[4][5]。南水北調(diào)中、東線(xiàn)受水區(qū)降水量在500~600mm以上，充分利用降水和地表徑流進(jìn)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1994－1999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(jiàn)表3[6]，地下水的開(kāi)采量占總供水量的74%，但地表水用水量?jī)H占總供水量的26%，實(shí)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(wú)效流失，表明通過(guò)田間攔蓄降雨和利用溝渠、坑塘、湖泊調(diào)蓄地表徑流，進(jìn)行人工回灌，增加地下水的補(bǔ)給仍有一定潛力。應(yīng)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(bǔ)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(bǔ)地下水

根據(jù)《南水北調(diào)中線(xiàn)工程初步可行性研究報(bào)告》資料，丹江口水庫(kù)1956－1985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(xiàn)和東線(xiàn)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(xiàn)工程連通了長(zhǎng)江、淮河、黃河與海河四個(gè)流域，由于各流域?qū)儆诓煌陞^(qū)，來(lái)水豐枯差別較大，除流域之間存在以豐補(bǔ)歉的可能外，還可以在漢江和長(zhǎng)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(kù)容進(jìn)行調(diào)蓄，既可以回補(bǔ)地下水，改善生態(tài)環(huán)境，又可以增加枯水時(shí)期向受水區(qū)的供水量。

根據(jù)華北平原的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，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(jìn)行。由于灌溉渠系和田間灌水分布面廣，補(bǔ)給強(qiáng)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(bǔ)給地下水的作用，田間灌溉渠系不宜進(jìn)行防滲，豐水季節(jié)并應(yīng)適當(dāng)加大灌水定額。

5.3關(guān)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(wèn)題

根據(jù)粗略估計(jì)在425億m3深層承壓水的超采量中，約有200億m3來(lái)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(lái)自越層補(bǔ)給，除來(lái)自淺層淡水的少部分越層補(bǔ)給水量是可以恢復(fù)補(bǔ)償?shù)乃客?，其他都是?dòng)用的儲(chǔ)存量，難以補(bǔ)償和恢復(fù)。承壓含水層深埋地下，人工補(bǔ)給只有通過(guò)水井注水，由于水井注水單位時(shí)間內(nèi)可以回灌的流量，僅有抽水流量的1/3～1/2，造價(jià)高，收效小，且易阻塞，一般水井回灌僅適用于城市工業(yè)儲(chǔ)熱和儲(chǔ)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(bǔ)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(bǔ)給，為量有限，難以恢復(fù)。因此，應(yīng)十分珍惜保存現(xiàn)有寶貴的深層地下水資源的儲(chǔ)存量，以備南水北調(diào)供水不足或其它特殊情況時(shí)應(yīng)急之用。

6渠水灌區(qū)井渠結(jié)合合理開(kāi)發(fā)利用地下水進(jìn)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(shí)施的原則是先節(jié)水后調(diào)水，開(kāi)源節(jié)流是灌溉節(jié)水的重要措施。半濕潤(rùn)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(duì)地下水的補(bǔ)給，提高水的利用率，達(dá)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(duì)作物需水和控制地下水位的要求，有計(jì)劃地安排井灌與渠灌的灌水量和灌水時(shí)間，達(dá)到既利用地下水又防止土壤鹽堿化的作用。干旱半干旱地區(qū)降水稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，為了淋洗積累的鹽分和保證春播前土壤墑情，常在生長(zhǎng)期末的秋季進(jìn)行大定額的秋澆，通過(guò)井渠結(jié)合控制地下水位，則可以減少秋澆定額，達(dá)到節(jié)水的目的。

河南人民勝利渠灌區(qū)、陜西涇惠區(qū)灌區(qū)采取井渠結(jié)合，開(kāi)發(fā)利用地下水，提高了灌溉水的利用率，發(fā)揮了節(jié)水效果，同時(shí)也降低了地下水位，控制了土壤鹽漬化，對(duì)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮了重要作用。但目前北方一些地區(qū)，由于地下水的過(guò)量開(kāi)采，也出現(xiàn)了水位持續(xù)下降等一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。因此，在地下水的開(kāi)發(fā)利用中必須保持采補(bǔ)平衡，嚴(yán)格控制地下水的超采。

6.2灌區(qū)地下水與地表水供水量的適宜比值

井渠結(jié)合灌區(qū)地下水與地表水供水必須采用適當(dāng)?shù)谋壤?，除保證耕地農(nóng)作物用水要求外，也需要使周邊非耕地保持適當(dāng)?shù)牡叵滤裆?，以維持天然植被的存活。為了灌區(qū)的持續(xù)發(fā)展，還需要滿(mǎn)足地下水采補(bǔ)平衡，鹽分排補(bǔ)平衡的要求，既要避免地下水超采，水位下降，又要防止地下水位過(guò)高，造成灌區(qū)土壤積鹽。我國(guó)北方地區(qū)，氣象、土地利用和水文地質(zhì)條件有很大差異，特別是降雨量和土地利用條件差別很大。各地地下水補(bǔ)給排泄條件也有很大差異，因此，各地適宜的地下水開(kāi)采量與地表引水量的比例也應(yīng)是不同的，應(yīng)根據(jù)各地的具體條件參考典型地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)確定。

（1）半濕潤(rùn)地區(qū)河南人民勝利渠灌區(qū)（農(nóng)田灌溉研究所和河南省人民勝利渠科研中心資料）和陜西涇惠渠灌區(qū)經(jīng)驗(yàn)[7]：在降雨量多年平均540mm~600mm和將地下水位控制在2.5~4m的條件下，除區(qū)外地下水的側(cè)向補(bǔ)給外，利用地下水灌溉與地表水灌溉用水量的適宜比值為0.4~0.6。

（2）干旱地區(qū)灌區(qū)經(jīng)驗(yàn)：西北干旱地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱,降雨稀少,蒸發(fā)強(qiáng)烈，天然植被主要靠地下水補(bǔ)給的水量而存活。為了保持灌區(qū)和周邊地區(qū)的生態(tài)平衡，灌區(qū)采用的地下水與地表水用水比例除滿(mǎn)足耕地的水資源供需平衡外，還必須滿(mǎn)足生態(tài)需水和天然植被對(duì)地下水位的要求。根據(jù)新疆三工河流域灌區(qū)和葉爾羌河灌區(qū)等地經(jīng)驗(yàn)（根據(jù)新疆水利廳和新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)資料），在降水量為150~250mm的情況下，除區(qū)外地下水的側(cè)向補(bǔ)給外，灌區(qū)內(nèi)地下水的可開(kāi)采量與地表水引水量的適宜比值為0.15~0.25，在降水量為50mm以下時(shí)，灌區(qū)地下水可開(kāi)采量與地表水引水量的適宜比值為0.10~0.15以下。

6.3南水北調(diào)受水區(qū)渠灌區(qū)實(shí)行井渠結(jié)合灌溉的節(jié)水潛力

根據(jù)表1海河流域地下水補(bǔ)給量和實(shí)際開(kāi)采量資料，雖然大部地區(qū)淺層地下水已超采，部分地區(qū)尚有盈余的地下水補(bǔ)給量。黃河流域的寧蒙灌區(qū)仍有一定的開(kāi)發(fā)利用潛力。

1)黃河中下游河南和山東引黃灌區(qū)地下水開(kāi)發(fā)利用潛力

黃河上中游大型灌區(qū),包括河南和山東引黃灌區(qū)等,現(xiàn)狀灌溉面積和灌溉用水量,以及井渠結(jié)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(qū)井渠結(jié)合節(jié)水潛力

黃河上中游大型灌區(qū),包括寧蒙灌區(qū)和汾渭平原灌區(qū)等,現(xiàn)狀灌溉面積和灌溉用水量,以及井渠結(jié)合灌溉后井灌可用水量如表5所示。

7開(kāi)發(fā)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2~3g/L的地下微咸水面積2.15萬(wàn)km2,補(bǔ)給資源量約22億m3以上，3~5g/L的半咸水約10億m3左右，而目前微咸水利用量?jī)H有6.6億m3，南水北調(diào)工程通水以后，利用微咸水和半咸水尚有很大潛力。咸水區(qū)應(yīng)相機(jī)調(diào)引淡水，采取咸淡輪灌、咸淡混灌等方式，進(jìn)行微咸水的開(kāi)發(fā)利用與改造。我國(guó)河北南皮利用4～6g/L和2～4g/L的微咸水灌溉連作的小麥玉米,創(chuàng)造了比不灌溉的旱作增產(chǎn)1.2～1.6倍的成功經(jīng)驗(yàn)[7]。半濕潤(rùn)地區(qū)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(kāi)發(fā)淺層微咸水，可以減少深層和淺層地下的超采量和地表水的引水量。

黑龍港和運(yùn)東平原區(qū)大部有咸水覆蓋，在開(kāi)發(fā)利用前，地下水位高，降雨和灌水對(duì)地下水的補(bǔ)給，全部消耗于潛水蒸發(fā)，不能利用。開(kāi)發(fā)利用潛層咸水可以騰出地下庫(kù)容，調(diào)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(lái)的鹽分，結(jié)合排水使土壤逐步脫鹽。為了加速這一過(guò)程，根本解決地區(qū)的缺水問(wèn)題，應(yīng)向地區(qū)農(nóng)業(yè)提供必要的引江水與抽取的微咸水咸水?dāng)v混后進(jìn)行灌溉，結(jié)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(qū)的地下水可采資源量。

8受水區(qū)引水渠兩側(cè)開(kāi)發(fā)利用地下水防止土壤鹽堿化

南水北調(diào)工程?hào)|線(xiàn)黃河以北主要通過(guò)原有河道和新開(kāi)挖的渠道輸水，大部渠道不進(jìn)行襯砌，輸水線(xiàn)路長(zhǎng)、流量大，位山至南運(yùn)河段流量200~150m3/s,南運(yùn)河至北大港為150~100m3/s。根據(jù)北方許多灌區(qū)經(jīng)驗(yàn)，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年人民勝利渠灌區(qū)共產(chǎn)主義渠引水后僅50多天，渠道兩側(cè)水位上升范圍已達(dá)到1500m以上。廢黃河以北地區(qū)，海河南系河北省東部地區(qū)地下水水質(zhì)差，土壤含鹽量高，在引水渠長(zhǎng)期輸水的情況下，存在局部地區(qū)土壤鹽堿化的威脅，在臨近渠道的地區(qū)開(kāi)發(fā)利用地下水進(jìn)行灌溉，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(jié)語(yǔ)

1)南水北調(diào)受水區(qū)地下水超采嚴(yán)重，為了防止生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化，應(yīng)嚴(yán)格控制地下水繼續(xù)超采。

2)在洪水期和豐水年應(yīng)多引長(zhǎng)江水，利用地下水超采形成的地下水含水層的巨大庫(kù)容，對(duì)當(dāng)?shù)氐乇韽搅骱鸵M(jìn)行調(diào)蓄，使之發(fā)揮更大的供水能力，并逐步回補(bǔ)地下水源，改善生態(tài)環(huán)境。

3)在目前規(guī)劃的城市地下水供水中仍有相當(dāng)部分是擠占農(nóng)業(yè)用水，南水北調(diào)工程實(shí)施后應(yīng)歸還給農(nóng)業(yè)。

4)在農(nóng)業(yè)供水缺水量中尚未包括每年至少33億m3的地下水超采量，如繼續(xù)超采，后果將不堪設(shè)想，應(yīng)嚴(yán)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(yán)重超采，這一地區(qū)采取節(jié)水措施后的農(nóng)業(yè)缺水量應(yīng)由調(diào)水解決。解決農(nóng)業(yè)缺水和地下水超采問(wèn)題具有公益性質(zhì)和社會(huì)效益、生態(tài)效益，投資應(yīng)由國(guó)家負(fù)擔(dān)。

5)在地下水有潛力的渠灌區(qū)實(shí)行井渠結(jié)合、合理開(kāi)發(fā)利用地下水可以減少地表水灌溉引水量，達(dá)到節(jié)水的目的。

6)地下水咸水區(qū)結(jié)合調(diào)水開(kāi)發(fā)利用地下水，可以逐步改造咸水、開(kāi)辟新的水源。

7)廢黃河以北引江水渠道附近地區(qū)，開(kāi)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(kāi)發(fā)利用在南水北調(diào)中可以發(fā)揮重要作用，建議在工程的具體規(guī)劃設(shè)計(jì)中給予足夠的重視和妥善安排。

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