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(diǎn)的基礎(chǔ)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(kù)容調(diào)蓄引江水和當(dāng)?shù)亟涤陱搅?、合理開發(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(guān)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(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800900億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，禁止開采深層水。為了解決農(nóng)業(yè)缺水問題，應(yīng)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(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膩硭?，增加枯水期和年份?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(kù)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(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?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(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)中線工程初步可行性研究報(bào)告資料，丹江口水庫(kù)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(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(bǔ)給，除來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1/31/2，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)