基于水资源优化配置的地下水可开采量研究

基于水资源优化配置的地下水可开采量研究

齐永飞

中石化绿源地热能开发有限公司山东分公司山东德州253600

摘要：地下水因开采便利、水质良好、供水稳定等优点，常被作为优质的供水水源。许多地区为维系经济社会的快速发展，在地表水供给不足的情况下，长期超采地下水，导致了地下水位下降、地面沉降、海（咸）水入侵等生态环境问题。地下水可开采量的大小对于保证流域/区域内经济社会可持续发展至关重要，因此，科学计算地下水可开采量非常重要。本文分析了水资源优化配置的地下水可开采量。

关键词：水资源；配置；地下水可开采量

水既是生命的源泉,也是工农业生产中不可替代的重要资源。城市生活用水和工农业生活用水都要求有稳定、可靠的供水。如果大量开采利用地下水,会大大改变地下水的状况;补给不足,地下水位不断下降,更会造成恶果;过度开发会在质量和数量上影响子孙后代对水资源的利用,引起一系列生态环境问题;所以,一定时期内地下水开采量不能大于其更新补给量,只有合理开发利用和保护水资源。

一、研究区概况

某县总面积39547.7km2，约占新疆总面积的2.5%。多年平均地表水资源量2.2055×108m3，现状地下水资源量为2.1776×108m3。本县供水总量为60189×104m3/a，其中地表水的总配水量8625×104m3/a，占本县供水总量的14%；地下水供水总量为51564×104m3/a，占本供水总量的86%，其中机电井开采47742×104m3/a，占地下水供水总量的93%。本县地下水超采区主要在南盆地，超采量高达30423.0×104m3/a，超采系数高达0.72，属严重超采区。本县2014年农业用水量57862×104m3/a，占各业用水总量的96%；生活用水量627×104m3/a，占各业用水总量的1%；工业用水量1670×104m3/a，占各业用水总量的2.8%。

1.地下水补给。本县平原区地下水的补给项主要为山前侧向补给、地表水体转化补给和地下水回归入渗补给等。对地下水的补给作用较大的主要是通过地表水入渗而产生的地下水转化补给量，即河道渗漏补给、水库渗漏补给和渠道引水及田间灌溉入渗对地下水的补给。另外，由于开采地下水进行农业灌溉及泉水回归所产生的渗漏补给，对本区的地下水也有很大的补给作用。其中山前侧向补给量占总补给量的48.4%。转化补给量为1.4993×108m3/a，占总补给量的51.6%，其中河道渗漏补给、渠系渗漏补给、田间渗漏补给和库塘渗漏补给占总补给量为1.3556×108m3/a，占总补给量的46.64%。以上数据表明当地地下水的补给量主要受水资源开发利用程度和用水结构的影响。

2.地下水排泄。研究区的排泄量包括潜水蒸发量、侧向流出量、浅层地下水实际开采量、泉水排泄量。计算结果见表1。由表1可知，本县地下水的自然排泄主要为侧向排泄、潜水蒸发和泉水出流，占总排泄量的4%；人工排泄（机电井开采和坎儿井出流）为5.7399×108m3/a，占总排泄量的96%。

二、水资源优化配置与地下水可开采量

目前本县出现的水资源问题主要是农业用水量过大，农业用水量占全县总用水量的比例高达96%。因此，在未来的水资源规划利用问题上，旨在调整用水结构。根据本县经济发展和工业结构调整的规划的成果，适度减少农业用水量，大力推进工业化步伐。

1.退耕方案。退耕原则：保护基本农田（责任田）灌溉面积2.37×104hm2，对非责任田面积进行削减，同时采用先进的灌溉节水技术，提高灌溉水利用系数。现拟定以下三种退耕方案：一是低方案：维持现状农业灌溉面积3.85×104hm2不变。二是中方案：削减非责任田和设施农业以外的所有灌溉面积。合计退耕面积0.97×104hm2。三是高方案：退耕非责任田的全部灌溉面积，且对责任田中的中低产田进行等面积置换，淘汰中低产田。合计退耕面积1.49×104hm2。

2.需水预测。根据对社会经济发展水资源的需水。规划水平年2020年不同程度退耕方案中的农业需水量均占总需水量的75%以上，最高达79%，工业需水所占份额由现状年的2.8%提高至19%，其它用水项用水2%。这表明规划水平年2020年因退耕方案和高效节水措施的实施，农业需水量显著减少。

3.可开采量计算。根据不同方案下的需水情况，利用水均衡法，得到规划水平年2020年不同配置方案下的地下水可开采量，随着未来节水型社会建设和不断提高水资源开发利用效率，地下水的各项补给量将有所减少，相应的地下水可开采量也会随之减少。在高方案情况下，规划年2020年地下水可开采量为2.1394×108m3/a，其中南盆地的地下水可开采量仅占11%。三种不同程度退耕方案实施后，减少了相应退耕面积的农业用水量，但均未彻底改善鄯善县南盆地灌区的地下水严重超采现状。低方案中的地下水超采量达19373×104m3/a，比现状年少开采地下水32191×104m3，极大的缓解了地下水的超采现状；中方案中的地下水超采量为14361×104m3/a，比低方案减少了地下水开采量5012×104m3；高方案中的地下水超采量为11156×104m3/a，与中方案相比减少了地下水开采量3205×104m3，比低方案减少了地下水开采量8217×104m3。

4.应对方案。到规划水平年2020年时，即使本县水利工程设施得到完善，提高了用水效率，将耕地面积减少至责任田面积2.37×104hm2，本县的水资源也不能满足其社会经济发展的用水需要，南盆地地下水仍存在超采。因此，建议对进行退耕还水的同时，也可从以下两个方向做更深入的研究：一是产业发展模式转型；二是跨流域调水。通过发挥上述综合措施的协同效应，为尽快治理南盆地地下水超采现状提供决策依据，实现地下水水资源的可持续利用。三是加强水利工程调度管理,提高水资源尤其是洪水资源的利用率。洪水具有两重性,它既是造成自然灾害的主要原因,又是一种可以利用的自然资源。因此,科学利用洪水资源,这是在现阶段生态环境、人口、经济发展、社会进步、生活等条件下,提高水资源承载能力的有效途径

综合上述三个方案，尽管已大幅度地采取了退耕还水的措施（高方案），水资源仍不能满足其社会经济发展的用水需要，南盆地地下水仍有超采。在这种情况下，从更宏观的水资源配置角度出发，采取更严格的水资源管理的措施，实行产业发展模式转型，或跨流域调水，为实现地下水水资源的可持续利用发挥积极作用。

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