2016年01月13日 星期三
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幸福之水哪里来?

—“中国水周”聚焦水资源的合理开发利用

来源:中国自然资源报 发布时间:2020-03-24

▶中国地质调查局岩溶地质研究所实施的《乌蒙山水文地质调查》项目,助力四川省昭觉县利用温泉发展生态渔业。 邹胜章 供图

▶汾河的源头—雷鸣寺泉。申豪勇 供图

▶江西省宁都县小源村安全饮水示范井,可保障全村3500余人饮水。 邵长生 供图

3月22日是第28届“世界水日”,3月22日~28日是第33届“中国水周”。我国纪念2020年“世界水日”和“中国水周”活动的宣传主题为“坚持节水优先,建设幸福河湖”。

水是人类赖以生存和发展的珍贵资源。地球上虽然“三分陆地七分水”,储水量有14.5亿立方千米之多,但其中淡水储量仅占2.5%,而人类可以直接利用的湖泊、河流和浅层地下的淡水资源仅占地球总水量的0.26%左右。随着人口的增长和经济的发展,人类对水的需求不断增长,而与之对应的是,在工业化、气候变化等影响下,淡水资源日渐短缺,许多国家陷入缺水困境。

我国人多水少、水资源时空分布不均,水安全问题事关经济社会发展稳定和人民健康福祉。近年来,自然资源部中国地质调查局坚持山水林田湖草是一个生命共同体,从地下水调查转向地表水与地下水一体化调查,从注重水的资源功能转向资源、环境、生态功能并重,从水资源阶段性评价转向周期性评价,并着力开展流域水文地质与水资源调查,在服务生态文明建设、精准扶贫和区域经济社会发展中发挥了重要作用,为保护和合理开发利用水资源提供了支撑与服务。

今天,我们邀请水文地质调查领域的专家和有关项目负责人,谈谈如何合理开发利用水资源。

黄河流域: 量水而行须摸清水资源家底

韩双宝

黄河是中华民族的母亲河。在自然环境变化与人类活动的双重影响下,黄河流域面临严重的水资源与水平衡问题。流域水资源总量贫乏,开发利用程度高;水资源时空分布不均,产水区、用水区不匹配,有效利用难度大;耗水量持续增长,供需矛盾突出;生态环境需水量研究不深、配置不足,造成湿地萎缩退化等一系列水资源与水平衡问题。

党的十八大以来,习近平总书记多次实地考察黄河流域生态保护和发展并作出重要指示,明确黄河流域生态保护和高质量发展是重大国家战略,发展要坚持生态优先,把水资源作为约束,以水而定,量水而行,合理规划黄河流域人口、城市和产业发展。

为摸清流域水文地质条件,以及水资源数量、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中心联合地调局有关单位,开展了黄河流域水文地质调查工程。

目前,该工程已完成流域内34万平方千米地下水主要分布区的水位统测工作,掌握了黄河流域地下水流场及水位变化特征。在湟水河流域、渭河流域、汾河流域、黄河下游干流区等典型流域开展水文地质与水资源调查,实施了一系列地表水—地下水转化断面监测、入渗与蒸发试验,为流域水资源评价提供关键水文地质参数。此外,还开展了流域水平衡分析研究,明确了目前黄河流域上中下游重点地区的水平衡问题。

为支撑黄河流域生态保护与高质量发展,水文地质环境地质调查中心将继续组织开展水文地质与水资源调查、地下水统测、地下水资源评价、信息化与数据库建设、综合研究等工作,以干支流河谷区、银川平原、河套平原、关中平原、鄂尔多斯盆地、太原盆地、运城盆地、临汾盆地和黄河下游干流区为重点,开展年度统测,掌握地下水位状况、盈亏量及其相关的生态环境问题,分析区域地下水位变化趋势、成因及应对对策;科学划分水文地质单元,开展地下水资源数量、质量评价,分析生态环境问题,提交国情数据;针对典型子流域重点生态环境问题,查明水文地质条件与水资源状况,揭示水资源变化与生态环境的关系,提出地下水资源合理利用、生态保护建议。

围绕黄河上游局部地区生态系统退化,中上游主要平原(盆地)地下水开发利用程度高、生态环境变化大,下游悬河段地表水—地下水转化关系变化、三角洲湿地生态变化等问题,项目将开展重点调查和水平衡分析,服务国土空间规划与生态修复。

(作者系黄河流域水文地质调查工程首席科学家)

汾河流域: 保护岩溶大泉迫在眉睫

申豪勇 谢 浩

汾河发源于山西省宁武县东寨镇管涔山脚下的雷鸣寺泉,在山西省万荣县荣河镇汇入黄河,全长716千米,控制流域面积39741平方千米,是黄河的第二大支流。汾河横贯整个山西省中南部,流经包括省会太原市在内的6个地市,流域面积约占山西省总面积的1/4。

汾河流域以发育有岩溶大泉为主要特征,受地形地貌和地质构造的控制,流域内共发育了8个规模不等、流量不等的岩溶大泉,从上游到下游依次为雷鸣寺泉、晋祠泉、兰村泉、洪山泉、郭庄泉、霍泉、龙子祠泉和古堆泉。岩溶大泉的泉水流量稳定、水质良好,且便于开发利用,是周围城市生产和生活的主要供水水源。但随着经济的快速发展,流域内水资源供需矛盾日益突出,水资源过度开发引发的生态环境问题日益严重,加强岩溶大泉的保护迫在眉睫。

随着泉域内自然条件的改变和人类活动强度的加剧,岩溶泉域的地质结构、水循环要素以及输入输出条件都发生了根本性变化,并诱发了一系列水资源环境问题。首先,岩溶大泉的泉水流量大幅度衰减甚至断流:20世纪60年代汾河流域8个岩溶大泉的总流量达每秒27.09 立方米,到2017年已衰减至每秒8.56立方米,其中兰村泉、晋祠泉、古堆泉和洪山泉已经断流。其次,区域岩溶地下水位持续下降:20世纪80年代到2010年,年平均下降速度为1米~2米;2010年以后,由于当地政府实行地下水压采政策,下降速度有所减缓。再次,岩溶地下水的水质呈恶化趋势:受地质结构影响,汾河流域多数岩溶水系统为“水煤共存”系统。煤炭资源开发,特别是近年来闭坑煤矿形成的“老窑水”对岩溶地下水资源的污染日益严重。

中国地质调查局岩溶地质研究所组织实施的《汾河流域晋中南大型岩溶泉域1:5万水文地质调查》项目,对汾河流域中游的晋祠泉域和兰村泉域开展了1:5万水文地质调查,掌握了泉域内岩溶地下水资源的开发利用现状,并提出了晋祠泉复流措施。利用项目建立的地下水渗流数值模型,对各种措施的效果进行定量评价预测,晋祠泉有望在未来2~3年恢复出流。

针对汾河流域的水资源供需矛盾问题及生态环境问题,加强汾河流域地下水资源保护、开展岩溶大泉的生态环境修复需要重点关注以下几个方面的工作:一、加强岩溶大泉基本水文地质条件的调查工作,尤其是掌握其随自然或人类活动产生的变化情况,这是开展地下水资源合理开发利用与保护的前提;二、查明各岩溶大泉泉水流量衰减或断流的成因,为泉水的生态修复提供基础依据;三、开展“老窑水”对岩溶地下水的环境效应分析,揭示岩溶大泉水质恶化的原因。

(作者分别系中国地质调查局岩溶地质研究所《汾河流域水文地质调查》项目负责人、成员)

华北平原: 加强地下水合理开发是关键

石建省 张翼龙

地下水长期过度开采会引发一系列资源、生态、地质环境问题。目前,我国华北平原已经成为世界上地下水降落漏斗面积最大、地面沉降最严重的地区。2014年,国家启动河北省地下水超采综合治理试点;2019年,国务院印发实施《华北地区地下水超采综合治理行动方案》。通过城镇自备井关停、最大限度利用外调水、置换农业农村生活水源、探索旱作雨养种植模式、开展休耕轮作试点、大力发展节水灌溉等一系列措施,目前,华北地区用水总量增长得到一定程度遏制,城市集中供水区地下水位下降态势初步扭转,但区域地下水降落漏斗发展态势依然严峻。

地下水超采治理是一个长期过程。现阶段地下水超采治理以控采为主,从长远来看,超采治理不能仅是禁采和限采地下水,地下水位的过度回升也会导致一系列的生态环境问题。例如,浅层地下水水位过高会导致地下水蒸发增加,形成土壤盐渍化;过高的地下水水位可能会造成地下空间和建筑地基失效。因此,从水平衡角度出发,加强地下水合理开发是地下水超采治理需要研究解决的重要问题。

自然资源部中国地质调查局部署开展的“海河—淮河流域水文地质调查工程”对华北平原水平衡变化进行了重点研究。基于此,就科学开展地下水超采治理提出以下建议:

一是注重水平衡变化分析。加强超采治理的水文变化过程研究,进行水平衡动态分析评价,根据影响水平衡的关键要素,优化调整治理措施,制订科学合理的地下水开发方案,充分发挥地下水资源的作用。

二是科学确定超采治理目标。针对不同区域地下水功能,根据稳定地下水位、防止水资源枯竭、减缓地面沉降、保证城市地下空间工程安全、防止土壤盐渍化、保护湿地资源等综合指标,分层、分区划定科学化、精准化超采治理“红线”。

三是遵从和维护水循环自然规律。建议尽量恢复水循环自然功能,水资源利用要因“地”制宜,因“质”制宜,宜地表则地表,宜地下则地下。要保证优质地下水资源首先用于人民饮用,下决心全面置换工业用水的地下水开采,根据水源置换能力和地下水可供性综合调整农业产业结构,切实做到“以水定产”。

四是推进非常规水源开发利用。华北平原中东部地区的中浅部分布有大范围微咸水、半咸水,资源量约36亿立方米/年,尚未得以有效开发利用。应进一步创新工作思路,转变研究理念,加强咸水、微咸水改善与开发利用技术研究,最大限度地实现咸水、微咸水资源化,以咸水、微咸水的区域性改善与规模化开发,促进华北平原地下水可持续利用。

五是加大地下水安全回补。充分利用地下水超采形成的地下库容,发挥地下水的调蓄功能,开展多水源联合调度,实施地下水安全回补与调蓄工程,构建集地下水回补及调蓄—风险评价—监控预警—含水层管理于一体的地下水涵养体系,以实现地下水安全回补以及含水层综合调蓄与管理,进而提高区域水资源及水环境承载能力。

六是优化地下水监测体系。现有的国家和省级地下水监测点以区域性控制为主,针对不同水文地质单元布设,尚不能有效支撑地下水超采治理目标划定和效果评估工作。建议针对地下水严重超采区、地下水降落漏斗分布区、地面沉降严重区等区域,优化和加密地下水监测网,建立精准地下水超采治理监测网,为全国地下水超采治理监测起到示范作用。

(作者分别系中国地质调查局水文地质环境地质研究所党委书记、副所长,水文地质与水资源调查计划首席科学家;中国地质调查局水文地质环境地质研究所科学技术处处长)

赣州四县: 让贫困区缺水百姓喝上干净水

邵长生

“终于能喝上干净水了!”今年春节前夕,江西省宁都县青塘中学收到了一份特殊的新年礼物——由中国地质调查局武汉地质调查中心建设的安全饮水示范井。该井是武汉地调中心落实自然资源部和中国地质调查局党组工作部署,在江西宁都县青塘中学组织实施的一项惠学惠民工程,解决了困扰该校20余年的安全饮水难题。

让缺水地区更多的群众喝上干净、卫生的地下水,一直是中国地质调查局支撑脱贫攻坚的目标之一。江西省赣州市兴国县、赣县区、于都县、宁都县(以下简称“赣州四县”)是自然资源部定点帮扶县。这里不仅季节性缺水问题突出,而且由于地处红层区、浅变质岩区和花岗岩区,地下水基本水文条件不佳,找水打井困难。自然资源部加强对定点帮扶的赣州四县支持力度,要求中国地质调查局发挥专业优势,做好“两不愁三保障”中的饮水安全保障工作。

针对赣州市贫困地区农村饮水困难及旱情导致的季节性严重缺水等问题,2019年,地调局组织武汉地质调查中心、南京地质调查中心和水文地质环境地质调查中心3家直属单位,在赣州四县开展找水打井专项水文地质工作,共实施了183口水井,涉及106个村组、10个千吨万人水厂,直接解决了7.74万人的安全饮水问题,并为12.1万群众提供补充水源。

2019年,赣州地区遭遇近百年一遇干旱灾害,持续时间长达6个月,河塘干涸、溪水断流,群众饮用水困难问题越发突出,部分水厂限时供水,甚至无水可供。随着脱贫摘帽时间接近,该类村组的安全饮水问题更成为当地政府部门“两不愁三保障”工作的头等大事。中国地质调查局急群众之所急,及时开展找水打井工作,提供应急备用或补充水源,让当地政府和群众吃下定心丸。如赣县杨西村水厂地表水源干枯,武汉地调中心及时为该村建设了一处日供水量可达256吨饮水示范井,大埠乡正规划将该处作为乡镇府驻地近1万人的补充水源。

下一步,自然资源部中国地质调查局及直属单位将继续落实党中央和自然资源部党组关于脱贫攻坚的指示精神,坚持脱贫不脱政策、脱贫不脱帮扶、脱贫不脱责任,继续充分发挥专业优势进行帮扶。一是查漏补缺,在安全饮水保障程度不足、高铁锰氟等水源质量差的问题地区,继续开展找水打井和改善治理示范;二是聚焦产业扶贫,针对赣州四县特色的天然矿泉水资源、地热资源和富硒蔬菜产业灌溉水资源等需求,开展勘查与评估,为当地特色水产业可持续发展提供服务;三是提出赣州四县地下水资源开发利用建议,指导当地地下水资源开发利用,为实现脱贫攻坚和乡村振兴有效衔接提供地质支撑。

(作者系中国地质调查局武汉地质调查中心《赣南地区饮水安全水文地质调查》项目负责人)