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规划推进地下水资源的科学管理
规划推进地下水资源的科学管理

规划推进地下水资源的科学管理

    地下水是水资源的重要组成部分。地下水是降水和地表水入渗进入地层并储存于含水层中形成的,具有多年调节、自然净化等优良品质。我国是水资源短缺国家,人均水资源量仅为世界人均水平的四分之一左右,其中,地下水资源量占总水资源量的三分之一 水资源,地下水
  改革开放以来,我国经济发展取得了举世瞩目的伟大成就,同时也付出了资源消耗、环境恶化的巨大代价。调整要素投入结构,尽快摆脱资源依赖型发展方式,是我国资源总量和人均资源占有量相对不足的国情所决定的。《中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定》指出:“水是生命之源、生产之要、生态之基。兴水利、除水害,事关人类生存、经济发展、社会进步,历来是治国安邦的大事。”“人多水少、水资源时空分布不均是我国的基本国情水情,水资源供需矛盾突出仍然是可持续发展的主要瓶颈。”“实现水资源可持续利用,把严格水资源管理作为加快转变经济发展方式的战略举措”。当前,规划推进地下水资源的科学管理,对于遏制地下水资源衰竭和污染态势,发挥地下水资源对社会经济可持续发展的长期支撑作用,具有重要的现实意义。
  资源禀赋:人多水少 分布不均
  地下水是水资源的重要组成部分。地下水是降水和地表水入渗进入地层并储存于含水层中形成的,具有多年调节、自然净化等优良品质。我国是水资源短缺国家,人均水资源量仅为世界人均水平的四分之一左右,其中,地下水资源量占总水资源量的三分之一,在我国当前的用水结构中,地下水占据了全国总供水量的20%左右、饮用水供水量的70%、农田灌溉水量的40%、工业用水量的38%,尤其在北方地区,地下水在饮用水、农田灌溉用水、工业用水中的比重都很高,局部可达80%以上,这种用水结构短期内不会改变。
  地下水资源在我国经济长期快速发展中发挥了重要资源支撑作用。中国拥有世界人口总数的20%,但其淡水资源只占世界总量的5%至7%,我们以不足世界人均四分之一的水资源,保障了在推进工业化、城市化的同时,保持长期粮食安全。在华北平原地区,以占全国不到2%的水资源量,支撑了全国10%的人口、12%的GDP、10%的粮食产量并持续数十年。在西南红层地区、黄土高原、西北内陆盆地、山地高原缺水区等典型地区,陆续施工供水井200多万眼,解决了800多万人的饮水安全问题。在应对极端气候事件中,开展抗旱找水打井,解决了数百万人的饮水问题。水资源,地下水
  地下水资源是分布很不均匀的稀缺性资源。浅部地下水具有循环可更新性,深部地下水一般更新十分缓慢,具有矿产资源属性,同时地下水还是生态系统中活跃的控制性要素,地下水质量的复杂性使它既可以得到利用,也可能具有危害性。据调查,全国地下水天然补给资源总量为9234.72亿立方米/年,北方占32.3%,南方占67.7%。地下淡水可开采资源总量是3527.78亿立方米/年,北方占43.6%,南方占56.4%,分布很不均匀,主要集中在各大平原盆地。年地下水开采量1100亿立方米/年(淡水)左右,总体开采程度为30%。南、北方开采量和开采程度差异很大,总体上北方开采程度高于南方。其中,华北平原地下水开采程度高,为114.0%,其中浅层地下水开采程度为105%,深层地下水为177.2%,深层地下水已严重超采。山西六盆地地下水开采程度平均为97.4%,其中太原盆地已严重超采,开采程度为132.7%,部分地区地下水开采尚具有较大潜力。
  中国地下水资源问题早已引起举世关注。地下水资源问题事关饮水安全、粮食安全、工程安全、生态安全,国际社会高度关注。美国学者莱斯特·布朗2008年坚持认为中国被过度开发的地下水再生能力差,处于不可持续状态,仍然威胁着中国粮食安全。2006至2007年《国际先驱论坛报》和《纽约时报》发表了多篇关于华北平原地下水问题的报道,将地下水与粮食安全、城市扩张联系起来。俄亥俄州立大学水文学家Frank Schwartz说:“水危机并不只在中国存在,但中国比世界上其他任何地方的问题都更为严峻。”
  开发现状:水量衰减 水质劣化
  由于经济社会高速发展对水资源刚性需求增长,地下水过量开采情况严重,带来了一系列问题,包括水量衰减、质量劣化、生态环境破坏等方面,总体状况呈现日趋严峻的局面:
  地下水位持续下降,部分地区濒临枯竭。一些地区地下水严重超采,使得地下水位持续下降,面临地下水资源枯竭的危险。地下水超采区主要分布在黄淮海平原、山西六大盆地、关中平原、松嫩平原、下辽河平原、西北内陆盆地石羊河流域等地区。华北平原太行山前及中部的浅层地下水已经部分枯竭,深层地下水开采已形成了跨京、津、冀、鲁的区域地下水降落漏斗群,有近7万平方公里的地下水位低于海平面,成为大的地下水降落漏斗。西北各盆地地下水位持续下降,绿洲萎缩。大量名水大泉枯竭,如北京玉泉山泉水过去被誉为“山下泉流似玉虹,清泠不与众泉同”,在1975年5月枯竭。河北邢台百泉泉域,号称三十六泉,引泉灌溉40万亩,1981年至1987年陆续干枯,“水涌百穴,甘露争溢”景象不再。山西晋祠泉域地下水位每年下降1.5米,难老泉1994年枯竭,李白“晋祠流水如碧玉”的诗画景色一去不返。济南七十二泉2001年出现泉水停涌890天的纪录。水资源,地下水
  地下水水质堪忧,污染呈不断扩散趋势。2011年,全国200个城市开展的地下水水质监测表明,总体来讲,全国地下水质量状况不容乐观,水质呈较差级和极差级的占55%。我国大多数城市地下水预报组分呈增长趋势。主要增长的组分有:矿化度、总硬度、硝酸根、亚硝酸根、硫酸要、铁、锰、COD和氨氮等。目前,中国约有3亿农村人口和5000万城市人口的饮用水还达不到安全标准。
  地下水不合理开发引起的地面沉降、地裂缝、地面塌陷、海水入侵等危害严重。由于大量开采深层承压水,在一些大城市和地下水集中开采区造成地面沉降。地面沉降严重地区主要为华北平原、长江三角洲和汾渭盆地。华北平原不同区域的沉降中心仍在不断发展,并且有连成一片的趋势。华北平原主要沉降中心为沧州、任丘地区,累计沉降量为2457毫米。华北平原沉降量大于1000毫米的面积超过8500平方公里,大于2000毫米的面积超过940平方公里。在河北、山西、陕西、山东、河南等省、区、市、共发生地裂缝400多处。我国海水入侵主要发生在环渤海地区辽宁、河北、山东等省份。
  荒漠化和湿地退化持续发展。在西北内陆盆地,河水大部分被截留,使下游沙漠边缘分布的尾闾湖面临干枯,加剧了下游气候的干旱化和生态环境恶化,绿洲面积不断萎缩。湿地退化是近20年来松嫩平原生态环境变化的一个显著特征,湿地面积减少了65.80万公顷,平均每年减4.39万公顷。其中地表水体减少12.74万公顷,沼泽减少53.06万公顷。三江平原原有大小泡沼不下4000个,因水位下降而干枯占三分之二。大型的湖泊日益萎缩,小的泡沼不复存在。
  地下水资源衰竭和污染加剧的主要原因是人为不合理的利用。以华北平原为例,专家分析导致该地区地下水位持续下降和诸多环境问题的原因,一是大规模山区水利工程对地表径流的控制大幅度减少了地表水向地下水的补给,二是快速工业化、城镇化、农业高速发展大幅度增加了用水需求,三是气候变化造成区域降水量明显减少,四是水位下降后含水层禀赋劣化导致储水能力下降等。随着科技进步和推行节约用水措施,我国地下水用水量快速增长态势已有所好转,但因用水与资源分布不协调,多数集中用水的平原地区仍将长期处于超量开采状态。
  施行“精确治水” 实现人水和谐
  我国地下水资源管理仍比较粗放。尽管我国水利战略和相关决策已经确立,但各项政策措施偏于宏观,难以落地,地下水资源管理总体上仍处于比较粗放的状况,存在着家底不清、管理手段缺失、政策导向不明确、基础能力和设施投入不足等诸多问题。如地下水分布规律和评价不够精细、地下水监测系统不健全、地下水开采量数据不准确、地下水管理还存在不少薄弱环节等。有专家认为,水资源枯竭的主要原因是管理不善,“如果我们采取更为有效的水资源管理措施,水危机将可以得到很大缓解”。而要实施更为有效的水资源管理措施,就需要比以往更加精确的科技支撑和管理规则,因此,施行“精确治水”成为必然选择。
  国际上先进用水国家的发展经验值得借鉴。从国际上看,以色列利用有限的水资源在荒漠上创造了现代知识与科技密集型节水农业的奇迹,使灌溉水利用率达到0.95,远高于我国0.5的水平。美国和发达国家加强用水管理、提高用水效率的战略转变的主导思想,不仅是为了缓解缺水,在很大程度上是为了减少环境压力。连水资源丰富的加拿大也大力开展节水运动。对照国际上用水管水的先进经验,我们在实施水资源可持续利用方面差距还很大。
  “精确治水”就是在国家既定水资源战略和规划的指导下,依靠高精度水文地质调查和地下水资源评价、高密度地下水动态监测网络、高标准和全覆盖的地下水开采计量以及相关信息化系统的支撑,统筹地下水数量、质量、生态功能的利用,协调经济社会发展与地下水资源承载能力的关系,精细设计各项可实地操作的限制、控制、鼓励和补贴政策,推动地下水管理的高精度、高准度、高效率性,构建全面落实国家水资源战略的技术和管理耦合体系。
  施行“精确治水”要树立地下水资源数量-质量-生态统筹协调的理念。从数量角度,要体现“节水优先、综合治水”,就要认识到节水是根本,尽可能采取综合节水措施,提高用水效率,来解决水资源不足问题,只有在确属资源型缺水,采取各种节水措施挖掘潜力仍难以支撑合理的发展基础的情况下,方可采取调水等工程措施辅助解决水问题,异地调水应本着极其慎重的态度,防止破坏调出地的生态环境。从质量角度,要体现“防污优先、防治结合”,地表以下地层复杂,地下水流动极其缓慢,因此,地下水污染具有过程缓慢、难以逆转、不易发现和难以治理的特点。地下水一旦受到污染,即使彻底消除其污染源,也得十几年、几十年,甚至上百年才能使水质复原,或者根本难以复原,所以绝对不能放任“先污染、后治理”,务必落实预防在先的方针。从生态角度,要体现“生态优先、人水和谐”,当前出现的北方地区地下水位持续下降造成万泉停流、生态环境恶化、地下水污染呈扩散趋势的严峻形势,与过去山清水秀的美好生态景观和宜居环境相比,是我们不能承受之重,水资源的开发利用必须把生态保护的要求前置,首先留足维持生态系统良好循环的必要水量,保持生态环境需要的基本水位,才能体现人水和谐的基本理念。水资源,地下水
  施行“精确治水”要坚持产业布局与水资源禀赋相协调的理念。水资源时空分布不均是我国的基本国情,体现人水和谐,就是要适应这一资源禀赋特点,立足本地、立足节水、立足水资源承载能力约束,通过逆向顶层设计,以水资源作为约束条件规划产业发展布局,及时调整违背水资源禀赋的产业布局,实现产业发展和水资源循环更替的良性互动。以我国北方平原为例,现有的冬小麦-夏玉米轮作体制,与华北平原冬季降水极少的水资源禀赋极不协调,只能完全依靠抽取地下水来满足冬季农作物的灌溉需求,应该重新思考种植结构问题,现行种植结构是完全不可持续的,应顺应季节特点尽量减少冬小麦种植,尽量增加夏玉米的种植。
  施行“精确治水”要体现科技“精度”与管理“准度”相结合的理念。据调查,我国目前各类用水缺乏准确评价技术能力,导致家底不清,措施难以操作,即使在实施节水灌溉的地区,不同农户的灌溉用水量也有成倍差异,如同样是管道输水畦灌技术对冬小麦进行春灌,农户每公顷每次灌水量在600至1500立方米间变动,难以准确控制,这既说明节水潜力很大,也提醒我们急需构建“精确治水”科技平台,提高科技“精度”。同时科技“精度”提高为管理“准度”的提升提供支撑,通过管理“准度”的提高,实现水资源管理的各项目标,把各项政策措施通过准确操作落到实处。
  建设信息平台 完善政策体系
    四是城镇化过程中构建双源-分质供水体制,施行“精确供水”。应大力推行城市分质供水,结合城市新区建设和老区基础设施改造,构建分质供水系统,加强城市自备井管理,强化地热资源开发利用控制,促进雨水收集和水资源循环利用。我国绝大多数城市都是单一水源为主的供给形式,尤其在南方多数城市都以地表水作为单一水源。我国不仅极端干旱和洪涝事件频发,而且近年来水污染事件也呈多发态势。建立应急、备用供水机制,成为保障城市饮用水安全、提高应对极端气候事件和突发水污染事件能力的必然选择。
  五是地下水污染以防为主、精确防控。开展地下水环境脆弱性评价和地下水污染基础条件调查评价,为调整产业结构提供支撑。改进工业生产工艺,强化污染防治措施。严禁采用渗井、渗坑排放污水。合理适当使用氮肥,实施节水灌溉,减少氮的流失。严禁垃圾乱堆乱放,建设城市垃圾卫生填埋场。加强地下水污染防治知识的宣传普及,切实增强环保意识,自觉保护水资源和水环境。
一是加大基础性投入,构筑“精确治水”支撑体系。尽快开展重要城市和经济区、主要农产区中大比例尺水文地质调查和地下水资源评价,尽快实施国家地下水监测工程,构建地下水动态监测网络体系,尽快统筹高标准基本农田建设和农村水利基础设施建设,为每一眼地下水开采井装上标准化的精确计量装置,准确掌握用水数量,加强地下水领域基础理论研究和信息化建设,形成精细水文地质调查+精确地下水监测+精准用水计量+水资源科学配置调控信息化平台构成的“精确治水”支撑体系,加上跨部门统筹协调的“多龙治水”机制,为全面落实国家严格水资源管理战略提供保障。
  二是建设适应水资源特点的农业种植结构与灌溉体系,施行“精确灌溉”。实现目前灌区平均水利用系数0.5左右到2030年达到0.60的目标,需要科学利用土壤水调节功能,遵循降水和土壤水季节变化的规律,使各个区域的农业的产业结构和作物的产品结构和土壤水优的周期相适应,针对我国北方地区的实际情况说,就是要多增加夏种秋收的棉花和杂粮的种植面积,减少冬小麦的种植面积,充分有效地利用土壤水,减少灌溉用水量。典型地区的研究表明,在确保粮食增产的前提下,优化冬小麦-夏玉米轮作体系的灌溉制度,可以实现节约灌溉用水20%以上,优化灌溉制度大有可为。
  三是农业补贴增量向节水效果倾斜,施行“精确补贴”。鉴于农业节水的巨大潜力和水资源对粮食安全的制约作用,建议今后对粮食主产区的农业补贴增量向节水效果倾斜,妥善处理保护农民种粮积极性和节约用水的关系,制定基准用水定额内用水补贴和超额加价政策,结合推行适度规模种植、水资源约束下的种植结构优化等措施,大幅度提高水利用效率,实现既定节水目标。水资源,地下水
 
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