陳立強 李冠杰

淺析前坪水庫供水區(qū)地下水源的置換和保護

陳立強 李冠杰

根據(jù)淮河流域經濟社會可持續(xù)發(fā)展的需要，近期擬建前坪水庫。前坪水庫位于淮河一級支流沙潁河的支流北汝河上游、河南省洛陽市汝陽縣縣城以西9km的前坪村，是以防洪為主，結合灌溉、供水兼顧發(fā)電的大型水庫。水庫總庫容5.92億m3，最大壩高90.8m，控制流域面積1325km2。水庫興利調節(jié)城市年供水量6300萬m3。前坪水庫供水規(guī)劃范圍為：汝州市區(qū)，汝陽縣城區(qū)、汝陽工業(yè)區(qū)、汝陽縣的小店鎮(zhèn)、上店鎮(zhèn)，郟縣縣城；供水后水庫水源將置換汝陽、汝州和郟縣地區(qū)地下水源，區(qū)域地下水長期超采問題將得到解決。

一、供水區(qū)地下開采現(xiàn)狀

1.地下水可開采量

汝陽縣城位于北汝河左岸丘陵區(qū)一、二級階地，地下水可開采模數(shù)約為12萬 m3/km2，地下水埋深一般在5～50m之間，單井出水能力為5～60t/h。根據(jù)汝陽縣開發(fā)區(qū)地下水資源普查成果，開發(fā)區(qū)內地下水儲量總體不豐富，有開采潛力的地區(qū)包括大安南新村富水區(qū)和大安—內埠斷層富水帶，地下水埋深在200m左右，兩處水源地最多可鑿6眼井，最大供水能力為310 t/h左右，與入駐企業(yè)用水需求相差甚遠。

汝州市城區(qū)及郟縣城區(qū)均位于北汝河左岸一、二級階地上，多屬泥沙及砂卵石含水層，有少部分巖石裂隙水，淺層地下水一般埋深在2～30m左右，深層水埋深一般在200m以上，現(xiàn)狀以開采淺層水為主。參考《河南省水資源》中的地下水可采量模數(shù)圖，該區(qū)域地下水可采量模數(shù)為10萬～15萬m3/km2之間。地下水可采量模數(shù)以12萬m3/km2計，則建成區(qū)面積88.9km2范圍內淺層地下可開采量為1067萬m3。

2.地下水開采現(xiàn)狀

供水區(qū)2012年總供水能力4075 萬m3，實際年總供水量為3661萬m3，其中地下水供水量3201萬m3，占總供水量的87.4%。供水區(qū)地下水和地表水比例說明該區(qū)域地下水取水量占總取水量的比重過大，地表水供水占比過小，供水結構不合理。

前坪水庫供水區(qū)2012年供水能力和供水量統(tǒng)計結果見表1。表1中自備井供水能力1878萬m3，占地下水供水能力的46.1%，說明分散自備井取水量占比例過大，呈現(xiàn)較嚴重的地下水無序開采現(xiàn)象。供水區(qū)地下水可開采量為1979萬m3，而實際年地下水供水量達3201萬m3，年供水量是可開采量的1.62倍，地下水超采情況比較嚴重。

3.供水區(qū)地下水位觀測

前坪水庫供水區(qū)現(xiàn)狀無序超采城市地下水，造成地下水位下降、局部地面沉降，對城市水環(huán)境造成嚴重影響。汝州市及郟縣部分井近年地下水埋深觀測情況見表2、表3。

表1 前坪水庫供水區(qū)2012年供水能力和供水量

表2 汝州市部分井地下水埋深觀測表

從地下水埋深觀測結果分析，汝州市及郟縣地下水埋深呈明顯地逐年加大趨勢，并且趨勢在不斷加速過程中。其中汝州市11號觀測井地下水埋深2007年平均為11.1m，而2013年地下水平均埋深16.34m，較2007年埋深增加5.24m，2007～2013年平均每年埋深增加0.87m，地下水水位逐年明顯降低。由于地下水位下降，大量取水井取水不足或報廢，造成可供水量達不到供水能力要求，供水缺口較大。上述結果表明，前坪水庫供水區(qū)地下水超采溢采情況嚴重，地下水位明顯下降。

表3 郟縣部分井地下水埋深觀測表

表4 前坪水庫城鎮(zhèn)供水區(qū)設計水平年可供水量表

表5 供水區(qū)設計水平年水量供需平衡表

表6 水庫供水置換地下水水資源量 單位：萬m3

二、供水區(qū)地下水開采問題

1.地下水濫采超采現(xiàn)象嚴重

近年來，非法開采城市地下水的現(xiàn)象仍然存在，各類自備井開發(fā)建設規(guī)模不一、多而混亂、總體開采量過大，造成地下水位下降、局部地面沉降，對地下水資源造成嚴重影響。無序開采城市地下水，造成公共供水設施不能正常發(fā)揮效益，大量取水井取水不足或報廢，造成供水量達到供水能力要求，不利于社會資源的合理配置。

2.地表水開發(fā)利用程度低

前坪水庫供水區(qū)內城鎮(zhèn)供水（水廠和自備井）和農業(yè)灌溉供水大部分為地下水，當?shù)氐乇硭斑^境水（北汝河）開發(fā)程度低，地表水供水量占總供水量比例僅為12.6%。

3.供需矛盾突出，浪費嚴重

由于供水區(qū)城鎮(zhèn)化水平的迅速提高，致使城鎮(zhèn)人口及工業(yè)發(fā)展速度較快，現(xiàn)有水利工程的供水能力，不能滿足日益增長的需水要求，缺水量較大，城鎮(zhèn)供需矛盾十分突出。同時節(jié)水意識薄弱，供水區(qū)用地下水浪費現(xiàn)象嚴重。

三、供水區(qū)需水量分析

1.水庫供水量分析

根據(jù)供水區(qū)汝陽、汝州和郟縣城市總體規(guī)劃，前坪水庫規(guī)劃供水區(qū)規(guī)劃水平年2025年可供水量為4373萬m3，見表4。前坪水庫供水區(qū)規(guī)劃水平年2025年缺水量5985萬m3，見表5。規(guī)劃水平年2025年供水區(qū)缺水量全部由前坪水庫供給，供水率按0.95計算，水庫毛供水量6300萬m3。

2.水庫供水置換地下水資源量

為治理地下水超采問題，根據(jù)河南省、市地下水取水政策與封閉自備井實施方案，到規(guī)劃水平年2025年不再增加淺層地下水開采量，保留現(xiàn)狀水廠供水規(guī)模，除少量規(guī)模較大、合規(guī)合法的自備井繼續(xù)供水外，將封閉大部分自備井，同時控制總的地下水供水能力小于地下水可開采量，以保護地下水資源。

因此，到2025年，按保留水廠現(xiàn)狀供水規(guī)模、封閉85%（按取水量）的自備井計算，淺層地下水供水能力為1979萬m3，可供水量為1914萬m3。在滿足需水的條件，水庫供水置換地下水水資源量1287 萬m3，見表6。

四、結語

前坪水庫年可供城市水量6300萬m3，在滿足需水的條件下，供水區(qū)地下水開采量1914萬m3，水庫供水置換地下水水資源量1287萬m3，可減少開采地下水資源量1287萬m3。

前坪水庫供水后，將置換汝陽、汝州和郟縣地區(qū)地下水源，實施了水源替代和地下水壓采措施；封閉不符合規(guī)劃的自備井；實現(xiàn)了地下水資源量開采量小于可開采量的保護目標，使地下水資源得到涵養(yǎng)；大幅度減少了供水區(qū)地下水資源開采量，解決了供水區(qū)域地下水長期超采的問題，并且使供水區(qū)實現(xiàn)了水資源的合理分配

（作者單位：淮河流域水資源保護局淮河水資源保護科學研究所 233000 河南省水利勘測設計研究有限公司 450008）