今年3月22日是第29屆“世界水日”,3月22日~28日是第34屆 “中國水周”。聯(lián)合國確定2021年“世界水日”的主題為“珍惜水、愛(ài)護水”,我國紀念2021年“世界水日”和“中國水周”活動(dòng)的主題為“深入貫徹新發(fā)展理念,推進(jìn)水資源集約安全利用”。
當前,自然資源部中國地質(zhì)調查局正在從以地下水資源調查為主轉向地表水地下水一體化的水資源調查,圍繞重點(diǎn)流域開(kāi)展了地表水與地下水轉化機制及量化研究。在“世界水日”到來(lái)之際,我們邀請長(cháng)江流域、黃河流域、海河—淮河流域、松遼流域、珠江流域水文地質(zhì)調查工程的首席專(zhuān)家,暢談各流域如何實(shí)現水資源集約安全利用。
長(cháng)江流域:保障流域水資源供需平衡
長(cháng)江全長(cháng)約6300千米,流域橫跨我國西部、中部和東部三大經(jīng)濟區,總面積180萬(wàn)平方公里。長(cháng)江流域是我國水量最豐富的流域,水資源總量9755億立方米,約占全國河流徑流總量的36%,其中地下水資源量2468億立方米,約占全國地下水資源量的30.3%。盡管擁有如此豐富的水資源,但由于諸多原因,長(cháng)江流域內仍有局部地區存在缺水狀況。
工程型缺水主要集中在長(cháng)江上中游地區,這里地勢起伏變化大,地形破碎,交通不便,大型供水工程建設難度大,加上部分地區水資源利用方式還很粗放,節水管理與節水技術(shù)還比較落后,用水浪費現象仍較嚴重。水質(zhì)型缺水則主要集中在長(cháng)江干支流中下游經(jīng)濟發(fā)達地區。此外,由于降水、蒸發(fā)量與地表徑流量的時(shí)空分布不均,長(cháng)江流域局部地區存在著(zhù)資源型缺水。
針對長(cháng)江流域水資源開(kāi)發(fā)利用中存在的突出問(wèn)題和主要矛盾,應盡快采取有效措施對長(cháng)江流域水資源進(jìn)行合理開(kāi)發(fā)利用與保護。
一是強化節水措施,推進(jìn)節水型社會(huì )建設。要加大節水宣傳力度,提高全民節水意識;積極發(fā)展節水型產(chǎn)業(yè),轉變用水模式,提高用水效率;以節水促減污,以限排促節水,減少污染物排放,有效保護好水資源,從而緩解部分地區和枯水時(shí)段水資源的供需矛盾。
二是合理配置水資源,保障流域水資源供需平衡。長(cháng)江上游應通過(guò)對現有設施挖潛配套,合理開(kāi)發(fā)建設一批控制性調蓄工程和水源工程,重點(diǎn)解決四川盆地腹地、滇中高原和黔中高原等區域的工程性缺水和資源性缺水問(wèn)題;長(cháng)江中游應通過(guò)加強節約用水和防污治污,強化對現有工程設施的挖潛配套和節水改造,通過(guò)地表水和地下水的聯(lián)合調蓄,提高對干流和主要支流水資源的調控能力,改善枯水期和枯水年供水狀況以及河湖生態(tài)環(huán)境用水狀況;長(cháng)江下游應在強化節水減污措施的基礎上,提高沿江工程的引排能力,逐步擴大引江規模以保障供水水質(zhì)安全。
三是加強地下水監測與研究,實(shí)現地表水地下水聯(lián)合調蓄。開(kāi)展地下水水量、水位、水溫及水質(zhì)長(cháng)期監測與研究,建立長(cháng)江流域地表水—地下水監測體系,掌握流域各地地下水形成、分布和運移規律,搞清地下水、地表水和生態(tài)系統的相互關(guān)系,綜合分析各地水資源的承載能力和可持續利用程度等,為地表水地下水聯(lián)合調蓄和水資源的統一管理提供科學(xué)依據。
四是分析水資源演變規律,加強需求管理。加強對人類(lèi)活動(dòng)影響下的水資源數量及質(zhì)量變化的調查、監測、評價(jià)及研究,重點(diǎn)關(guān)注水利工程活動(dòng)影響下的水資源演變分析,采礦活動(dòng)、隧道等地下空間開(kāi)發(fā)對水循環(huán)、水環(huán)境的影響,以及水資源、水環(huán)境、水生態(tài)對國土空間開(kāi)發(fā)的響應。
?。ㄗ髡唿S長(cháng)生,系長(cháng)江流域水文地質(zhì)調查工程首席專(zhuān)家)
黃河流域:統籌考慮地表水與地下水資源
黃河是中華民族的母親河,黃河流域是我國重要的生態(tài)屏障,而水資源短缺則是制約黃河流域生態(tài)保護與高質(zhì)量發(fā)展的重要因素。據黃河水資源公報,2019年,黃河流域水資源總量為797.5億立方米,開(kāi)發(fā)利用總量為556.0億立方米、開(kāi)發(fā)利用率達70%,其中地下水開(kāi)發(fā)利用量為114.4億立方米,占比21%。
2020年,由中國地質(zhì)調查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調查中心實(shí)施的黃河流域水文地質(zhì)調查工程,組織完成的年度地下水資源調查評價(jià)表明,地下水資源主要分布在黃河上游蘭州以上地區,中游龍門(mén)至三門(mén)峽段次之,地下水資源在平原(盆地)區最為豐富,銀川平原、河套平原、關(guān)中平原、太原盆地、運城盆地、臨汾盆地、下游干流區等7個(gè)主要平原(盆地)的區域面積占比9%,但其地下水資源量占比超過(guò)20%。國家地下水監測工程在黃河流域獲取的監測數據表明,受農業(yè)灌溉、工業(yè)和城鎮集中供水影響,在平原(盆地)和干支流河谷區等局部地區形成了不同程度的地下水位下降區。與2019年同期相比,區域地下水位總體上呈現上游穩定、中游局部上升、下游普遍下降,區域地下水降落漏斗除汾河流域、下游影響帶面積略有增加外,其他一般呈恢復和基本穩定狀態(tài)。
黃河流域由于水資源總量貧乏,時(shí)空分布不均,且實(shí)際開(kāi)發(fā)利用率遠超國際公認的40%生態(tài)警戒線(xiàn),形成了一系列水生態(tài)、水環(huán)境、水安全問(wèn)題。對黃河流域2017年所涉及的70余個(gè)地級市的各類(lèi)用水效率和用水量等指標的分析結果顯示,流域內農田灌溉水有效利用系數一般低于0.6,遠低于世界先進(jìn)水平;5個(gè)市超過(guò)用水總量控制紅線(xiàn),16個(gè)市人均用水量、4個(gè)市畝均用水量超過(guò)全國平均水平;從用水效率看,23個(gè)市萬(wàn)元GDP耗水量、8個(gè)市萬(wàn)元工業(yè)增加值耗水量高于全國平均水平。因此,亟須統籌考慮地表水與地下水資源,把水資源作為最大的剛性約束,開(kāi)展水資源承載能力評價(jià),提高水資源利用效率,落實(shí)“以水而定、量水而行”的剛性約束,全面推進(jìn)水資源節約集約利用。
“十四五”期間,中國地質(zhì)調查局部署的黃河流域水文地質(zhì)與水資源調查將全面開(kāi)展地下水資源調查監測評價(jià)工作,針對水源涵養區、生態(tài)脆弱區、糧食主產(chǎn)區、能源基地、河口三角洲等開(kāi)展水資源綜合調查與水平衡分析,摸清水資源狀況及變化,評價(jià)區域水資源承載能力,進(jìn)而提出國土空間開(kāi)發(fā)格局優(yōu)化與生態(tài)保護修復建議,服務(wù)黃河流域生態(tài)保護與高質(zhì)量發(fā)展。
?。ㄗ髡唔n雙寶,系黃河流域水文地質(zhì)調查工程首席專(zhuān)家)
海河流域:優(yōu)化水資源配置與開(kāi)發(fā)利用調控
海河流域東臨渤海,西依太行山脈,南接黃河,北連內蒙古高原,流域面積32.8萬(wàn)平方千米。該地區人均水資源量?jì)H為全國人均水資源的1/8,水資源極度短缺。因地表水源不足,地下水供水占本地水資源供水量的70%左右,生產(chǎn)生活用水不得不長(cháng)期依賴(lài)地下水。山區地表水庫截流和平原區地下水長(cháng)期超采產(chǎn)生的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題,成為制約經(jīng)濟社會(huì )可持續發(fā)展的瓶頸之一。
為摸清流域水資源數量、質(zhì)量、開(kāi)發(fā)利用及其影響,在自然資源部中國地質(zhì)調查局的統一部署下,中國地質(zhì)調查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調查研究所聯(lián)合中國地質(zhì)調查局天津地質(zhì)調查中心等有關(guān)單位,實(shí)施了海河—淮河流域水文地質(zhì)調查工程,對海河流域華北平原重點(diǎn)區的水平衡和地下水超采問(wèn)題進(jìn)行了系統研究,就水資源開(kāi)發(fā)利用調控提出以下建議:
一是加強水資源節約,增加外調水供水,優(yōu)化水資源配置。大力發(fā)展高效節水灌溉,全面提升農業(yè)水資源利用效率。進(jìn)一步增加外調水的供水比例,受水城區用外調水置換地下水開(kāi)采,具備地表水灌溉條件的地區用地表水逐步置換地下水灌溉。綜合考慮水資源系統、生態(tài)系統、社會(huì )經(jīng)濟系統的耦合關(guān)系,開(kāi)展水資源優(yōu)化配置研究,從供給側進(jìn)行地下水、地表水、外調水、非常規水等多水源調配,從需求側進(jìn)行生態(tài)、生活、生產(chǎn)用水優(yōu)化配置,提升水資源安全保障能力。
二是科學(xué)設定治理目標水位,深入推進(jìn)地下水超采治理。以遏制地下水超采和水生態(tài)環(huán)境改善為目標,分區、分含水層位精細化評價(jià)治理目標水位。地下水超采治理的目標是根據各地實(shí)際情況和危害程度,確定一個(gè)階段內適宜的治理目標。如淺層水位埋深在大中型城市城區應控制在大于30米,中東部地區應控制在3米~10米,而濕地生態(tài)多樣性維系埋深則需控制在1米~3米;深層地下水頭埋深在中東部地面沉降嚴重區應控制在45米~60米。這些紅線(xiàn)劃定的主要目的是,實(shí)現穩定的地下水位,減緩地面沉降,進(jìn)而保證城市地下空間工程安全、防治土壤鹽漬化、保護濕地資源。
三是加強地下水回補和調蓄,逐步推進(jìn)農業(yè)灌溉水源置換。在山前平原優(yōu)選地下水回補靶區,研究雨洪水、南水北調水、本地地表水等多水源聯(lián)合高效回補模式,評估天然河道、坑塘、人工滲漏壩、地下水壩等回補方案,加強地下水回補和含水層調蓄。在中東部平原區注重研究非常規水源開(kāi)發(fā)利用技術(shù),充分挖掘微咸水開(kāi)發(fā)利用潛力,用于農業(yè)灌溉置換深層地下水開(kāi)采;研究南水北調中東線(xiàn)二期工程用于農業(yè)灌溉的可行性,逐步置換農業(yè)灌溉水源,減少地下水開(kāi)采。
四是系統實(shí)施重要河湖濕地生態(tài)修復。加強主要河湖濕地健康評估與生態(tài)需水評價(jià),研究河湖濕地生態(tài)修復措施、效果評價(jià)指標體系和生態(tài)用水保障機制,通過(guò)外調水和本地地表水的優(yōu)化調配,實(shí)施重要河流濕地的生態(tài)修復工程,支撐生態(tài)系統良性發(fā)展。
?。ㄗ髡邨顣?huì )峰、曹文庚,分別系海河—淮河流域水文地質(zhì)調查工程首席專(zhuān)家、海河南系水文地質(zhì)調查項目成員)
松遼流域:加強農業(yè)用地下水管控
松遼流域地處我國東北地區,是我國重要的商品糧基地。農業(yè)發(fā)展離不開(kāi)豐富的水資源。統計顯示,這一地區2019年總用水量的73.53%用于農田灌溉,其中地下水占45.2%。而對于東北地區的廣大農村而言,地下水則是供水的唯一來(lái)源。
松遼流域地下水資源空間分布不均,局部地區短缺。松嫩平原、三江平原、遼河平原等平原區是糧食的主產(chǎn)區,對地下水資源需求量大,地下水開(kāi)發(fā)強度高,在地下水集中開(kāi)采區出現了地下水水位持續性下降,局部形成降落漏斗。此外,原生地下水環(huán)境鐵、錳含量高,部分地區氟、砷富集等地下水環(huán)境問(wèn)題比較突出,人類(lèi)活動(dòng)致使一些地區地下水“三氮”污染加劇。
地下水資源存在的這些問(wèn)題,既有水質(zhì)方面的,亦有水量方面的。水量方面的問(wèn)題,可以通過(guò)合理配置水資源、調整產(chǎn)業(yè)結構和用水結構、技術(shù)改革等得到解決。而水質(zhì)方面,因地下水污染具有過(guò)程緩慢、不易發(fā)現和難以治理的特點(diǎn),即使徹底消除其污染源,也需要十幾年甚至幾十年才能使水質(zhì)復原。因此,地下水質(zhì)的保護更應引起高度重視。
從東北地區用水組成看,城市工業(yè)用水和生活用水在總供水中所占比重較小,且城市人口集中,集中供水,給排水設施完善,水資源管理法律法規及監管易于實(shí)施。而在農村,農田灌溉用水比重大,由于人口分散、開(kāi)采地下水成本低、利益驅動(dòng)力大,對集中開(kāi)采地下水難于管控,對農藥、化肥的施用難于監管。因此,農業(yè)用地下水的管控是地下水資源管理的關(guān)鍵。為此,建議如下:
一是加強宣傳,強化地下水資源的保護意識。二是加快地下水資源管理制度建設,強化農業(yè)用地下水的總量控制和地下水位生態(tài)閾值管理,強化制度剛性約束和執法監察,逐步解決農村地下水的無(wú)序開(kāi)采。三是開(kāi)展水資源合理配置研究,加強對地下水位持續下降區、超采區和地下水污染區的調查監測,合理確定生產(chǎn)生活用水和生態(tài)用水配額,充分認識地下水資源的可調節性、可流動(dòng)性,科學(xué)開(kāi)發(fā)利用地下水資源。四是強化打井施工隊伍管理,從源頭控制水井數量和成井質(zhì)量,嚴格隔水層止水,防止地下水躍層污染。五是調整農業(yè)種植結構,以水定地,以水定產(chǎn),開(kāi)展水稻種植區水資源承載能力研究,推進(jìn)節水灌溉,提高水資源利用效率。
?。ㄗ髡咄鯐怨?,系松遼流域水文地質(zhì)調查工程首席專(zhuān)家)
珠江流域:地下水具有較大開(kāi)發(fā)利用潛力
珠江流域面積45萬(wàn)平方千米,包括南北盤(pán)江流域、紅柳江流域、郁江流域、西江流域、北江流域和東江流域等二級流域。流域上游為云貴高原,以深切峽谷為主,珠江源生態(tài)功能區生態(tài)修復和深部巖溶地下水有效開(kāi)發(fā)利用是急需解決的問(wèn)題;中游為峰叢洼地和峰林谷地,桂林國家可持續發(fā)展議程創(chuàng )新示范區和泛北部灣經(jīng)濟區的水環(huán)境保護問(wèn)題比較突出;下游為丘陵谷地和濱海平原,粵港澳大灣區水安全保障是需要長(cháng)期關(guān)注的重大科學(xué)問(wèn)題。
珠江流域水資源總量豐富,人均水資源量達4700立方米。但受極端天氣影響,區域性干旱頻發(fā),仍有飲水不安全人口5000多萬(wàn)人。2009年秋至2010年春發(fā)生的干旱災害,曾導致云南、貴州和廣西944座水庫干涸,造成812萬(wàn)人和394萬(wàn)頭牲畜飲水困難、187萬(wàn)公頃耕地受旱。
防災減災意識薄弱,“靠天吃飯”的意識根深蒂固;水資源調控能力不足,供水工程的建設和維護有待加強;缺乏科學(xué)的水資源統籌規劃,地下水資源開(kāi)發(fā)利用率低等,都是珠江流域地區水資源安全保障問(wèn)題未能得以有效解決的原因。
珠江流域的地下水可開(kāi)采資源量達980億立方米/年,目前僅開(kāi)采了10%左右,具有較大的開(kāi)發(fā)利用潛力。因此,保障珠江流域水資源安全應充分發(fā)揮地下水的作用。
第一,掌握地下水賦存分布規律,發(fā)揮分散供水和應急供水作用。通過(guò)開(kāi)展1∶5萬(wàn)水文地質(zhì)調查,尋找可供開(kāi)發(fā)利用的地下河、泉水和蓄水構造等水源,解決廣大農村分散居民飲用水保障問(wèn)題。同時(shí),在粵港澳大灣區、泛北部灣經(jīng)濟區和主要大中城市的周邊,開(kāi)展應急供水地下水水源地調查、論證和建設。
第二, 加強調蓄工程建設,解決水資源時(shí)空分布不均問(wèn)題。一是在地下水補給區的高部位巖溶洼地,選擇巖溶管道集中發(fā)育部位,建設地表—地下聯(lián)合水庫。二是在碎屑巖補給區興建調蓄水庫。三是在峰叢山區分散建設蓄水水柜。
第三,建立與生態(tài)重建和經(jīng)濟發(fā)展相結合的地下水資源可持續利用模式。珠江流域水資源環(huán)境類(lèi)型多樣,決定了開(kāi)發(fā)利用形式的多樣性。比如,在巖溶丘陵洼地區,可通過(guò)堵洞形成地表—地下聯(lián)合水庫,發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟;在深切割峰叢洼地區,可建設調蓄水柜,發(fā)展立體生態(tài)農業(yè);在巖溶峰林平原和丘陵谷地區,宜建設抽水型地下調節水庫,發(fā)展節水生態(tài)農業(yè);在斷陷盆地區,可利用周邊地下水徑流帶堵洞蓄水,實(shí)現水資源聯(lián)合調度,在盆地內發(fā)展果糧基地,實(shí)現水資源有效開(kāi)發(fā)利用,支撐經(jīng)濟社會(huì )可持續發(fā)展。
?。ㄗ髡呦娜赵?,系珠江流域水文地質(zhì)調查工程首席專(zhuān)家)