毕业设计（论文）地下水的合理开发利用在南水北调中的作用.doc

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1、长江工程职业技术学院毕业论文地下水的合理开发利用在南水北调中的作用学生姓名 系（部） 专 业 水文与水资源 指导老师 2011年4月26日摘 要在系统阐述地下水资源概念和地下水含水层特点的基础上，分析了南水北调受水区地下水开采现状，探讨了解决城市和农业地下水超采的措施，利用地下水超采形成的地下库容调蓄引江水和当地降雨径流、合理开发利用地下水提高水资源利用率和改造咸水、防止土壤盐碱化等在南水北调中的作用黄淮海平原水资源紧缺，严重制约着社会经济的持续发展，造成地下水超采和生态环境恶化。南水北调工程是解决我国北方水资源严重短缺问题的重大举措。江水北调对减少与制止地下水超采可以提供必要的条件，同时，地

2、下水的合理开发利用在南水北调中也可以发挥开源节流、改善生态环境、改造咸水和防止土壤盐碱化等重要作用。关键词南水北调 控制城市和农业地下水超采 合理开发地下水 改造利用咸水目 录前言1第一章 绪论1第一节 地下水的概念1第二节 地下水的分类第三节 地下水的开发面临的问题第四节 南水北调的意义第二章 地下水资源的特点第一节 浅层地下水第二节 深层地下水第三节 地下水可采量第三章 地下水开发和利用第一节 南水北调受水区地下水开采现状第二节 地下水的补给第三节 渠水灌区井渠结合合理开发利用 结语 参考文献附录第一章 绪论第一节 地下水的概念地下水资源包括地下水的储存量和补给量两部分。不参与现代水循环、

3、不可再生和恢复的储存量称为储存资源；参与现代水循环、可再生和恢复的补给量称为补给资源。储存资源是地质历史时期累积形成的地下水资源量，是含水系统中不可再生和恢复、因而不能持续利用的水量。取用含水系统的储存资源，将导致这部分资源的永久耗失。有些地区具有大厚度的含水层，地下水位变动带以下的地下水静储量非常巨大。因此，20世纪60年代有人提出黄淮海平原地下存在着一个地下海,90年代初在塔里木盆地和河西走廊也有人提出发现了地下海，认为可以利用的地下水资源非常丰富。然而，地下水储存量虽然是一种宝贵的地下水资源，但它和矿产资源一样，一旦消耗，难以恢复，因而是不可持续利用的。只有在利用过程中可以不断恢复和补偿

4、的地下水补给量才是可持续利用的地下水资源。补给资源是指一个含水系统在单位时间里、可以持续获得补充的水质、水温合乎一定标准的水量。原则上在一个含水系统中提取的地下水量不超过其补给资源时，水源便有持续供应的保证。地下水的补给量包括天然补给（山前侧向补给和垂向补给）和转化补给（地表水体补给、地表水灌溉渠系和田间灌溉水补给，含水层之间的越流补给,以及地下水灌溉回归补给等，但地下水灌溉回归转化补给只作为地下水的补给量，一般不能算作地下水资源）。由于地下水补给的一部分将消耗于不可避免的潜水蒸发、天然生态耗水、地下水的排泄，而不能全部被开发利用，地下水的可开采利用量仅是补给量的一部分。这部分可以开采利用又不

5、致引起难以承受的环境损害（如城区和滨海地区的地面沉降，干旱地区的土地沙化等）的水量称为可持续开采量或可采资源。有些地区将地下水的全部补给量作为地下水的可采量而进行开发利用，将造成地下水的超采。不同的地下水含水层可开采利用的地下水资源不同，必须根据含水层的特点合理开发地下水资源。第二节 地下水的分类（一）、按起源不同,可将地下水分为渗入水、凝结水、初生水和埋藏水。 渗入水：降水渗入地下形成渗入水。 凝结水：水汽凝结形成的地下水称为凝结水。当地面的温度低于空气的温度时，空气中的水汽便要进入土壤和岩石的空隙中，在颗粒和岩石表面凝结形成地下水。 初生水：既不是降水渗入，也不是水汽凝结形成的，而是由岩浆

6、中分离出来的气体冷凝形成，这种水是岩浆作用的结果，成为初生水。 埋藏水：与沉积物同时生成或海水渗入到原生沉积物的孔隙中而形成的地下水成为埋藏水。 （二）、按矿化程度不同，可分为淡水、微咸水、咸水、盐水、卤水。 详见下表： 地下水按矿化度分类表 地下水类型 总矿化度(g/l) 淡 水 50 （三）、按含水层性质分类，可分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。 孔隙水：疏松岩石孔隙中的水。孔隙水是储存于第四系松散沉积物及第三系少数胶结不良的沉积物的孔隙中的地下水。沉积物形成时期的沉积环境对于沉积物的特征影响很大，使其空间几何形态、物质成分、粒度以及分选程度等均具有不同的特点。 裂隙水：赋存于坚硬、半坚硬基岩裂

7、隙中的重力水。裂隙水的埋藏和分布具有不均一性和一定的方向性；含水层的形态多种多样；明显受地质构造的因素的控制；水动力条件比较复杂。 岩溶水：赋存于岩溶空隙中的水。水量丰富而分布不均一，在不均一之中又有相对均一的地段；含水系统中多重含水介质并存，既有具统一水位面的含水网络，又具有相对孤立的管道流；既有向排泄区的运动，又有导水通道与蓄水网络之间的互相补排运动；水质水量动态受岩溶发育程度的控制，在强烈发育区，动态变化大，对大气降水或地表水的补给响应快；岩溶水既是赋存于溶孔、溶隙、溶洞中的水，又是改造其赋存环境的动力，不断促进含水空间的演化。 （四）、按埋藏条件不同，可分为上层滞水、潜水、承压水。 上

8、层滞水：埋藏在离地表不深、包气带中局部隔水层之上的重力水。一般分布不广，呈季节性变化，雨季出现，干旱季节消失，其动态变化与气候、水文因素的变化密切相关。 潜水：埋藏在地表以下、第一个稳定隔水层以上、具有自由水面的重力水。潜水在自然界中分布很广，一般埋藏在第四纪松散沉积物的孔隙及坚硬基岩风化壳的裂隙、溶洞内。 承压水：埋藏并充满两个稳定隔水层之间的含水层中的重力水。承压水受静水压；补给区与分布区不一致；动态变化不显著；承压水不具有潜水那样的自由水面，所以它的运动方式不是在重力作用下的自由流动，而是在静水压力的作用下，以水交替的形式进行运动。第三节 地下水的开发面临的问题地下水资源是我国水资源的重

9、要组成部分，特别是在地表水资源相对贫乏的干旱、半干旱地区，地下水在保证居民生活用水、社会经济发展和生态环境平衡等方面起着不可替代的作用。但最新的全国地下水资源分省评价报告表明，因开发利用不合理，目前我国地下水资源面临着供需紧张、污染严重、地质灾害影响大等问题。 据调查，目前我国地下水利用量占全国水资源利用量的16，已勘查评价的集中供水水源地约1400多处，其中已开采近1000处，日开采量近1亿立方米。依靠地下水供水的城市达400多个，占全国城市总数的60。 2001年初国土资源部启动了新一轮地下水资源评价工作，以西北和华北缺水区为评价重点，开展了地下水资源总量评价和地下水环境质量评价。新一轮评

10、价结果显示：全国地下水天然资源量多年平均为9235亿立方米，地下淡水多年平均可开采量为3527亿立方米，均比上一次评价结果有所增加。 调查结果显示，我国南北方在地下水资源分布和城市供水结构方面存在较大的地区性差异。南方地下水资源丰富，约占全国地下水资源总量的71，而占全国国土面积60的北方地区，地下水资源仅占全国的29。在城市供水结构上，北方地区地下水所占份额较大，有的城市甚至以地下水为唯一水源。地下水开发利用程度最高的是华北地区，地下水供水量占全地区总用水量的52。这充分表明在我国社会经济飞速发展的今天，地下水资源已成为城市和工农业生产的战略性经济资源。 资源分布不均和不合理的开采布局，使城

11、市地下水开发利用中存在着严重问题。在许多地区和城市，局部超采现象较为普遍。北方大部分地区地下水资源处于超采或严重超采状态。其中呼和浩特市开采强度达193.6，已严重超采。超量集中开采地下水，已造成地下水水位大幅度下降，引起地面沉降。有些地区虽然总体上地下水资源的开采量并未超过允许量，但由于地区间开采程度不平衡，造成局部开采强度分布不均，形成地下水降落漏斗。特别是城市地下水集中开采局部地段，已多处发生地面塌陷事故。在我国沿海城市地区，由于超采引起的海水入侵问题已比较严重。同时，大量农药、化肥、生活污水及工业“三废”未经处理直接排放，成为地下水的污染源。据不完全统计，目前我国发现地下水水质污染的地

12、区及城市已有136座，污染较为严重的有包头、沈阳、兰州等城市。浪费地下水资源的现象也很严重。目前西北盆地有的地区每亩灌溉定额高达7001000立方米年，有效利用率只有3040，大量宝贵的地下水资源被浪费。面对严峻的地下水资源供需形势，专家们呼吁，充分发挥中国地质环境监测院和各省、地级的地下水监测体系，对各省主要城市、重要盆地和平原农业区实行长期动态观测，对由开采地下水所引起的相关地质环境问题进行区域性监测，在充分掌握我国地下水资源基本情况的基础上，进行科学合理的开采布局及调蓄工作，控制减少污染源，是从根本上解决我国地下水资源开发利用方面问题的重要措施。第四节 南水北调的意义 南水北调工程是优化

13、我国水资源时空配置的重大举措，是解决我国北方水资源严重短缺问题的特大型基础设施项目，是未来我国可持续发展和整个国土整治的关键性工程，对解决我国北方地区系列因水资源短缺而产生的生态环境问题，对我国尤其是北方地区宏观经济和社会的发展起着十分关键的决定性作用。在国务院的领导下，经过各个方面专家的反复论证，南水北调工程总体规划已经完成。“十五”计划明确提出：“加紧南水北调工程的前期工作，尽早开工建设。”现在，该工程已开工在即，这是本世纪初我国人民在党中央和国务院领导下进行现代化建设的伟大创举。 我国水资源总量虽丰富，但人均拥有水量少。我国水资源总量约为2.8万亿立方米，居世界第6位，但人均拥有量仅为2

14、200立方米，是世界人均水平的14，并被列为13个贫水国家之一。另外，我国水资源的时空分布差异较大，加剧了一些地方水资源短缺的严重程度。我国幅员辽阔，降雨的时空分布和年内分配的差异，导致水资源在空间的分布极不均匀。北方水资源贫乏，南方水资源丰富。长江流域及其以南的河川径流量占全国七大河流总径流量的81，人均水资源和亩均水资源均高于全国平均水平，是水资源相对丰富的地区。而黄淮海流域水资源量只占全国的7.2，人均水资源只有全国平均水平的15，仅为世界平均水平的116。目前，北方人口约占全国总人口的46.5，耕地占全国的65，GDP占全国的47.5，但水资源只占全国的19，人均水资源占有量仅为南方人

15、均量的14。北方地区河流断流，地下水严重超采，大面积地下水位下降现象日趋严重。联合国亚太经合会在2000年亚太地区环境状况的报告中，将我国的北方地区与中亚的里海盆地并列为严重缺乏淡水资源的地区。 由于上述人均量不足和时空分布不均的基本特征，使水资源的合理配置成为我国经济发展长期面临和必须妥善处理的基本问题之一。 进入新世纪，我国经济和社会发展将开始向现代化建设的第三步战略目标迈进。现代化建设的第三步战略目标与前面的两步战略目标有很大的不同，它不仅要实现经济总量的增长，而且更重要的是要实现以共同富裕为目的的地区协调发展和人类生存环境的明显改善。 目前，我国虽然已基本实现小康的目标，但经济社会发展

16、不平衡的矛盾也在日渐突出，并呈继续恶化的趋势，表现在城乡和地区间经济增长速度和收入水平的差距还在逐步扩大。我国地区差距主要表现在东、中、西三大地域之间，造成这种发展差距的原因是多方面的，其中华北和西北地区自然条件相对较差，特别是水资源短缺是一个重要的原因。地区之间的协调发展是实现我国国民经济长期稳定健康发展、提高我国综合国力、实现共同富裕和现代化目标的重要保证。因此，解决华北和西北地区缺水问题，实施南水北调工程，保障该地区持续发展对水资源的基本要求，必将有助于我国区域间经济社会协调发展目标的实现，有助于我国现代化建设第三步战略目标的实现。鉴于我国南北之间的差异也有越来越明显的趋势，尽快实施南水

17、北调工程也将有助于控制这种差异的扩大。同时，现代化还意味着良好的生态环境质量，意味着经济社会和生态环境间的协调发展。华北和西北地区水资源的短缺，不仅严重制约了这个地区经济社会的发展，而且还引发了大量的生态环境问题。事实表明，只有实施南水北调工程，才有可能为解决这些生态环境问题创造必要的条件，才能使该地区满足基本实现现代化对生态环境质量良好的要求。当今生态环境保护已成为国际社会的共识。1992年世界环境首脑会议指出：“我们能够改变我们的发展途径，我们能够帮助那些需要改善生活的人们，我们能够更好地管理和保护生态系统，并为我们全体带来更为繁荣的未来。”这正是南水北调工程的宏观意义之所在。 总之，实施

18、南水北调工程，可改善华北和西北地区的水资源条件，从根本上缓解这一地区长期资源性缺水的矛盾，对于控制地区差距的扩大趋势，促进区域协调发展，对于改善生态坏境质量和实现第三步战略目标具有十分重要的意义。第二章 地下水含水层水资源的特点平原地区松散岩层中的主要含水层为浅层水和深层承压水。浅层地下水指地表以下的潜水和潜水-微承压水，可以直接接受大气降水和地表水的补给。深层承压水指埋藏在深部弱透水层间含水层中的承压水。20世纪70年代初期，人们根据传统的地下水资源的概念和地下水含水层的部分特点，认为深层承压水具有以下优点：1）地下水承压水位高，开采初期有的地区水位高出地面，水井可以自流；2）含水砂层厚、导

19、水性强、水井出水量大；3）水质好、不易受到污染；4）承压水位不易受到气候条件的影响等。而对浅层水则认为：1）缺乏良好含水砂层或砂层厚度小、水井出水量小；2）含水层导水性差，侧向补给相对较小；3）浅层水水质差、易受地表水体污染等。在这种认识下，20世纪6070年代许多农村和城市大量开采深层承压地下水，特别是某些地方的政策导向也是鼓励开采深层水，打深井国家给予补助，而打浅井则不予补助。由于深层水的大量开采，造成承压水位大幅度下降，形成大面积的承压水位降落漏斗。近30多年来的实践表明，上述对地下水含水层的认识是不够全面的。实践使人们对浅层潜水和深层承压水含水层和资源的特点有了更为全面的认识。第一节

20、浅层地下水浅层地下水（包括潜水和浅层潜水-承压水）开采量的组成浅层地下水的补给和消耗：（1）地区内部的垂向补给和消耗：降雨补给、河流和渠道渗漏补给、田间灌溉水补给、越层补给；潜水蒸发、越层消耗。（2）来自地下水侧向补给和排出区外的地下水排泄。（3）开发利用过程中由于水位下降，含水层疏干而动用的地下水储存量（这部分不能作为可持续利用的地下水资源量）。在含水层的给水度为，单位面积上（m2）由于水位下降S(m)而释放的水量W(m3)为W=S浅层地下水的优点是：1）可以直接接受大气降水和地表水体和地下径流的垂直和侧向补给，开采利用后可以不断得到恢复和补偿，因而是可以持续利用的。2）含水层埋藏浅，可用浅

21、井开采，工程造价低。3）浅层地下水的给水度远大于深层承压水含水层，相同开采水量条件下水位下降小，运行费用低于深层承压水。在补给量和水质有保证的条件下，浅层地下水可作为农业用水的主要水源和城市工业和生活用水的后备或辅助水源。,j4m-v5v gu=LCndGg5eHDv% FXE +VGcpC$gFm 1F?Pd 第二节 深层地下水深层地下水开采量的组成深层承压水的补给和消耗：1）来自山前的天然地下水侧向补给和排出区外的地下水排泄。在开采区远离补给边界的情况下，侧向补给量是十分有限的。2）地区内部的垂向补给和消耗：承压含水层上下均有弱透水层或隔水层阻隔，不能直接承受降雨、河渠渗漏和灌溉水补给，在

22、开采过程中只有来自或进入相邻含水层的越层补给。3）开发利用中由于承压水头的下降，含水层和弱透水层的弹性（或弹塑性）压密而释放的水量（对粘性土主要是塑性压密，即使回灌也难以恢复）。这部分水量是不可补偿的，主要是动用的含水层中原有的地下水储存量，不能作为可持续利用的地下水资源量。在承压含水层的弹性给水度为E,单位面积上（M2）由于承压水位下降SC(M),承压含水层和弱透水层释放的水量WC(M3)为WC=ESC(1)承压含水层的弹性给水度为E=MS+NM=M(S+N)E=1M1=(S+N)式中为水的容重，S为含水层的压缩系数，N为含水层的空隙度，W为水的压缩系数，1为单位厚度的含水层，单位承压水头下

23、降所释放出来的弹性释水量（1/M）。在深层承压水开发利用中，由于单位水头的下降，自含水层上下的弱透水层释放的水量计算方法与含水层相同，只是其厚度M、压缩系数SSS和空隙度N不同。如上所述，开采深层地下水得到的水量主要来自由于水位下降而引起的含水层和弱透水土层压密、水体膨胀引起的弹性释放、侧向补给和越层补给，来自土层压密和弹性释放的水量均是动用储存量。在承压含水层以上有咸水覆盖的地区开采的越层补给的淡水量也是动用储存量，只有在无咸水覆盖的地区部分越层补给的水量来自潜水或浅层地下。这部分水量虽然是可以持续利用的，但它来自浅层水的越层消耗量，并已计算在潜水（或浅层水）资源量中，属于浅层水和

24、深层水资源的重复量。在远离山前的地区侧向补给十分微弱，由于地下水的开采水位下降而引起的侧向补给实际上也是动用邻区的地下水储存量。根据以上情况自深层承压水开采的水量，除山前地区有一定的侧向补给和在无咸水覆盖区有少量越层补给的水量外，几乎全部是动用储存量，而开采储存量是不可持续的。第三节 地下水可采量如前所述，地下水的储存量是不可持续利用的的资源，只有在开发利用过程中不断可以恢复、补偿的地下水量才是可以持续利用的地下水资源。地下水资源评价的任务主要是估算可持续开采利用的符合水质要求,且不会引起不可承受的生态环境损害的地下水量，即可采资源量。由于地下水补给的一部分将消耗于耕地农作物的腾发和不可避免的

25、潜水蒸发、天然生态耗水、地下水的排泄，而不能全部被开发利用，地下水的可开采量仅是补给量的一部分。一个地区的地下水可采量需要通过地下水的采补平衡分析和地下水的模拟才能确定，但为简便计，生产实践中一般常将地下水补给量乘以一个小于一的经验可开采系数求得地下水可开采量。半湿润地区一方面有河渠渗漏和田间灌溉水的补给，另一方面又有降水入渗，地下水的可开采系数较高（有时可达0.70.9）。干旱地区降水量稀少，地下水的补给大部来自地表水的转化，且有相当一部分消耗于农田和非耕地天然植被的腾发，地下水的可开采系数远小于半湿润地区。由于地下水的可开采系数是一个经验系数，一些干旱地区借用半湿润的华北地区的经验数值，估

26、算的地下水可开采量将显著偏高。深层地下水在开采时获得的补给量中除有限的侧向补给和越层补给（且与潜水补给有重复计算）外，几乎全部来自地下水的储存量，而储存量是不能作为地下水可采量而持续开采利用的。在地下水补给量的计算中需要有一系列的补给参数，在利用补给量计算可采量时又需要有一个经验的可采系数，计算的过程复杂，系数的选择又有很大的任意性。由于降水量和地表引水量是地区地下水的主要补给来源，生态需水也主要决定于降水蒸发等气象条件，地区内地下水的可开采量除决定于土地利用系数和水文地质条件外，主要决定于降水量和地表引水量。因此，可以近似地根据降水量不同的典型地区地下水可开采量与地表水引水量的经验比值，近似

27、地估算地下水的可采量。第三章 地下水的开发和利用第一节 南水北调受水区地下水开采现状近期南水北调受水区主要为海河平原和淮河平原的部分地区。根据国土资源部水文地质环境地质研究所海河流域地下水资源现状评价及典型区环境地质效应分析资料，海河流域平原地下水可采量和现状条件下实际年开采量如表1所示。.年平均总超采量为44.6亿m3/a,其中浅层地下水超采量为23.6亿m3/a,深层地下水超采量为21.0亿m3/a.自1958年以来海河流域平原区累计超采量为895.8亿m3,其中浅层地下水超采471.2亿m3，深层地下水超采424.6亿m3，见表1。根据表1,现状年海滦河流域平原内有部分地区浅层地下水超采

28、，总超采量为23.63亿m3。部分地区浅层地下水尚有盈余，总计盈余29.19亿m3。根据表1，深层地下水年可采量为13.07亿m3,是由侧向补给和越流补给两项组成的。海河东部平原约有50%的面积存在上覆浅层咸水，由于在这种地区不能接受降雨入渗补给的淡水，所开采的越层补给的水量动用的仍然是地下水的储存量，这种水量是不可持续的，因此不能作为可可持续开采资源。在越层补给的水量来自无咸水覆盖的地区，深层地下水的补给来自浅层水的越层排泄，这部分水量应自浅层水的可采量中扣除，才能作为可采资源，因此海河流域浅层水和深层水的可采量总和应为表1中的浅层水的可采量与深层水侧向补给量之和。对于河北平原深层水的补给量

29、问题曾有多个文献进行探讨，例如，郭永海等认为沧州地区深层水的侧向补给仅有总开采量的34%左右8;根据陈宁生等对黑龙港地区地下水开采状况的分析资料2，深层地下水的开采量中有10.57%来自山区的侧向补给，各种文献给出的数字差别很大。若采用最大的10.57%来估算深层水的侧向补给量，在开采量为33.8亿m3的情况下最多不超过3.6亿m3。浅层和深层的总超采量可能在53.8亿m3以上，大于表1中给出的44.64亿m3。地下水的超采对农业灌溉和生态环境造成了严重影响。主要表现在：1)地下水持续下降、形成大面积地下水漏斗，部分地区含水层被疏干；2)海水入侵与水质恶化；3)超采区发生地面沉降、裂缝和塌陷；

30、4)提水费用增加、含水层枯竭、机井报废；5)天然植被衰退，生态环境恶化；6)由于超采区地下水位低于临近地区，不仅灌区地表水带来的盐分无法外排，邻区地下水中的盐分也向超采区聚集，造成地下水矿化度增加、土壤盐渍化加剧等一系列生产和环境问题。一、南水北调受水区城市用水应严格控制地下水超采北方平原地区地下水的补给主要来自大气降水和地表水灌溉入渗，地区内的垂直补给占整个补给量的85%90%以上2，见表2。城市地区地表多为不透水的道路房屋所覆盖，少量绿地降雨入渗和输水管道渗漏补给的水量很少，除靠近山前的城市有一定的侧向补给可以利用外，城市本身地下水可采资源有限。由于地下水的补给量基本上是均匀分布于整个地区

31、，地下水资源也应采取就地补给就地开采的方式用于农业，不宜在城市集中开采地下水，用来解决工业和生活用水问题。目前在一些水资源规划中，将由于地表水灌溉和降水补给的地下水量的大部分分配给城市工业和生活用水，实际上是挤占农业用水。含水层中的地下水与地表水不同，是不能任意从一个地区向另外一个地区转移的，分散补给的地下水集中用于城市开采，势必造成超采，形成地下水位下降漏斗。根据国家发展计划委员会、水利部南水北调工程总体规划资料，南水北调中线沿线地下水位剖面图，见图1、图2，可以看到每个城市地面以下均有一个漏斗中心。降水和地表水对地下水的补给强度一般充其量不超过200mm/a,但集中开采的城市水源地开采强度

32、常在4000mm/a以上，不仅远超过城市本身的补给量，而且也动用了农业地区的补给量和储存量。产生这种情况的原因，关键是对城区和深层地下水开采区地下水可采资源的认识问题，许多城市的地下水资源评价都是与市区附近地区地下水资源评价一起进行，而不是单独估算城市本身的地下水补给量和可采量。同时市区的可采量往往是根据地下水位满足在一定的开采方案（总开采量和开采布局）条件下，在一定的期间内不超过一定地下水位或承压水位埋深的要求确定的。如果不超过要求的深度，则把这个开采量作为地下水的可采资源。过去30年来城市地下水位在持续下降的事实,已经表明地下水严重超采，在南水北调地下水开采规划中，应采取坚决的措施减少和控

33、制地下水的开采量。在水资源短缺的情况下短期超采是可以允许的，但在今后30年内仍然把目前的开采量作为可供水量，后果将不堪设想。在地区水资源规划中应吸取过去30年的教训，城镇工业生活用水应主要改用地表水供水，而将挤占的地下水还给农业。山前平原的北京、保定、石家庄、邢台、邯郸、安阳、新乡、焦作、鹤壁、濮阳等城市，目前以浅层地下水为主要水源。这些城市开采的地下水，除少部分来自山前的侧向补给外，大部分是超采农业区补给的地下水或动用地下水的储存量。南水北调工程通水以后，这些城市些城市必须封闭大部分水井，严格控制地下水超采。以深层地下水为主要水源的城市如沧州、衡水和廊坊等，更是超采地下水，已造成一系列生态环

34、境问题，应根据我国水法第36条规定，全面采取禁止开采措施，对所有机井进行封闭，但应封而不废，以备出现南水北调供水不足或其它特殊情况时应急之用。根据南水北调城市水资源规划编制组南水北调城市水资源规划中有关受水区城市供水结构资料，现状条件下地表水供水量为41.9亿m3,占总供水量的28.8%;地下水供水量为86.3亿m3,占总供水量的59.47%;2010年地表水供水量为35.4亿m3,占总供水量的28.8%，地下水供水量为54.7亿m3,占总供水量的43.9%;2030年地表水供水量为37.0亿m3,占总供水量的37.0%，地下水供水量为56.0亿m3,占总供水量的41.6%。地下水的供水量虽然

35、有所减少，但仍然占有很大比重，其数量远大于城市本身地下水的补给量。表明城市地下水仍在继续超采和挪用农业区的地下水补给量或动用储存量。为了严格控制城市地下水超采，应在详细的地下水资源评价的基础上，根据城市本身的地下水可采资源确定地下水的可供水量，而将挤占城市所属郊县的农业用水量还给农业。二、严格控制受水区农业用水继续超采地下水南水北调工程的近期供水目标，主要是城市的生活和工业用水，同时兼顾农业和生态用水。解决农业缺水主要依靠发展节水灌溉和提高农业用水效率。根据全国节约用水办公室，中国水利水电科学研究，水利部南水北调规划设计管理局南水北调节水规划要点，现状年农业用水的缺水量为55亿m3,在继续超采

36、地下水的条件下，2010年将达到48亿m3,2030年达到25亿m3。如考虑年超采地下水量33亿m3在内，则现状年缺水量88亿m3,2010年缺水量为81亿m3,2030年为58亿m3。根据南水北调节水规划要点资料，2010年受水区农业节水量将达到18.3亿m3,在继续超采地下水33亿m3的情况下，农业缺水量将减少为62.7亿m3,2030年农业节水量将达到41.1亿m3,地下水超采量可以减少为16.7亿m3。规划中提出分配给农业的处理后的污水量2010年为16.72亿m3,2030年为28.37亿m3，实际上目前（1999年）受水区污水排放量为63.54亿m3,除少量经处理后用于城市外，大部

37、分未经处理的污水已用于农业，其数量可能不小于南水北调工程实施过程中提供的处理后的污水量，这部分水量只能改善农业用水的质量，而不能显著增加水量。根据以上情况，自今至2020年以前仍将以每年33亿m3超采地下水，2021年至2030年之间地下水超采量将由33亿m3减少为16.7亿m3,平均约为25亿m3。在这种情况下，至2030年受水区的地下水累计超采量将再增加800900亿m3,造成的危害将不堪设想。根据河北省资料3，目前海河流域平原区浅层地下水含水层疏干面积已达1.05万km2以上，在维持目前的地下水超采水平的情况下，供水区内浅层、深层地下水位都将继续下降。山前平原区第二含水组2010年前石家

38、庄地区、邢台市区、元氏县、宁柏隆漏斗区、永年和磁县等地将被疏干，石家庄以南的疏干区将连成一片。作为山前平原唯一后备水源的第三含水组会很快成为主要开采层。由于该含水组富水性差，地下水位下降速率将明显加快，继续超采将难以为继。深层承压水本应作为应急用水或后备水源，继续用于农业将造成更加严重的后果。为了防止生态环境进一步恶化，应和城市工业和生活用水一样，根据国家水法严格控制农业用水超采浅层水，禁止开采深层水。为了解决农业缺水问题，应通过调整农业结构、采取综合措施提高单方水生产效率等，进一步加大农业节水力度和适当增加分配给农业的处理后污水回用量。海河南系等地区资源性缺水，地表水缺乏，浅层地下水有咸水覆

39、盖，深层又已严重超采，这些地区农业缺水量应当由南水北调工程供水解决。解决农业缺水和地下水超采问题具有公益性质和社会效益、生态效益，投资应由国家负担。第二节 地下水的补给充分利用受水区由于地下水超采形成的地下库容，调蓄当地地表径流和引江水的来水量，增加枯水期和年份对对城乡的供水量和改善恢复生态环境一、利用当地地表径流回补地下水根据南水北调工程总体规划资料，南水北调中线沿线河南、河北段地下水埋深如图1、图2所示，由于地下水的超采，水位下降，受水区已形成巨大的地下库容45。南水北调中、东线受水区降水量在500600mm以上，充分利用降水和地表径流进行灌溉和回灌地下水是解决地下水超采的重要途径之一。根

40、据河北省19941999年地表水和地下水资源的利用情况，虽然地下水持续超采，见表36，地下水的开采量占总供水量的74%，但地表水用水量仅占总供水量的26%，实际利用的地表水量为56.15亿m3,仅占总径流量131.98亿m3的42.5%，尚有57.5%的地表水资源无效流失，表明通过田间拦蓄降雨和利用沟渠、坑塘、湖泊调蓄地表径流，进行人工回灌，增加地下水的补给仍有一定潜力。应采取综合措施加大田间降雨和地表径流的入渗，增加地下水的补给，拦蓄和调节地表径流，充分利用水资源，缓解地下水的超采。二、利用腾空的含水层调蓄引江水和处理后的污水回补地下水根据南水北调中线工程初步可行性研究报告资料，丹江口水库1

41、9561985年逐年可调水量差别很大，变化于63.5亿m3和217.7亿m3之间，平均为144.6亿m3。中线和东线工程年内不同季节可调水流量也有显著差异。南水北调中、东线工程连通了长江、淮河、黄河与海河四个流域，由于各流域属于不同雨区，来水丰枯差别较大，除流域之间存在以丰补歉的可能外，还可以在汉江和长江的丰水季节和年份增加调水量，利用受水区巨大的地下库容进行调蓄，既可以回补地下水，改善生态环境，又可以增加枯水时期向受水区的供水量。根据华北平原的实践经验，引地表水回灌地下水含水层的最好方式是结合农田灌溉进行。由于灌溉渠系和田间灌水分布面广，补给强度大，不仅投资少、回灌效果显著，还可以发挥灌溉增

42、产的效益。为了充分发挥地表水灌溉补给地下水的作用，田间灌溉渠系不宜进行防渗，丰水季节并应适当加大灌水定额。三、关于改善深层承压含水层地下水超采造成的生态环境问题根据粗略估计在425亿m3深层承压水的超采量中，约有200亿m3来自弱透水层和含水层的压密固结、形成地面沉降而释放的水量，约150亿m3来自越层补给，除来自浅层淡水的少部分越层补给水量是可以恢复补偿的水量外，其他都是动用的储存量，难以补偿和恢复。承压含水层深埋地下，人工补给只有通过水井注水，由于水井注水单位时间内可以回灌的流量，仅有抽水流量的1/31/2，造价高，收效小，且易阻塞，一般水井回灌仅适用于城市工业储热和储冷的空调用水。海河中东部平原的大部地区，深层承压含水层上部有咸水覆盖，越层补给的咸水难以利用，依靠浅层淡水区的天然降水入渗越层补给，为量有限，难以恢复。因此，应十分珍惜保存现有宝贵的深层地下水资源的储存量，以备南水北调供水不足或其它特殊情况时应急之用。第三节渠水灌区井渠结合合理开