摘要：在海河流域太行山前平原區水資源開(kāi)發(fā)利用中，地下水資源的開(kāi)發(fā)利用占水資源利用總量的70％以上，同時(shí)山前大規模攔蓄山區徑流進(jìn)入平原區補給地下水的水量，造成地下水補給源大幅度削減，加之近20年來(lái)區域降水量的明顯減少，導致了研究區地下水環(huán)境的嚴重劣變，引發(fā)了諸多環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，從逆向思維出發(fā)，地下水環(huán)境劣變的結果為南水北調客水創(chuàng )造了理想的地下調蓄庫容，使得區內多源水更好地發(fā)揮效益而具備了客觀(guān)條件。建議：立足于流域水資源的視野，遵循水循環(huán)的疏導規律和資源最佳效益的準則，系統研究地表水和地下水間資源互動(dòng)關(guān)系及其在社會(huì )、經(jīng)濟發(fā)展中和維持生態(tài)環(huán)境中的自然屬性，高度重視太行山前平原地下空間的資源性及其對客水資源效益的時(shí)空伸展性。只有這樣，才能發(fā)揮本地水資源和客水資源的最大效益。

　　關(guān)鍵詞：南水北調供水區 太行山前平原 地下水環(huán)境劣變

　　南水北調供水區太行山前平原淺層地下水環(huán)境已經(jīng)發(fā)生了劣性變化，形成了大范圍常年性地下水漏斗區，面積達1.42×104km2（圖1），第Ⅰ含水層組疏干面積達1.05×104km2.在山前平原大部分地區，地下水位埋深已由20世紀60年代的2～4m下降至10m以下，局部達到40多m。

　　太行山前平原地下水位持續下降動(dòng)因何在？它與氣候變化、地表攔蓄和超采地下水之間是何種關(guān)系？這是南水北調客水高效、合理利用的重要前期課題。

　　1 降水量變化對淺層地下水的影響

　　20世紀50年代至80年代，無(wú)論是海河北系或海河南系的年降水量，還是海河全流域的年降水量都呈遞減變化，1956－1989年海河流域降水量平均減少3.85mm／a，海河北系減少4.68mm／a，海河南系減少3.95mm／a.20世紀90年代降水量有所增加，但是與其50年代相比較，海河流域降水量仍然減少81.5mm，海河北系減少116.3mm，海河南系減少104.3mm.歷史上曾經(jīng)進(jìn)行過(guò)1956－1984年系列和1985－1998年系列水資源評價(jià)。1985－1998年系列與1956－1984年系列比較，降水量減少，其中山區平均減少14mm／a，平原區平均減少34mm／a.由于陸地水資源的源泉——降水量不斷減少，勢必造成海河流域陸地總水資源量的減少。兩個(gè)系列比較，山區地下水資源量減少了6.2％，為7.88×108m³／a；平原減少了18.4％，為38.6×108m³/a.

　　注：引自海河水利委員會(huì )等，《海河流域地下水資源現狀評價(jià)與環(huán)境地質(zhì)效應分析》，2001年4月。

　　從圖3可以看出，1985－1998年期間海河流域三級區淺層地下水資源量減少（△Q）與年降水量減少（△P）呈正相關(guān)關(guān)系，即△Q＝1.16△P－3.64.換言之，從海河全流域來(lái)考慮，若以1956－1984年多年平均地下水資源量和降水量作為基數，當降水量減少1％時(shí)，導致地下水資源量減少了1.16％；當降水量不變時(shí)，地表攔蓄和超采地下水等因素，致使地下水減少3.64％。

　　2　地表攔蓄對淺層地下水的影響

　　由于山前平原河道巖土顆粒較粗，滲透能力強，以至河道滲漏成為地下水的重要補給源。1963年大清河系平原地下水補給量40.1×108m³／a，其中河道滲漏補給占24.81％。1956－1980年海河流域山前平原多年平均地下水補給量66.2×108m³／a，其中河道滲漏補給占7.29％。1980－2000年河道滲漏補給減少至不足3％。

　　河道滲漏補給量占地下水總補給量的比率由20世紀60年代24.81％減少至90年代不足3％，是河道長(cháng)期干涸的結果。

　　河道滲漏對河道兩岸地下水位的補給影響是顯著(zhù)的。以1996年8月海河南系平原南部地區及上游發(fā)生的特大洪水入滲補給為例。受該次洪水入滲補給的影響，石家莊漏斗中心地下水位埋深由1996年8月的42.4m，上升到1997年7月的35.9m，漏斗中心水位回升6.58m，同時(shí)漏斗封閉面積綜合79.50km.

　　“96·8”暴雨后，海河南系平原區淺層地下水儲存量增加34.21×108m³（1995年和1996年的降水量分別為656.4mm和654.2mm，地下水開(kāi)采量分別為79.82×108m³和78.30×108m³）。本文核算全淡水區與有咸水區2g/L地下水資源增加38.37×108m³.由此可見(jiàn)，河道長(cháng)期干涸，明顯地減少了地下水補給源。

　　3 超采對淺層地下水的影響

　　20世紀80年代以來(lái)，由于社會(huì )生產(chǎn)力進(jìn)一步提高和平原區地表水體進(jìn)一步減少，對地下水的需求量愈來(lái)愈大，造成淺層地下水處于嚴重超采狀態(tài)。1985－1998年海河流域平原累計超采淺層地下水量253.3×108m³，超采區多年平均超采量達33.9×108m³／a.1958－1975年海河南系平原區平均消耗淺層地下水儲存量7.29×108m³/a，1975－1985年平均消耗儲存量10.44×108m³／a，1985－1998年平均消耗存量11.71×108m³/a.

　　長(cháng)期超采對地下水形成能力產(chǎn)生一定影響。海河流域平原淺層地下水位持續下降與開(kāi)采能力（機井數）之間為互動(dòng)關(guān)系。從20世紀50年代至90年代，隨著(zhù)開(kāi)采地下水機井數量的不斷增加，埋深大于10m的淺層地下水分布區面積隨之擴大。大量超采淺層地下水，不僅使得平原地下水位不斷下降，而且，還由于包氣帶厚度不斷增大而導致降水入滲補給地下水周期增長(cháng)，入滲系數減小。一些地區的降水入滲補給系數已由1984年之前的0.30～0.40減少為現狀年的0.20～0.30（陳望和等，1999）。

　　4 淺層地下水位持續下降的負效應

　　4.1 破壞地下水流場(chǎng)自然規律，減少中下游區側向補給

　　平原淺層地下水位的持續下降，形成了不同規模的地下水位漏斗，破壞了天然地下水流場(chǎng)自然規律，造成漏斗區下游地下水倒流，導致向下游區測向補給地下水量減少。

　　4.2 山前平原含水層被疏干，引起水質(zhì)惡化

　　實(shí)測結果表明，淺層地下水中NO-3濃度隨地下水埋深增大而增加，變化率為4.86mg／L·m.山前平原地下水中NO-3濃度從20世紀70年代0.5～9mg／L，最高達130多mg／L.

　　4.3 儲量資源不斷減少，削弱了地下水資源可持續利用性

　　淺層地下水的持續下降，不僅增加了開(kāi)采利用地下水資源的成本，而且由于超采規模不斷加大，導致地下水儲存量被大量消耗，在一定程度上影響了地下水資源可持續利用性。若從警告性預測角度分析，南水北調供水區——太行山前平原淺層地下水儲量資源的可持續利用性已經(jīng)窘迫。

　　5 結論與建議

　　近30年以來(lái)海河南系平原區地下水位持續下降的主要機制是：20世紀60年代開(kāi)始實(shí)施山前大規模攔蓄地表水，引起河道干涸，造成山區進(jìn)入平原的地表徑流水資源銳減，導致沿河道線(xiàn)狀補給源對地下水的補給大幅度減少，同時(shí)致使平原區生產(chǎn)和生活用水對開(kāi)采地下水的依賴(lài)性增強，以至地下水開(kāi)采量迅猛增加，在較短時(shí)間內突破100×108m³/a，并在20世紀80年代超過(guò)了地下水資源形成能力，出現嚴重的超采問(wèn)題。

　　近幾十年來(lái)海河流域降水量減少，對地下水位持續下降產(chǎn)生一定影響。

　　總之，地表攔蓄和超采是地下水位持續下降的主導因素，氣候旱化發(fā)揮了催化作用，為3.14∶1的比重關(guān)系。

　　淺層地下水位持續下降的環(huán)境副效應是多方面的，不僅減弱了地下水補給能力，改變了地下水流場(chǎng)天然規律和流域上、中、下游水資源均衡關(guān)系，加上中、下游區水資源供需矛盾，而且還造成了山前平原含水層大面積被疏干，引起水質(zhì)惡化，提高開(kāi)采地下水成本，影響淺層地下水資源的可持續利用性。

　　建議，從可持續發(fā)展角度出發(fā)，系統開(kāi)展南水北調供水區流域尺度水資源利用互動(dòng)關(guān)系及其環(huán)境效應的基礎研究，高度重視太行山前平原地下空間的資源性及其對客水資源效益的時(shí)空伸展性，為南水北調客水和本地各種水資源的高效與合理利用提供科學(xué)依據。

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