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在2004年3月22日召开的全国政协人口资源环境委员会“世界水日”座谈会上,与会专家学者们提出了建设节水型社会的建议。针对我国地下水严重超采而引起的大规模地下水降落漏斗、地质灾害等问题,专家提出,要按照地下水资源分布规律,实施区域地下水资源开发与保护;建立地下水资源保护带,有效防止地下水污染;实施地下水人工调蓄;加强城市地下水水源地储备[1]。
我国地下水资源现状
截至目前,我国浅层地下水资源污染比较普遍,全国浅层地下水大约有50%的地区遭到一定程度的污染,约有一半城市市区的地下水污染比较严重,地下水水质呈下降趋势。这是国土资源部地质环境司副司长陶庆法在纪念世界水日座谈会上透露的[2]。
从1999年到2002年连续4年枯水年,当前降水为多年平均595毫米的71%,北京连续第五个干旱年已成定局。由于持续干旱,两大水库上游来水日渐减少,潮河汛期出现断流,水库现存水量只够供应10个月。北京是世界上严重缺水的大城市之一,年人均水资源不足300立方米,是全国人均拥有量的1/8,世界的1/32,属于重度缺水地区。目前,北京地下水迅速下降。由于降水补给不足,地下水持续超采,部分地区加大抽取深层水,加剧了地下水下降速度。城市供水地下水源地水位下降,已无法满足正常取水[3]。
目前,整个海河流域的水资源形势相当严峻。据统计,全流域水资源总量372亿立方米,在全国七大流域中,海河流域人均水资源量最低,仅305立方米。因为地下水超采,目前华北已经形成世界上最大的漏斗群。整个河北省已形成21个漏斗区,总面积达4万平方公里左右。专家们一致的看法是,社会经济的发展和人口的急剧增加,加上连续多年的干旱,加剧了华北地区水资源的日益短缺。20年来,北京人口由800万增至近1400万,国内生产总值从300多亿元增长到近3000亿元,地表水资源严重匮乏导致地下水严重超采。截至目前,全市地下水累计超采60亿立方米,可供开采的地下水已经十分有限。自1997年以来,河北省连续7年大旱,水资源持续减少。目前河北全省年用水量平均达230亿立方米,供水量只有170亿立方米,之间的缺口只能靠超采地下水来补充。有专家估计,如果没有外调水的情况下,河北2005年和2010年仍将缺水57.3亿立方米和61.8亿立方米[4]。
地下水过度开采所造成的危害
19世纪初,一些城市化较早的地区已出现地下水位的下降,例如伦敦市在1820年发现其自流水压下降,1843年地下水位下降了7.5米,1936年下降了100米。目前研究最详细的一个大型地下含水层的枯竭是美国中西部的欧加拉腊含水层,它北起南达科他州,向南延伸,包括怀俄明州、内布拉斯加州、科罗拉多州、堪萨斯州、俄克拉何马州、新墨西哥州和得克萨斯州等七个州的部分地区。这个含水层灌溉着美国1/5的农田,喂养着美国40%的肉用牛,全部农牧业年产值达320亿美元。这个含水层补给速度极其缓慢,开采速度8倍于补给速度,在南部的4个州里有时开采速度竟比补给速度高出100倍。专家们预测这个含水层将于2020年完全抽干,现在有些地方井深已达2000米,高昂的提水费用开始使一些农民望而却步,有5个州的水浇地面积已在减少,农民不得不改种耗水较少的作物。
我国华北平原地下水位的下降也遵循同样的规律。北京城区明代时仍有部分自流井,至明末清初因地下水位下降不再自流。北京西郊的承压水层所形成的自流井一直延续到1960年以后才因水位下降而干涸,1960年以来,北京的地下水位每年下降约1米。目前,我国北方地下水超采严重,北方37个城市每年超采地下水63亿立方米,深层地下水位则以每年2米的速度下降。目前一些地区出现“井旁经济”,大范围推广将加速地下水位下降。
以过量开采地下水来抗旱救灾只能是应急之举,决非长久之计。地下水层被抽干以后,其物理性质与力学性质发生变化,在上覆层的压力下发生沉陷。第二次世界大战以后有些城市迅速膨胀,地面沉陷幅度也很大。地面较大幅度沉陷带来一系列问题:地表渠道与地下管线损坏、路面与建筑物破坏,这些均需耗费大量人力物力进行维修、加固和重建。美国加州洛杉矶以南的长滩市1940年开始发现地面沉陷,70年代中期沉陷区中心部分下沉9米,造成的经济损失估计达1亿美元。1958年开始大量注水,充填原来采油的岩层,几年以后制止了沉陷,1963年地面回升15%。墨西哥城也是一个迅速发展的城市,1895年人口为50万,1975年发展到800万(1988年达1920万),与此同时地面沉陷了7米,1937年建成的美术馆下沉了3米,一楼已完全变成地下室。世界上面积最大的沉陷区之一是美国加利福尼亚州的圣华金谷地,沉陷区面积达13500平方公里,沉陷幅度平均为1米,最大处达10米。谷地中长达112公里的地段沉陷3米以上,整个沉陷区的体积达180立方公里。
我国大城市的地面沉降也有类似情况。天津市1959至1982年累计最大地面沉陷量达2.3米,平均每年沉陷10厘米。上海市区的地面沉陷量已达2米以上,以50年代后期沉陷最严重,市区平均每年沉陷量达11厘米,沉陷中心(普陀区)达115厘米,沉陷大于50厘米的面积达66.1平方公里。常州、苏州和无锡的沉陷也很明显,年平均沉陷量在14~38厘米,南通市的年沉陷量达5厘米。据目前统计,天津、北京、西安、太原等二十多个城市出现地面沉降。沉降量在100~600毫米]的达34000平方公里,600~1100毫米达5000平方公里。
充分利用地下蓄水空间
地下水污染和枯竭一方面说明我国水资源危机的现状,另一方面也表明有巨量地下蓄水空间未被利用。2000年以来,我多次呼吁:利用一切最先进的技术,最大限度地提高地下水位,扩大地表蓄水面积,退田还湖,退田还林,已是刻不容缓的应急对策[6-8]。这是多数专家的共识,至今收效甚微,关键在于经济政策不到位:抽取地下水受经济利益驱使,明令禁止也无济于事;补充地下水是一种公益事业,国家不出资鼓励,个人无力解决。
由于人口逐年增多,扩大地表蓄水面积的可用空间有限;而地下水位的不断降低,为蓄存地下水开拓了巨量的可用空间。地表水可明确所有权;地下水流动去向不明,所有权难以界定,只能由国家统管。国家在丰水年通过回灌井提高地下水位,以备枯水年急需,企事业单位和个人抽取地下水均需按用水量交纳回灌费,这相对地下水位降低所造成的水井报废而言,既经济又安全。各地根据地形地貌和地下蓄水构造特征,建立蓄水塘和回灌井,在丰水期将水贮存在地下,以备枯水期使用。水存于地下,不易蒸发,比地表蓄水有更高的经济价值。地下水的维护、生产和开发,将形成一个大有发展前途的淡水产业,可将在洪水期白白排入大海的淡水充分应用起来,暂存于地下,使地下水位保持在合理高度之内。
自然蓄积地下水的速度太慢,人工蓄积地下水的事业大有前途。它不仅可以避免地下水位降低产生的各种灾害,而且可以扩大大陆的蓄水空间,形成可靠稳定的淡水资源。如此利国利民的绿色产业,必须引起相关部门和有识之士的高度关注!
参考文献
1.刘晓星。专家献计解水荒。http://www.sina.com.cn 2004年03月23日13:52 中国环境报。http://news.sina.com.cn/c/2004-03-23/13522119355s.shtml
2.新华社。全国一半地区浅层地下水遭污染 http://www.sina.com.cn 2004年03月23日13:56 新闻晚报。http://news.sina.com.cn/s/2004-03-23/13562119432s.shtml
3.马北北。现存水量只够供10个月 北京提价应对水资源危机。http://finance.sina.com.cn 2003年09月09日 06:58 中国青年报。
http://finance.sina.com.cn/x/20030909/0658437863.shtml
4.胡杰。北京与河北发生拒马河水权之争 至今未有定论。http://news.tom.com 2004年02月25日02时06分 来源:光明网-新京报。http://news.tom.com/1002/2004225-698422.html
5. 杨学祥. 土地沙漠化——全球性环境问题. 科学新闻周刊. 2000,(46):18
6.杨学祥. 气候波动周期、沙漠化与人类知识结构. 中国学术期刊文摘, 2000,6(8):1003-1005
7.杨学祥. 全球变暖、构造运动与沙漠化. 地壳形变与地震. 2001, 21(1):15-23
8.杨学祥. 冷静看待人类对自然界的胜利. <人民政协报>, 2001年9月4日第6版
文章来源:作者赐稿
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