冀中南地下水管制區設置構想

張素娟，王艷霞，張義文

（1.河北省科學院地理科學研究所，河北 石家莊 050011；2.河北師范大學資源與環境科學學院，河北省環境演變與生態建設重點實驗室，河北 石家莊 050024）

冀中南地區位于河北省中南部，包括石家莊、保定、廊坊、邢臺、邯鄲、衡水和滄州7個市級行政區，全區土地面積91 798km2，人口5 353.86萬人（2010年）。該地區是河北省乃至華北地區水資源問題最嚴重的區域，缺水使得當地土地等資源優勢難以充分發揮，生產、生活和生態用水得不到保障，區域間、行業間用水矛盾日益加重；加之普遍存在用水方式粗放、浪費和污染嚴重的現象，進一步加劇了當地水資源供需矛盾，惡化了生態環境。區域水危機已成為冀中南地區經濟社會發展的瓶頸和制約因素。

1 設置管制區的必要性

1.1 區域用水量常年超過水資源量，地下水成為主要供水水源

由于降水減少及人類社會經濟活動所造成的下墊面條件改變，冀中南地區多年平均水資源總量呈減少趨勢。系列資料分析［1，2］，2000－2010年冀中南地區多年平均水資源總量為75.5億 m3，與1956－1979年、1956－2000年和1956－2010年系列相比，分別減少了54.55億 m3、11.39億 m3和9.33億 m3，減少程度分別為41.9%、13.1%和11%（表1）。其中地表水資源量衰減更為突出，現狀條件下，地表水資源量僅是1956－1979年系列的1／4。

2000年以來，該區用水量在137億～152億m3之間，年均144億m3，而全區水資源量75.5億m3僅占用水量的50%左右，每年缺水近7 0億m3。由于地表水資源嚴重匱乏，僅占總供水量的13.8%，該區只得依靠地下水開發來滿足水資源需求。地下水開采量占全區供水量的85%以上（表2），地下水資源成為維持冀中南地區經濟發展的主要水源。

表1 冀中南地區水資源量變化趨勢Table 1 The variation trend of water resource quantity in Middle－South Hebei

表2 冀中南地區供水結構Table 2 The water supply structure in Middle－South Hebei

1.2 地下水超采導致淺層、深層地下水位持續下降

冀中南地區從地貌上可分為山區和平原兩大區域，其中平原區根據海拔高度又被分為太行山山前平原和中東部低平原兩部分。該區大規模開采地下水始于20世紀70年代，自中東部低平原超采深層水開始，逐步發展到太行山山前平原區超采淺層淡水。至90年代，該區年均開采淺層地下水87.29億m3，年均超采25.90億 m3，年均超采深層地下水22.95億m3。至2000年底，累計超采淺層地下水391.5億 m3，深層地下水479.7億 m3，合計871.2億m3，占全省平原區超采量的90%左右［3］。進入21世紀以后，由于地表水資源量急劇減少，地下水超采規模進一步擴大，2001－2010年，冀中南地區超采地下水629.5億 m3，年均62.9億 m3。

由于長期開發利用地下水，冀中南平原區淺層地下水位埋深由1980年的5.56m發展到2000年的15.62m，到2010年又下降至21.29m。2010年與1980年比較，30年間淺層地下水位埋深下降15.79m，平均下降速率為0.52m／a（圖1）。其中，太行山前平原區淺層地下水位下降趨勢更為明顯，由1980年的6～10m發展到2000年的20～30m、2010年的30～40m，最大埋深達50m以上［4］。在冀中南各市中，石家莊市淺層地下水降幅最大，1980年以來下降24.6m，平均每年下降0.82m；邯鄲、邢臺和保定三市地下水位降幅次之，同期下降18m左右；衡水、廊坊和滄州水位降幅比較小，在2～8m之間（表3）。

圖1 冀中南平原區淺層地下水位埋深年際變化Fig.1 Annual variation of shallow groundwater depth in plain area of Middle－South Hebei

表3 冀中南平原區淺層地下水埋深變化Table 3 Shallow groundwater depth variation in plain area of Middle－South Hebei m

地下水超采也導致深層地下水位埋深持續下降。2010年底冀中南平原深層地下水平均埋深為58.63m，與1980年比較，邢臺市中東部平原下降速率1.52m／a，衡水市平均下降速率1.44m／a，滄州市平均下降速率1.31m／a（表4）。

1.3 地下水位下降引發大面積地面沉降

地下水超采引起地下水位下降、形成地下水下降漏斗、導致地面沉降是地下水環境變化產生生態影響的3個階段。目前冀中南平原已成為世界上超采地下水最嚴重、地下水位降落漏斗面積和地面沉降面積最大的地區［5］。地下水位下降已涉及冀中南全區；第二階段地下水下降漏斗也呈擴大之勢——以石家莊、保定、邢臺、邯鄲等城市為中心，形成了總面積達3 000余km2的淺層地下水漏斗區；滄州市、青縣、任丘市、大城縣、冀棗衡深層地下水漏斗已連成一片，漏斗總面積近4萬km2。如今地下水超采引發的地面沉降正威脅著冀中南平原的大部分地區，沉降區面積達3萬多km2，占到全區面積的1／3，形成了滄州、任丘、霸州、廊坊、保定、衡水、南宮、肥鄉8個主要地面沉降區［6］，沉降幅度在300～2 000 mm［6］。其中滄州市從20世紀70年代至今，地面沉降了2.4m，對建筑、輸水、排水等造成了嚴重影響，成為中國地面沉降最嚴重的地區之一。研究顯示［7］，地面沉降發展勢頭若得不到遏制，到2050年東部沿海地區將有大部分陸地低于海平面，會對沿海市縣經濟社會造成嚴重影響。

表4 冀中南平原區深層地下水埋深變化Table 4 Deep groundwater depth variation in plain area of Middle－South Hebei m

1.4 中東部平原深層地下水開發已近極限

中東部平原包括低平原和濱海平原，面積為36 241km2。這一區域的淺層地下水多為咸水，當地生產生活主要利用深層地下水，造成該區域深層地下水嚴重超采。根據計算，全區含水層總儲存量2 160.9億 m3［8］，可利用儲量為817.79億 m3，2000年以前開采了445.23億m3，2001－2010年開采了377.77億m3，合計開采823億 m3，扣除側向補給和越流補給之和的水量9.95億m3／a，實際可利用儲量為94.3m3（表5）。按照2001－2010年年均開采量37.7億m3的速度計算，剩余深層地下水儲量開采年限僅為3.4a?？衫脙α繌牡貐^分布來看，邯鄲、石家莊和保定已為負值，表明這3個地區可利用儲量已用完，目前使用的是不允許開采的儲量。

綜上所述，目前冀中南平原區已成為全國地下水開發利用程度最高的地區，也是世界上最大的漏斗群所在地區。鑒于冀中南平原區地下水超采的嚴重程度及在首都圈中的特殊重要地位，解決這一區域水生態安全問題不能僅僅停留在一般性措施上，必須開拓思路、下大力氣整治。借鑒國際上解決區域性生態問題的經驗，將冀中南平原區在一段時期內設立為地下水管制區，構筑穩固的地下水防線，是目前較為可行的方案。

表5 冀中南中東部平原區深層地下水可利用儲量Table 5 The available reserve of deep groundwater in middle－east plain area of Middle－South Hebei

2 管制區建設的內容

2.1 劃定地下水超采區和嚴重超采區，明確限采區和禁采區范圍

河北省平原地下水超采區范圍是2002年公布的，距今已有十年。十年來超采區范圍和超采程度又進一步擴大。為加強對該區地下水開采的管制，建議組織有關部門對冀中南平原區地下水資源進行分區評價，重新劃定地下水超采區和嚴重超采區的區域范圍，將地下水超采區納入管制區范圍。在此基礎上，明確限采區、嚴格限采區和禁采區范圍，以便實施不同的措施。

2.2 制定管制區地下水管理政策

設定地下水管制區的目的是科學合理用水。為此需要制定相關具體政策和措施，優化水資源配置，調整用水結構，降低開采強度，緩解和逐步改變超采狀況，具體政策和措施包括：

（1）地下水管理和水價政策，包括用水定額管理和地下水取水管理政策，地下水限采區、嚴格限采區和禁采區控采目標和實施政策及水價政策等。通過以上政策措施，壓縮地下水開采量、合理調整開采方式和開采井布局。在限采區和禁采區內實現零打井，逐步關閉超采區內自備水源井和深水井，減少機井密度和開采量，使超采區范圍逐步縮小、中心水位有所提高。最終使地下水超采得到控制和治理，生態環境逐步得到改善。

（2）節水農業財政支持政策，包括管道輸水、渠道防滲、微灌、噴灌等節水工程支持政策，節水作物品種培育推廣支持政策。節水農業以管灌和渠道防滲為重點，推進工程節水，逐步實現輸水管道化、渠道防滲化；同時推廣抗旱節水品種，推進生物節水，加大節水高產品種的選育、示范、推廣力度，加快品種更新換代步伐，淘汰高耗水品種；調整優化作物布局，逐步縮減小麥種植面積，擴大抗旱、耐旱、省水作物面積。

（3）節水城鎮、村建設支持政策，包括城鎮供水管網節水改造、公共建筑和住宅小區節水配套設施建設、城鎮污水處理回用、中水回用和雨水收集利用設施建設、節水社區建設、節水村鎮建設等配套支持政策。

2.3 實施管制區地下水補給工程

冀中南平原局部地區地下水雖已被疏干，但地下水具有流動性和可恢復性等特點，通過地下水調蓄，可增加地下水的補給量，恢復含水層的儲水和調蓄功能，控制地下水位的下降。通過地面入滲補給工程、水井注水補給和回灌工程可起到調蓄地下水的效果。1）實施地面入滲補給工程。利用原有的引水渠道、坑塘、水池蓄水滲透補給地下水；山前區包氣帶土層厚，地下水坡降大，徑流通暢，回灌量大，引入的地表水經過土壤滲透進入地下水層中，并且地面入滲可與地面灌溉結合，提高土壤含水量。2）實施水井注水補給工程。利用抽水機井、坑道豎井、水廊等場地進行深層地下水回灌補給，主要用于降雨入滲少、產生徑流多、又缺乏專用于地下水回灌設施的城市地下水補給。3）回灌補給工程。在深層水下降漏斗地區，可采用自流回灌和加壓回灌兩種方式將上部薄層淡水回灌補給深層地下水。在滲透能力較強、井孔與含水層聯系通暢的條件下，可采用自流回灌的方式；在含水層和回灌井裝備條件允許的情況下，可采用加壓回灌的方法，促進回灌水向地下含水層滲透。

2.4 提高工業和服務業用水價格

冀中南工業用水價格在5元左右（石家莊4.7元，邯鄲4.85元，邢臺5.8元，廊坊5.85元，滄州5.66元，保定4.25元，衡水4.1元），雖然高于居民生活水價，但高出幅度較小，若考慮工業用水的機會成本和環境保護成本，則還存在上調的空間。研究表明，由于工業用水為盈利性需求，用水計劃對限制企業的用水有明顯作用，提高水價也有促進企業節水的效應。因此該區工業用水價格除了覆蓋水的生產和輸配成本外，還應當涵蓋機會成本和環境成本。

由于冀中南地區嚴重缺水，其工業和服務業用水的基礎水價應高于全省平均水平，并在此基礎上實行用水超定額累進加價制度，以限制和壓縮高耗水行業發展規模，進而促進該區產業結構和用水結構調整；促進企業嚴格執行用水定額標準，不斷降低單位產品取水量，提高水資源利用率。

2.5 提高居民生活用水價格

2011年10月底，冀中南7個設區市居民生活用水平均價格3.40元／t，其中石家莊市最高3.63元／t，其次為滄州、邢臺和廊坊三市均為3.6元／t，邯鄲和保定分別為3.55元／t和3.5元／t，衡水最低為2.35元／t。據統計，全國36個大中城市平均供水價格為3.77元／m3，冀中南地區城市居民用水價格顯然處在全國平均價格之下。世界銀行和亞洲開發銀行研究認為，水費支出的允許范圍是人均可支配收入的1.5%～2%。2009年該區城市人均可支配收入在1.3萬～1.66萬元之間，取平均值為1.48萬元，據此推算，每人每月水費支出約為18.5～24.5元。目前每人每月用水3m3大致可滿足居民基本生活的需水量，以此計算，在當前收入水平下生活用水的價格在6～8元／m3之間較為合理，而現在3元多的水價顯然過低。以城市三口之家計算，每月用水9m3，按6元／m3，水費開支僅54元，應該能夠接受。保定曾對水價與水量的關系做過測算：每調高一次水價，供水總量就會減少5%，居民生活用水可以減少2%。因此，發揮價格對節水的杠桿作用，利用水價調節居民用水量是必須也是行之有效的方法。

3 結語

冀中南地區是一個嚴重缺水的地區，是全國糧食主產區與水的供給矛盾最突出的地區，是全國地下水開發利用程度最高的地區之一，目前該區面臨深層地下水開發已近極限和地下水位下降引發地面沉降等嚴重的生態環境問題。對該區實施地下水管制，制定相關政策和措施，優化水資源配置，調整用水結構，降低開采強度，緩解和逐步改變超采狀況，是解決該區水資源矛盾的有效途徑。

［1］ 曲春明.河北省京津以南地區水資源情勢演變簡析［EB／OL］.河北省水文水資源網，http：／／www.hbsw.net／news／shuiwenjishu／2011126／1112613HA67JC0J00K981CEE72H.html，2011－12－06.

［2］ 河北省水利廳.河北省水資源公報（2000－2010）［R］.2000－2010.

［3］ 呂長安.河北省水資源現狀分析及解決措施［J］.中國水利，2003（6）：76－78.

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［5］ 河北平原東部地面沉降亟待治理［EB／OL］.中國國土資源報，http：／／www.cgp.gov.cn／ReadNews.asp NewsID＝210，2003－12－15.

［6］ 王巧平，李明良，盧勝勇.河北省京津以南平原區地面沉降預測研究［J］.南水北調與水利科技，2002，23（2）：28－31.

［7］ 邢忠信，張熟，郜洪強.風暴潮和地面沉降災害對河北省沿海地區的影響［A］.海岸帶地質環境與城市發展論文集［C］.北京：中國大地出版社，2005.

［8］ 鄭連生.廣義水資源與適水發展［M］.北京：中國水利水電出版社，2009.393－396.