北京昌平区地下水资源开发利用分析及合理利用对策（杨忠山,范庆莲）

摘要：分析了昌平区地下水资源量和可开采量现状及近年来开采情况与开发利用中存在的主要问题, 在此基础上, 提出了地下水资源合理利用的方案和对策。

关键词：地下水资源开采量合理利用昌平区

中图分类号：TV213.9 文献标识码：B 文章编号：1673- 4637( 2007) 01- 0037- 03

Analysis of exploitation and utilization of groundwater r esour ce in Changping Distr ict and counter measur es of its r ational utilization

YANG Zhong- shan FAN Qing- lian

(Beijing Hydrologic Center, 100039, China)

Abstr act The quantity of groundwater resource, its exploitable quantity in Changping District, the situation of groundwater exploitation in recent years and the main problems concerned are analyzed.Based on this analysis, the article further proposes the plan of rational utilization of groundwater resource in Changping District and the related countermeasures.

Key words Groundwater resource Quantity of exploitation Rational utilization Changping District

在昌平区, 地下水在生活饮用、农田灌溉、工业生产、城市发展和维系良好生态与环境方面发挥了重要作用。但是, 近年来, 随着昌平区经济持续增长和城市化进程的加快, 水资源紧缺程度不断加重, 地表水来水量减少, 超量开采地下水, 导致地下水位持续下降, 同时由于废污水过量排放和面源污染的不断加剧, 造成地下水水质恶化。地下水资源开发利用中存在的诸多问题已严重危及昌平区水资源的可持续利用,对经济社会可持续发展和生态安全构成威胁, 加强对地下水资源的管理和保护刻不容缓。

1 昌平区地下水资源现状

1.1 地下水资源量与可开采量

根据2002 年北京市昌平区水资源评价成果, 全区多年平均地下水总资源量为2.36 亿m3, 其中平原区地下水资源量为2.12 亿m3, 山区地下水资源量为1.34亿m3, 重复量为1.10m3。

昌平区地下水多年平均可开采量为1.96 亿m3, 其中平原区地下水多年平均可开采量为1.72 亿m3, 山区地下水多年平均可开采量为0.24 亿m3。

1.2 地下水超采区现状

据《北京市地下水超采区划分》报告, 昌平区平原区全部为超采区。其中昌平区阳坊、土城、回龙观、东小口、百善地区及西北部昌平城关、南邵地区, 东南部的沙河、平西府、北七家和东小口地区, 属于地下水严重超采区, 面积234 km2; 昌平区中部、北部和东北部平原, 属地下水一般超采区, 面积208 km2。

2 昌平区地下水开发利用情况分析

2.1 地下水开采情况

据统计: 昌平区平原区多年平均实际开采量为1.79 亿m3, 可开采量为1.72 亿m3, 超采系数是4%。其中, 2000 年昌平区平原区开采量为1.84 亿m3, 可开采量为1.72 亿m3, 开采系数高达107%。

多年来, 昌平区地下水开采量在总用水量中占相当的比例, 昌平区2003 年、2004 年用水量统计报表显示: 2003 年地下水开采量占总用水量的90.5 %,2004 年地下水开采量占总用水量的91.4%。

2.2 地下水动态分析

根据1978 — 2004 年地下水年末埋藏深度值做昌平区地下水多年埋深变化过程线, 如图1。由图1 可以看出: 从1979 — 2004 年, 昌平区地下水位呈现持续下降态势, 地下水埋藏深度从6.03m下降到20.76m。

2.3 地下水资源开发利用中存在的主要问题

(1) 地下水超采严重。为满足不断增长的用水需求, 在地表水供水量逐渐减少的条件下, 只能靠超采地下水来维持。开采量较大地区, 潜水位及承压水头大面积下降, 形成区域性降落漏斗, 昌平区东南部靠近朝阳区和顺义区段是北京平原处于潮白河冲洪积扇平原上的最大的地下水严重超采区。

(2) 地下水水质恶化。多年来, 昌平区地下水开采量大于其补给量, 由于持续超采地下水, 使昌平区地下水环境均衡系统产生一定变化, 在开采诱导作用下使受到污染的浅层地下水越层补给, 深层水水质变差, 加速地下水恶化的进程。昌平区地下水主要污染指标为氨氮、氟化物、总硬度及硝酸盐氮, 其污染原因、污染程度不仅与人类活动有密切联系, 同时还受水文地质条件、地下水流场等多种因素控制。目前昌平地区地下水水质较差区主要分布于大王庄、姜屯、百善、土城、七间房、回龙观等地段。

3 昌平区地下水资源合理利用研究及对策

目前昌平区地下水开发利用程度很高, 全区都属于超采区, 并且有一部分地区属于漏斗区。为使地下水超采的情况得到遏制, 为水资源的统一管理与合理开发利用提供科学依据, 有必要制定地下水资源合理利用方案。

3.1 研究方法

首先对1979 — 2004 年年末地下水埋深和1956— 2004 年降水情况进行分析, 结果表明在所有降水年份中, 枯水年份所占比例最大。从各年代来看, 枯水年在各年代中所占比重也较大, 特别是近6 a 全部为枯水年, 从1980 年至今, 枯水年份所占比例更大。同样, 地下水埋深也大致呈逐年下降趋势。

通过对历年降水和埋深的分析, 并考虑昌平市区东扩引起的人口增加等需水的增长因素、再生水、雨洪利用水等替代水源因素、南水北调水进京后对马池口等地下水水源地地区的开采量的减少等, 利用调控区域开采系数的方法来制定地下水资源合理利用的方案。

3.2 合理利用方案

首先根据需水的增长和减少因素确定研究水平年( 2010 年、2020 年) 的开采系数, 并根据各水平年的规划开采量与可开采量之差以及给水度计算水位变幅,并以2004年末埋深为基准计算得出各研究水平年埋深, 见表1。水资源合理利用的方案如下:

(1) 2010 年: 昌平区平原区压缩全部超采量, 开采系数降为1.0, 全区平原区开采量为1.72 亿m3, 与2000 年相比压缩开采量0.12 亿m3; 2010 年末平原区地下水埋深为21.26m。经调控后, 超采区地下水水位趋于稳定、环境地质问题得到基本控制。

(2) 2020 年: 昌平区平原区压缩全部超采量, 并略有盈余, 开采系数降为0.97。全区平原区开采量为1.67 亿m3, 与2000 年相比压缩开采量0.17 亿m3; 平原区地下水位年均回升0.14 m, 2020 年末平原区地下水埋深为19.86m。经控采后, 超采区地下水水位小幅回升, 不再发生新的环境地质问题, 生态环境改善。

3.3 合理利用对策

(1) 寻找新的替代水源, 在经济技术可行的条件下开采岩溶水。根据40 多a 的勘察和积累的基础地质资料分析, 初步将昌平区岩溶地下水资源按岩溶地下水补、径、排条件以及岩溶含水层、相对隔水层划分为相对独立的2 个岩溶地下水分布区: 即十三陵—桃峪口、高崖口—南口。这2 个地下水分布区均位于昌平山前地区, 各补给山区碳酸盐岩岩溶裂隙发育程度不一, 主要来源于裸露山区灰岩的降水入渗、地表水水体渗漏以及相临含水层的越流补给。经勘察研究发现在这些地区隐伏或埋藏着丰富的岩溶地下水资源, 水质优且部分组分达到天然饮用矿泉水标准, 是城市供水和生活用水的理想水源。昌平区岩溶水分布区面积约200 km2, 初步概算全区年总补给量为5 642 万m3 , 经测算具有应急日开采10 万m3 的前景。

(2) 再生水利用。对于水资源严重紧缺的昌平区,污水深度处理生产再生水资源, 是解决污水和水源紧缺的有效途径。对生活污水占主要的昌平中心城、沙河、小汤山、北七家和南口镇采取污水深度处理措施,深度处理后的水质能满足环境用水标准, 作为再生水资源, 可用于环境及农业灌溉。预计上述5 座污水处理厂2010 年可生产再生水0.55 亿m3, 占污水总量的80 %以上。2020 年可生产再生水0.81 亿m3。在昌平区要加快再生水管网建设、加大推广再生水利用力度, 达到目标用途要求的再生水, 可作为多种用途的水资源。园林绿化、道路冲洒、建筑降尘、公园湖泊和农业灌溉等逐步以再生水替代, 减少使用自来水和地下水。鼓励自建小区中水利用设施, 大力推广污水零排放。

(3) 雨洪利用。加强雨水渗蓄工程建设, 充分利用屋顶拦蓄雨水, 推广雨洪利用技术, 做好拦截汛期雨洪工作, 补充、涵养地下水源。在城市建设、城市绿化中, 采用透水铺砖等措施, 在满足防洪要求下, 将其就地截留或补给地下水。预计昌平区2010 年利用屋顶、绿地、道路、排水沟、河道等可回补地下水0.045 亿m3,2020 年可回补地下水0.048 亿m3。

(4) 地下水回灌。利用丰水年十三陵等水库弃水及汛期的洪水, 在昌平区西部和西北部的砂石坑地区实施蓄洪回灌工程, 引入新鲜水量, 拦蓄地下水。预计年增加地下水储量可达0.26 亿m3 以上。

(5) 节约用水。从可持续发展的角度看, 减少需求、提高效率是解决水资源紧缺的重要手段。建议在昌平区大力普及节水型生活用水器具, 调整工业行业结构、优化工业产品结构、提高工业节水技术水平,续建配套农业节水工程、调整种植结构、大力推广应用非工程农艺节水技术, 节约新鲜水量。采用上述节水方法后, 预计2010 年可节水0.2 亿m3, 2020 年可节水0.22 亿m3。

4 结语

昌平区平原区全部属于地下水超采区。由于过量开采, 造成地下水水位持续下降, 水质恶化, 地下水超采的形势亟待缓解。应通过各种措施的实施减少地下水的开采量, 有效保护水资源。

鉴于目前昌平区地下水严重超采的现状, 寻找新的替代水源是当务之急。在没有充足替代水源的情况下, 根据“弃农、压工、保生活”的原则, 在保证生活用水的基础上, 可适当压缩工业和农业用水量, 减少高耗粮、污染大的养殖业和高耗能、效益低的种植业比例。

参考文献

[1] 北京市水利局. 北京市地下水资源开发利用规划[Z].1998, 3.

[2] 北京市水利局, 水利部水资源司. 21 世纪首都水资源可持续利用规划[Z]. 2000.

作者简介: 杨忠山( 1960 — ) , 男, 高级工程师。

来源：《北京水务》2007.1