地下水超采是指一定地域内多年平均地下水实际开采量超过了该地域的多年平均地下水可开采量,并造成了地下水水位多年持续下降的现象。发生了地下水超采现象的地域称为地下水超采区;在超采区内,实际开采量中超出可开采量的部分称为该超采区的超采量。
在本次工作中,为便于实际操作,引入了实际开采系数(用K表示)的概念,即某地域内多年平均实际开采量(用I表示)与该地域的多年平均可开采量(用M表示)的比值,即K=I/M,K>1是确定某地域地下水超采的必要条件,如果该地域同时发生了地下水水位持续下降现象,则该地域就是地下水超采区。
在超采区范围内,具有下列情况之一者,划定为严重超采区。
(1)实际开采系数大于1.2。
(2)年平均地下水位下降速率大于1.5m。
(3)引起地面沉降,且沉降速率大于10mm/a。
(4)发生了海(咸)水入侵或荒漠化现象。
根据本次研究工作中对我国各地地下水开采区实际开采量的调查统计成果和这些开采区的地下水资源量、可开采量的核算成果,结合开采区多年来地下水位动态变化特征的综合分析,参照上述划分超采区和确定超采量的标准,各省(自治区、直辖市)划定了地下水超采区,测算了各超采区的面积,确定了各超采区的超采量。超采区范围及边界划定时,根据不同情况,一般依据了如下方法进行。
(1)首先依据已有地下水资源评价成果及多年(1984~1993年)地下水开采量统计资料、计算开采系数,初步圈定K>1的范围。
(2)依据多年水位动态资料,分析初步圈定的超采区及未超采区内水位动态特征,是否存在持续下降状态,核定依据K值初步确定的超采区是否合理。
(3)根据水位动态资料、超采区类型(如浅层水超采还是深层承压水超采),确定判别超采与否的年水位下降速率指标。以时段始末(如1984年及1993年)水位变幅图为依据,圈定大于下降速率的范围。(www.xing528.com)
(4)在已形成水位降落漏斗的超采区,确定代表性水位(或水头)等值线,依据时段末水位等值线图,圈定漏斗范围。
(5)在松散岩类孔隙水开采区,超采区与未超采区的边界往往出现在水位等值线梯度显著或者含水介质渗透性发生变化的地带。
(6)泉排型岩溶泉域,当泉域岩溶水开采系数大于1,出现泉水断流,泉区水位持续下降时,可视为整个泉域岩溶水超采。
(7)对海(咸)水入侵淡含水层的地区,开采井水质恶化,则依据井水灌溉使土壤盐渍化或饮水水质变差的反映以及水位、水质监测资料,划定超采区范围。
超采是一个时段地下水补给与开采不平衡条件的产物,虽然随着补给与开采条件的变化其范围与边界亦随之变化,但满足管理部门的要求,则应相应固定。
据统计,全国共有地下水超采区164片,面积最小的仅有几十平方公里,最大的近1万km2;全国地下水超采区总面积181291km2,其中,浅层孔隙潜水超采区面积99999km2,深层孔隙承压水超采区面积87035 km2,深层孔隙承压水超采区与浅层孔隙水超采区重叠面积约为13285 km2(在这些地区,同时发生浅层孔隙潜水超采和深层孔隙承压水超采,甚至多层深层孔隙承压水超采);碳酸盐岩裂隙溶洞水(以下简称岩溶水)超采区面积7393 km2,基岩裂隙水超采区面积149km2。在这些超采区中,严重超采区面积77590km2,占总超采区面积的42.6%。主要超采区(片)的分布位置见彩色插页图4-1。全国多年平均超采地下水量为71.36亿m3,其中,浅层孔隙潜水超采量为42.78亿m3,深层孔隙承压水超采量为25.89亿m3,岩溶水超采量为2.54亿m3,基岩裂隙水超采量为0.15亿m3。1990年后,地下水超采量较20世纪80年代有较大增加,1997年地下水超采量已达92亿m3(其中深层孔隙承压水超采34.0亿m3)。
全国240个大型、特大型地下水源地中,有53个处于超采状态,年平均超采地下水6.42亿m3。超采的水源地个数最多和年平均超采量最多的是山东省,仅大型、特大型地下水水源地就有13个超采,年均超采量近1亿m3;辽宁、江西、河北三省的大型、特大型水源地年超采量都在0.5亿m3以上。
从行政分区看,全国有24个省(自治区、直辖市)存在地下水超采问题。河北省超采面积最大,达66973km2,占该省平原区面积的91.6%;超采区面积超过10000km2的还有甘肃、河南、山西、山东等四省;超采区面积在1000~10000km2的有新疆、江苏、上海、安徽、北京、天津、黑龙江、辽宁、内蒙古、陕西和浙江等11个省(自治区、直辖市);超采区面积在100~1000km2之间的有宁夏回族自治区、海南省、江西省、云南省、广东省和吉林省;广西壮族自治区和湖北省的超采面积不到100km2。河北省年均地下水超采量最多,为32.0亿m3,其次是:山西省5.2亿m3、山东省4.6亿m3、河南省3.7亿m3和辽宁省3.6亿m3。
从流域分区看,北方各流域片地下水超采问题较大,其中,海滦河片问题最为严重。海滦河片超采区面积87796km2(占全国超采区总面积的48.2%),其中严重超采区面积39881km2(占全国严重超采区总面积的51.4%),年均地下水超采量39.33亿m3(占全国超采总量的55.1%),累计地下水超采量约为592.7亿m3(占全国累计超采总量的64.3%);松辽片地下水超采区面积12521 km2,其中严重超采区面积9746 km2,年均地下水超采量6.98亿m3,累计超采量约为66.2亿m3;黄河片超采区面积20431km2,其中严重超采区面积9232km2,年均地下水超采量10.09亿m3,累计地下水超采量约为108.1亿m3;淮河片超采区面积23660km2,其中严重超采区面积9999km2,年均地下水超采量6.39亿m3,累计地下水超采量约为79.8亿m3;内陆河片超采区面积23951km2,其中严重超采区面积3401km2,年均地下水超采量4.10亿m3,累计地下水超采量约为32.9亿m3。南方各流域片中,长江片超采区面积11905km2,其中严重超采区面积4700km2,年均地下水超采量3.56亿m3,累计地下水超采量约为35.7亿m3;珠江片超采区面积1027km2,其中严重超采区面积631km2,年均地下水超采量0.91亿m3,累计地下水超采量约为6.9亿m3;东南诸河片和西南诸河片目前尚未发生地下水超采现象。各流域片地下水超采情况见表4-1。
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