華北平原因地下水超採成為世界最大「漏鬥區」

2020-12-11 搜狐網

河北張家口、承德地區遭遇嚴重旱災。

  被抽空的華北平原

  河北張家口、承德地區遭遇嚴重旱災。

  對大地的過度索取和開發,讓空心危機日漸逼近中國。

  由於多年的地下水超採,遼闊的華北平原已經成為世界上最大的「漏鬥區」。一項研究結果表明,包括淺層漏鬥和深層漏鬥在內的華北平原複合地下水漏鬥,面積73288平方公裡,佔總面積的52.6%;而在北上廣深等特大城市,在開發城市地下空間時,亦頻頻遇到了因為過度開發地下空間而導致地陷的問題。

  有數據表明,隨著工業化進程對能源和原材料的巨大需求,我國每年從地表和地表深處開採出超過50億噸的礦產品。這足以改變地球表面和巖石圈的自然平衡,產生了採空塌陷等地質災害。

  在山西,因採煤形成的採空區達到2萬平方公裡,相當於山西1/8的國土面積,僅去年因礦山開發導致的地面塌陷及採礦場破壞土地就達20.6萬畝,300萬人受災;而在江蘇徐州,為了治理因為採礦而產生的坍塌區,當地的礦務集團正在絞盡腦汁地計算著所花費的每一筆資金。

  本報記者 崔烜 特約記者 溫陽東 發自北京、河北

  全國地下水超採區域300多個,面積達19萬平方公裡,嚴重超採面積達7.2萬平方公裡。

  這是水利部水資源司副司長於琪洋10月28日對媒體公布的數字,當天,環保部、國土資源部與水利部在京正式發布《全國地下水汙染防治規劃(2011-2020年)》,地下水的安全問題得到國家部委前所未有的重視。

  地下水超採引發一系列的環境問題,對於東部地區來說,地表沉降是最為突出的威脅。

  由於多年的地下水超採,華北平原已經成為世界上最大的「漏鬥區」。中國地質科學院水文地質環境地質研究所(以下稱「水環所」)副所長張兆吉在年初發表的一項研究結果表明,包括淺層漏鬥和深層漏鬥在內的華北平原複合地下水漏鬥,面積73288平方公裡,佔總面積的52.6%。

  過度攫取所付出的代價是巨大的。根據中國地質調查局2008年發表的《華北平原地面沉降調查與監測綜合研究》,華北平原地面沉降所造成的直接經濟損失達404.42億元,間接經濟損失2923.86億元,累計損失達3328.28億元。

  對於漏鬥區的恢復,許多人都不約而同想到了封井,即禁止地下水的開採,然而,在人均水資源僅是全國15%,不到世界人均4%水平的華北平原,放棄使用地下水幾乎不可能。

  抽空的地下

  「我從上世紀80年代初畢業開始就做地下水的研究,甚至我的父母也是研究地下水的,我們對地下水的感情特別深,但這並不是說我們一開始就意識到了這些問題。」水環所研究院費宇紅是張兆吉的項目合作人,她告訴本報記者,上一輩的地下水研究者基本只著眼於如何挖掘利用地下水的潛能,至於如何保護,並沒有人意識到有這樣的問題。

  「華北的百姓有個說法,叫『十年九旱』、『十年就澇』,也就是說,十年中有九年都會遇到旱災水災的困擾,春天莊稼要開始長的時候往往就是大旱,而到了莊稼要收的秋天,很可能就突然下一場暴雨,洪水把田地房屋一下都衝垮了,應對的方案就是修水庫、打井,1963年的一場大洪水,讓國家其後兩年在流域上遊修起了一座座的水庫。」費宇紅所指的大洪水發生則是華北平原上範圍最廣的海河流域,造成了極大的損失。

  「當時水庫水的用途主要就是城市生活用水、灌溉用水,其中灌溉用水是大頭,但沒想到後來城市的用水量越來越大,灌溉基本上用不到了。」費宇紅說。

  但讓人措手不及的是,水庫修建之後的幾十年內,華北平原進入了一個枯水期。1979年至今的30年來降水量年均減少74.9毫米,降水資源量減少了104.3億立方米。而另一方面,地區內人口比起80年代初增加了37%,人均水資源量急劇減少,從1952年的735立方米直降到2009年的302立方米。

  氣候只是一方面,更大的影響卻是人的活動。

  「水庫的好處是用水方便,但同時也加大了區內的水面面積,換句話說,蒸發的面積加大了,蒸發的總量也加大了。」費宇紅介紹,華北平原的年均蒸發量高於1500毫米,是降雨量的數倍,但這並不意味著水資源留不住,因為只有水面才有這麼高的蒸發量,「地下水顯然是蒸發不了的,但很多水庫都陸續做了防滲漏處理,水根本到不了地下去,只能白白地揮發掉。」

  乾旱越來越頻繁,而糧食生產的壓力卻越來越大,農民只能從地下尋找所需的灌溉水資源,而隨著技術的進步,打井也變得越來越容易。

  在60年代的時候,水環所所在的正定地區地下水只有「一扁擔深」,而如今淺層地下水水位深度卻已經大於30米。而在平原東面的滄州,由於淺層水鹽度高,無法使用,一直依賴深層地下水,井深從100米一直延伸到400米、500米。

  根據官方在2010年的通報,華北平原地區幾十年來共超採地下水1200億立方米,遠大於減少的降水資源總量,換句話說,即使氣候不轉向,也無法阻止超採的發生。

  根據水環所多年來的監測和研究,華北平原的地下水分水線在50年代、60年代基本是平行分布,而到了1970年,圍繞超採區域形成的地下水漏鬥已經形成,並在80年代、90年代急劇加深。

  到2005年,最為嚴重的滄州漏鬥中心水位已經是103米。

  「對於淺層地下水超採的地區而言,問題比較容易解決,只要集中下幾場大雨就能將水位補上來,但深層地下水超採的地區必然會造成地質沉降問題,深層的地下水補充非常困難。」費宇紅解釋說。

  事實正是如此,在1970年,滄州地區的沉降僅為9毫米,而1998年到2001年之間,滄州地區的累積沉降量約450毫米,到了2005年,沉降中心累積沉降量已達到2457毫米,地面沉降的速率在加快。

  幹澱危機

  地下水的漏鬥只能通過科學監測來了解,但超採同樣能夠在地表的溼地上表現出來,而溼地的榮枯正是地下水資源量最直觀的標誌。

  位於北京南面160公裡的白洋澱,正是華北地下水資源最好的晴雨表。80年代至今,這個曾讓作家孫犁沉迷一生的華北大溼地已經數度「幹澱」,在1983-1985年,更是連續5年滴水不進,水生生物完全滅絕。

  "幹澱』問題和地下水是有密切關係的,也就是說泉水是往外冒,補給地表水,但是現在地下已經成了一個漏鬥,上面地表的水就漏到地下去了,所以白洋澱存不住水了。」中科院地理科學與資源研究所研究員賈紹鳳對時代周報分析道。

  在地理上,白洋澱屬於大清河水系,也是海河流域的一部分,納瀑河、唐河、漕河、瀦龍河、拒馬河等在這裡匯流之後,從趙北口閘口進入大清河並在天津入海。

  10月31日,大約經過了兩個小時,記者乘坐今年70歲的馬大爺的船從小田村來到趙北口的河道閘門,卻看到閘門緊閉,白洋澱內沒有一滴水流出,最後只好怏怏折回。

  「這個閘門多年來基本是不開的,據說只有水位高於8米的時候才會開閘洩洪,可是你看,這河道水深基本也就3米,而且這水也不是原來的,只是從黃河調過來的,還得花錢買,村裡開旅店的都要分擔調水的錢。」據馬大爺介紹,由於今年雨水稍多,白洋澱水位比往年稍微高了點,但離正常的水位還有相當的距離。

  儘管如此,大清河水系的支流今年依舊沒有任何水流入白洋澱,常年不流動的水面失去了自淨能力,呈墨綠狀,而靠近村莊的水域,由於生活汙水的加入,更是臭不可聞。

  「上遊都修了一個一個的水庫,怎麼還會有水下來,要水的話都得河北省去跟山西省買,憑安新縣根本做不到這樣的事,後來實在沒辦法了,省裡就跟山東買來了黃河水。」馬大爺回憶說,自從70年代水庫陸續修好之後,白洋澱就開始「幹澱」,在1983年,更是長達五年完全乾涸,河床裸露,魚蝦滅絕。

  「那個時候,我們都到白洋澱裡種地了,拖拉機也直接在澱裡開,誰知道1988年,突然就來了洪水,才又開始在水裡養魚養蝦收蘆葦。」馬大爺多次跟記者強調,真正的白洋澱是在日本人佔領的時候,那時候河道開著30-50噸的糧食船,一直開到天津。

  所謂的「幹澱」,其實並非指類似於1983年的水面完全乾涸,而是指白洋澱蓄水量在5000萬立方米以下、水位在6.5米以下的情形,在這種情況下,如果不調水補救,白洋澱就很可能完全乾涸。從1970年開始,白洋澱就發生「幹澱」十餘次。最近的一次是在2006年,最後終於在水利部的主持下,海河委和黃河委協調啟動了「引黃濟澱」工程,化解了危機。

  儘管有北方水鄉的美譽,但白洋澱地區依舊沒有逃離漏鬥的命運。

  根據賈紹鳳的研究,白洋澱流域平原區的地下水平均埋深從1974年的3.95米下降到2007年的20.79米,平均每年下降0.51米,且年下降速率基本呈上升趨勢,2007年的最大埋深更是達到43.77米,絲毫不亞於其他缺水地區。到2007年,保定市區、順平、清苑、徐水局部圍繞滿城縣,已形成了一個連續的地下水降落大漏鬥群。

  不過值得注意的是,在白洋澱進行大規模調水之後,漏鬥情況有所改善。

  2000年,在白洋澱沿岸的安新縣中部和高陽縣東部曾有明顯的局部漏鬥,但到2007年時,這兩個漏鬥都不明顯了。其原因與白洋澱生態補水保持一定水面後湖水對地下水的補給有關。

  調水救急

  「引黃入澱」,被認為是挽救白洋澱生態的關鍵工程。

  在2006年實施「引黃入澱」之前,河北省政府從1992年就開始調水補充乾枯的白洋澱,包括從遠至邯鄲的嶽城水庫調水,但基本類似於拆東牆補西牆,只是在華北平原內部進行調劑,能調的水量有限。

  「引黃入澱」則從黃河位山引黃閘開始,從劉口閘進入河北境內,為衡山湖、白洋澱以及天津調水,位山閘到白洋澱段距離為399公裡,總調水量一般為7億立方米左右,到達白洋澱的水量為0.5-0.7億立方米。值得注意的是,「引黃入澱」途經滄州等多個漏鬥區。

  "引黃入澱』只是經過滄州的邊上,對滄州影響比較小,引水量也不是很大,但是對引水線的地下水的補給作用是有的,大部分都能在沿途滲漏下去。」賈紹鳳分析說。

  費宇紅則認為,「引黃入澱」對近幾年滄州遏制住漏鬥加劇起了相當關鍵的作用。「2005年後雖然滄州的深層地下水位尚未回升,但下降速度已經比過去大大減緩了,原因就是滄州調來了黃河水,可以有條件封井,停止開採地下水。在封井的情況下,地下水位是可以逐年慢慢恢復的,儘管時間會比較長。」

  水利部海河委的老專家董漢生1992年曾論證「引黃入澱」工程,但沒想到這一工程十多年後才得以實現。他當時認為,與耗資巨大的南水北調中線工程相比,「引黃入澱」投資小,見效大,能有效減緩華北的缺水問題。

  引黃7億立方米的調水量與華北平原每年200億立方米以上的地下水開採量相比,顯然有些杯水車薪,並且由於黃河本身水質汙染嚴重,泥沙含量大,水資源的價值並不大,而南水北調的規劃調水量則高達130億立方米,並且選取了水質較好的漢江。

  「我個人觀察是整個海河流域的用水量近年來基本上在下降,在南水北調之後,基本上可以替代超採的地下水,可以讓地下水得到逐步的恢復。」賈紹鳳對南水北調的期望甚高。

  但地下水專家費宇紅則表示了擔憂,「畢竟平原地區那麼廣大,而南水北調的水只能用於乾渠沿線,水價也較高,農民用不起,農業灌溉用水佔超採的80%以上,調水可以解決城市的用水問題,對於大面積的地下漏鬥並不能完全解決。」費宇紅認為,更為治標的辦法還是節水,包括加強抗旱作物的推廣、灌溉方式的改變等。

  相對於超採,費宇紅對目前地下水的汙染問題更為擔憂。雖然從2005年以來,張兆吉、費宇紅的團隊已經對華北、華東、珠三角等平原、三角洲地區的地下水汙染陸續進行了調查,但卻都只是初步的了解,甚至對汙染水源的流動速度,依舊無從了解。

  「所以這次國務院的規劃還是從監控入手,只有充分摸清楚了家底,我們才好動手進行治理。」費宇紅介紹說,目前對於地下水的汙染問題還只是在調查階段,至於治理,更是極為長期的過程,「比如說有機汙染,比無機汙染還容易致癌,美國人90年代開始著手處理時認為需要100年時間進行治理,而我們則只是近幾年才剛剛開始。」

  《全國地下水汙染防治規劃(2011-2020年)》提出,未來將總投資346.6億元用於地下水汙染防治,抓緊開展地下水汙染狀況調查和評估,劃定地下水汙染治理區、防控區和一般保護區,保障地下水飲用水水源環境安全。

  也許,迅速地構築穩固的地下水防線,才是目前最為可行的方案。

相關焦點

  • 乾旱頻發地下水超採 漏鬥上的糧倉折射糧安隱憂
    「漏鬥上的糧倉」折射糧安隱憂區域性季節性乾旱發生頻率增加,成為威脅糧食安全的重要因素,而連年超採地下水
  • 世界上最大地下水漏鬥 華北危機怎解?
    世界上最大地下水漏鬥 華北危機怎解? 在過去50年中,華北平原大量開採地下水已經使地下水儲存量減少約1300億立方米,因為超採造成的淺層地下水漏鬥超過2萬平方公裡,深層地下水漏鬥7萬平方公裡,已經成為世界上最大的地下水漏鬥。  地下水環境問題已經成為制約華北平原經濟社會發展的最大瓶頸。
  • 京津冀地下水超採區域漏鬥多達20個 形勢嚴峻
    京津冀地下有20個「漏鬥」  「京津冀地下水超採區域漏鬥已有20多個,面積達7萬平方千米,形勢十分嚴峻。」  2015年重點項目具體有:京津唐重點規劃建設區地質環境綜合調查;京張重點規劃建設區地質環境綜合調查;冀中南重點規劃建設區地質環境綜合調查;華北平原重點地區地面沉降調查;京津冀地區地質環境綜合監測;滹沱河衝洪積平原地下水嚴重汙染區水文地質調查;華北平原典型地段地球關鍵帶生態地質綜合調查試點。
  • 重力衛星揭露華北地下水虧損曲線
    從2002年起,GRACE這雙「天眼」為全球科學家觀測地下水儲量提供了可靠的數據,幫助人類看清了地下水的變化。  在中國,多個研究團隊均利用了GRACE持續性的觀測數據,對華北平原等地下水漏鬥區進行了研究。  中國科學院測量與地球物理研究所馮偉博士團隊是其中較早的一支。他們的研究結果表明,華北平原每年地下水超採達到60億-80億噸,其中大多數為難以恢復的深層地下水。
  • 嚴重超採地下水 河北形成25個地下水位降落漏鬥
    針對河北省嚴峻的水位降落漏鬥形勢,記者採訪了河北省專家獻策服務團顧問組副組長、資深水利專家魏智敏。  每年平均超採40億立方米地下水  根據全省地下水資源評價成果,河北省地下水天然補給資源總量為170.26億立方米/年。全省地下水可開採資源量為119.8642億立方米/年,其中石家莊、保定較為豐富。
  • 華北地下水超採怎麼治?中國要做第一個吃螃蟹的國家
    日前,水利部、財政部、國家發展改革委、農業農村部聯合印發了《華北地區地下水超採綜合治理行動方案》(以下簡稱《方案》)。「早在上世紀70年代,華北地區就出現地下水超採現象,累積了數十年的問題,治理難度可想而知。」中國水科院副院長王建華10日在接受科技日報記者專訪時表示。
  • 中國將採取「一減、一增」綜合措施治理華北地下水超採
    新華社北京3月9日電 為系統推進華北地區地下水超採治理,我國將採取「一減、一增」綜合治理措施,即通過節水、農業結構調整等措施來壓減地下水超採量,多渠道增加水源補給,實施河湖地下水回補,提高區域水資源水環境承載能力。
  • 胡春華強調堅決確保雄安新區供水安全持續推進華北地下水超採治理
    新華社石家莊5月18日電中共中央政治局委員、國務院副總理胡春華18日在河北省和北京市調研雄安新區供水保障和華北地下水超採治理工作。他強調,要深入貫徹習近平總書記重要指示精神,按照黨中央、國務院決策部署,加快推進雄安新區供水、防洪等基礎設施建設,全面提升水安全保障水平,堅持不懈做好華北地下水超採治理工作。調研期間,胡春華來到南拒馬河、白洋澱等地實地察看雄安新區供水保障、防洪設施建設情況,並考察了永定河、南拒馬河、白洋澱生態補水情況,檢查華北地下水超採治理工作成效。
  • 5秒即可充滿1個標準遊泳池 南水北調中線首次以設計最大流量輸水
    漢江全長1577公裡,是長江最長的支流,也是中國中部區域水質最好的大河;南水北調中線幹線工程全長1432公裡,是迄今為止世界上規模最大的調水工程。可以毫不誇張地說,中線工程的長度,相當於再造了一條漢江。漢水北上,碧水情深。假如把浩瀚的丹江口水庫比作一口「大水缸」,那麼,陶岔渠首則是名副其實的「水龍頭」。
  • 揭秘京津冀地區為什麼是世界最大的地下水降落漏鬥
    假如你能「透視」大地,你就會發現京津冀地區是世界上最大的地下水降落漏鬥,發生地面沉降的面積達到7萬平方公裡。「京津冀地區地面沉降主要是由於過量開採地下水引起的。但其他因素如構造運動、地表荷載、土體自然固結和有機質氧化也會導致地面沉降。」
  • 中國最大的地下水漏鬥區河北將推進全社會節水
    圖為南水北調中線工程滹沱河倒虹吸工程(資料圖)河北省水利廳供圖中新網石家莊3月4日電 (記者 李茜)河北省水利廳4日透露,作為中國最大的地下水漏鬥區,河北將推進全社會節水工作。
  • 突破瓶頸制約 為華北大地添活力——訪水利部海河水利委員會黨組...
    □本報記者 陳思 薛程  問:在華北地區地下水超採綜合治理中,作為流域機構,海委做了哪些實踐和嘗試?治理成效如何?  戶作亮:水利部等四部委聯合印發的《華北地區地下水超採綜合治理行動方案》(簡稱《行動方案》)實施以來,水利部海河水利委員會(以下簡稱「海委」)作為華北地區水安全保障的堅定實踐者和水生態修復的重要推進者,立足職能,在行動方案的實施中,從水文監測、數據校核、協調調水補水、監督檢查、實施效果評價等方面,認真履行各項職責
  • | 地圖看世界
    1993年1月18日,第四十七屆聯合國大會作出47/193號決議,確定每年的3月22日為「世界水日」。今天是第26屆「世界水日」,除了知道中國水少,我們每個人又真的了解我國的水資源情況麼?▍世界水資源分布老生常談的數據是,中國水資源總數多,人均佔有量少。水資源總量居世界第四位。人均佔有量僅為世界平均值的1/4,約為日本的1/2,美國1/4,俄羅斯的1/12。
  • 氣候乾旱地下水超採 海河流域最大內陸湖消失
    新華網石家莊12月22日電(記者李俊義、馬書平)今年冬天,位於張家口壩上地區的安固裡淖徹底乾涸,安固裡淖是海河流域最大的內陸湖。