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。