解決華北地下水超採問題,對地區水安全和生態安全意義重大。《華北地區地下水超採綜合治理行動方案》通過明確治理目標、綜合治理措施等,為華北地區地下水治理提供了強有力的抓手。《行動方案》堅持問題導向,以京津冀地區為重點,綜合採取「一減一增」措施,系統推進華北地區地下水超採治理。
《行動方案》編制背景
1.面臨的問題與挑戰
(1)資源性缺水嚴重,水資源開發利用嚴重超載
華北地區水資源稟賦條件總體較差,多年平均水資源量1085億m3,僅佔全國總量的4%,人均水資源量316m3,僅為全國平均水平的1/7,世界平均水平的1/28,屬於資源性缺水地區。京津冀地區缺水更為嚴重,人均水資源量僅為230m3。受氣候變化和人類活動影響,20世紀80年代以來,華北地區水資源呈嚴重衰減趨勢,更加劇了水資源短缺狀況,特別是海河流域,1980—2016年水文系列與1956—1979年系列相比,水資源總量減少29%。
因區位優勢優越、光熱條件適宜,華北地區經濟社會發展迅速,是全國重要的糧食主產區和蔬菜供應基地。據統計,進入21世紀以來,華北地區人口由2000年的3.1億人增長至2017年的3.4億人,國內生產總值(GDP)由2.5萬億元增長至21.3萬億元,有效灌溉面積由2.4億畝增長至2.5億畝。同時,華北地區還分布大量的鋼鐵、電力、化工等高耗水產業,其中鋼材產量約佔全國的一半,高耗水工業用水量佔工業總用水量的70%以上。為滿足人口增長與經濟社會快速發展用水需求,華北地區不斷加大水資源供應,用水量由20世紀70年代的不到600億m3增加到2017年的760億m3左右,區域水資源開發利用率達到65%以上,其中海河流域達106%,已處於嚴重超載狀態。
(2)地下水超採嚴重,引發系列生態環境地質問題
20世紀70年代開始,華北地區大規模開發利用地下水,年開採量由200億m3增加至2017年的363億m3,最高年份(2001年)達到511億m3,是世界上地下水開發範圍最廣、規模最大、強度最高的地區。因地下水開採量遠大於補給,入不敷出,造成嚴重超採。目前,華北地區地下水儲量與1980年比累計虧空約1800億m3;地下水超採區面積達18.1萬km2,其中約40%為淺層超採區,約2/3超採區面積存在深層承壓水超採;地下水超採量約55.1億m3,高時曾達到95.8億m3。
地下水長期大量超採,引發了一系列生態環境地質問題。一是地下水水位持續下降,太行山前平原淺層地下水埋深普遍達30~50m,形成了多個地下水降落漏鬥,其中南宮—冀棗衡—滄州深層承壓水漏鬥中心埋深達到106 m,不僅影響植被生長,也大幅提高了取水成本。二是造成大部分平原區地下水補給河水量大幅減少,甚至消失,是河道水量減少或斷流,湖泊、溼地水面萎縮重要原因之一,如海河流域27條主要河流中,有23條出現不同程度的斷流或乾涸,斷流河長超過3600km,湖泊、溼地水面面積較20世紀50年代減少50%以上;造成部分地區含水層疏幹,一些名泉如山西的晉祠泉、河北的一畝泉、河南的珍珠泉等泉水衰竭或斷流。三是引發了地面沉降、地裂縫、海水入侵、水質惡化等問題,其中2017年華北地區地面沉降嚴重區(年沉降量>50mm)面積達到1.49萬km2,對建築、交通、供水、防洪等安全構成威脅。
▲「城」降/徐駿作
(3)管理基礎薄弱,急需補齊監管短板
華北地區現有機電井1650多萬眼(其中規模以上約302萬眼),但用水計量率僅為18%左右,不能滿足地下水壓採與精細化管理的要求,監督管理基礎薄弱。農業灌溉用地下水取水許可存在面廣量大、執行難度大等難題,需創新管理手段與措施。現有法規對地下水的有關規定較為宏觀寬泛,需儘快出臺地下水管理專門法規。完善地下水鑿井、取水、排水、保護等環節監管機制。基層管理人員嚴重缺乏,執法能力不足,難以滿足地下水管理需求,需加強基層人員培訓,提升執法能力,提高管理水平。
2.面臨的形勢與機遇
(1)生態文明建設和高質量發展提出新要求
黨的十八大以來,生態文明建設納入中國特色社會主義事業「五位一體」總體布局,我國經濟轉向高質量發展新階段,華北地區地下水超採狀況已嚴重背離生態文明建設和高質量發展的要求。黨中央、國務院高度重視地下水超採治理工作,強調要加強地下水管理與保護。
水法規定,在地下水超採地區要「嚴格控制開採地下水」;《中共中央 國務院關於加快水利改革發展的決定》指出,「嚴格地下水管理和保護」「逐步削減地下水超採量,實現採補平衡」;《中共中央 國務院關於加快推進生態文明建設的意見》指出,「實施地下水保護和超採漏鬥區綜合治理,逐步實現地下水採補平衡」;《國務院關於實行最嚴格水資源管理制度的意見》要求,「實行地下水取用水總量控制和水位控制」「嚴格地下水管理和保護」「逐步削減開採量,實現地下水採補平衡」;國務院《水汙染防治行動計劃》要求,「嚴控地下水超採」「開展華北地下水超採區綜合治理」。
各地群眾也對因地下水超採引發的取水成本提高、水質惡化、河湖斷流萎縮等提出了改善訴求,期盼修復水景觀,再現水清、岸綠、風景優美的河湖景色。同時,京津冀協同發展成為國家重大戰略,也要求改善區域水安全與水生態狀況。
(2)南水北調工程建成,為超採治理提供了水源條件
南水北調工程是優化我國水資源時空配置格局,解決北方水資源嚴重短缺問題的重大戰略性基礎設施。南水北調東、中線一期工程於2014年12月全面建成並正式投入運行,有效改善了華北地區水資源條件和配置格局,為實施地下水超採治理創造了條件。
首先利用南水北調工程引江水替代受水區城區生活和工業等開採地下水,解決城市用水增長與城區地下水超採問題;再是利用引江水替代非城區部分工業開採地下水和以城帶鄉供水方式替代部分農村生活開採地下水;三是利用引江水置換出城市和工業原擠佔農業用的當地地表水,並退還給農業,以替代部分農業開採地下水;四是加強城區再生水與地表水聯合運用,替代下遊部分井灌區農業開採地下水,逐步削減農村地區地下水超採量。
▲南水北調中線一期工程
(3)試點先行先試,為超採治理積累了經驗
2014—2016年,財政部、水利部、原農業部等有關部門在河北省開展了地下水超採綜合治理試點,以體制機制創新為引領,探索水權制度,推進農業水價綜合改革,加強地下水監測管理,通過地表水置換地下水灌溉、發展高效節水灌溉,壓減冬小麥種植面積、推廣節水小麥種植模式等措施,實施地下水壓採,地下水年超採量減少了約20億m3,探索了可複製、可推廣的經驗。2017年以來,已將治理範圍逐步擴大到山東、山西、河南等省份。
《行動方案》編制思路
華北地區地下水超採是一個長期性、累積性和結構性的問題。造成地下水超採的原因既有社會經濟發展方面的原因,也有自然因素的影響,是多方面因素綜合影響的結果。因此,治理修復需要漫長的過程和多方的努力,須採取綜合性行動與措施進行治理。
1.確定治理範圍
根據全國地下水利用與保護規劃成果(評價期2001—2015年),全國平原區地下水超採區面積28.7萬km2,總超採量158億m3。華北地區是全國地下水超採問題最為嚴重的地區,平原區超採區面積和地下水超採量分別佔全國的63%和61%,分布有全國乃至世界上最大的地下水漏鬥群。京津冀地區地下水超採問題更為突出,超採區面積約佔華北地區的一半左右,涉及11個地級市149個縣(區),佔京津冀總縣數的84%。考慮到典型性、代表性以及區位重要性,《行動方案》治理範圍聚焦京津冀3省(直轄市)地下水超採區,其中河北省涉及128個縣。
2.明確治理目標
京津冀地區地下水超採治理設置了近期目標與遠期目標。
近期目標,即到2022年,在正常來水情況下,京津冀地區年壓減地下水開採量25.7億m3,現狀超採量壓減率超過70%,即地下水年超採量由現狀的34.7億m3壓減到9.0億m3。需要說明的是,這是在正常來水情況或多年平均來水情況下的壓減目標,在遇到乾旱或特旱年份時,農業灌溉用水量會有所增加,相應壓減目標應有所減少;反之,在遇到豐水或特澇年份時,農業灌溉用水量會有所減少,相應壓減目標應有所增加。這也是地下水「調豐補枯」特點的具體體現。到2022年地下水超採量壓減率目標為超過70%,即仍未實現採補平衡。這主要是考慮到在衡水、滄州等市部分地區,因其淺層地下水礦化度較高,無法滿足供水和灌溉用水標準要求,近期又無外調水源條件,在已採取高效節水灌溉等措施情況下仍難以達到採補平衡,只能採取種植結構調整或退減灌溉面積發展雨養農業的措施進一步壓減地下水開採量,但這會一定程度影響糧食產量,同時也會大大提高退減灌溉面積的補貼費用,加大財政壓力。綜合各方面因素,仍保留部分超採量待下階段治理。
遠期目標,即到2035年,力爭全面實現地下水採補平衡,超採虧空水量逐步填補。主要是考慮通過實施南水北調後續工程,進一步增加治理區可用水量,根本緩解缺水狀況,同時實施水源置換,壓減地下水開採,實現採補平衡。根據南水北調水源情況,相機實施生態補水,逐步填補地下水超採虧空水量。
3.綜合治理措施
根據華北地區地下水利用存在的問題與原因分析,按照綜合施策、突出重點、系統推進、措施可行的原則,在總結提煉華北地下水超採治理試點和河湖生態補水試點成果與經驗的基礎上,提出 「一減、一增」綜合治理措施,重點推進「節」「控」「調」「管」治理措施任務。
「節」,即強化重點領域節水。落實「節水優先」治水方針,強化農業、工業和城鎮各領域節水。農業重點加快灌區節水改造和田間高效節水灌溉工程建設,推廣農藝節水措施和耐旱作物品種。工業重點加快高耗水行業改造,推進工業園區節水改造,促進企業間串聯用水、分質用水、一水多用和循環利用,提高用水效率和效益。城鎮重點推進節水型城市建設,實施公共供水管網改造,提高非常規水源利用率,深入開展公共領域節水和居民家庭節水器具普及。
▲河北工程大學節水節能監管中心
「控」,即嚴控開發規模和強度。以水資源水環境承載能力為剛性約束,實施農業種植結構調整和產業布局結構優化。其中,農業種植結構調整主要推進適水種植和量水生產,通過實施輪作休耕、發展旱作雨養、推廣農作物節水抗旱品種和適度減少冬小麥等高耗水作物等措施,減少地下水開採。產業布局結構優化主要是推動產業轉移流動,優化調整產業布局和結構,鼓勵創新性產業、綠色產業發展,依法依規壓減或淘汰高耗水產業不達標產能,推進高耗水工業結構調整。
「調」,即多渠道增加水源供給。增加地表水和外調水供水是治理地下水超採的有效措施,在充分利用當地水,特別是加大非常規水源利用的基礎上,用好用足引江、引黃、引灤等外調水源,一方面置換城鎮、工業和農村集中供水區地下水開採,推進農業水源置換,減少地下水開採量,另一方面通過實施河湖生態補水,恢復河湖水面,修復河湖水生態環境,增加地下水入滲補給。
「管」,即嚴格地下水利用管控。主要是強化地下水利用監管,嚴格禁採區、限採區管理,加強地下水監控能力建設,創新管理政策機制,嚴格考核監督,逐步完善地下水管理和保護體系。
4.實施河湖生態補水
實施河湖生態補水是《行動方案》在已有地下水超採治理措施的基礎上,提出的一項更為有效的治理措施。主要思路一是利用調水工程完全達效前設計供水與實際供水量的富餘能力,向工程沿線河湖實施生態補水;二是通過加強水源和工程科學調度,合理延長工程調水時間或利用工程加大設計能力,相機向工程沿線河湖實施生態補水。一方面恢復河湖水面,改善河湖生態環境和長期乾涸、缺水的狀況,同時通過河湖入滲回補地下水,緩解地下水超採。
南水北調中線一期工程2016—2017年供水年度為京津冀實際供水28億m3(陶岔口門),供水能力尚未全部達效,還有約23億m3供水潛力,考慮未來用水增長需求,每年仍有一定潛力用於生態補水。對於南水北調東線一期工程,按照2017—2018年山東供水年度實際供水量10.9億m3,尚有供水潛力。通過建設東線一期北延應急供水工程,用足供水潛力和適當延長供水時間,可向京津冀地區增加供水能力約4.9億m3。
同時,針對黃河來水情況、當地水庫水源和非常規水源情況,通過引黃工程和當地水源配置工程,相機為治理區增加補水量。遠期,則主要利用南水北調東線、中線後續工程,以及當地非常規水源等,進一步加大河道生態補水潛力。綜合考慮補水水源、河道入滲條件、地下水補給效果、河流區位重要性等因素,《行動方案》共選擇滹沱河、滏陽河、南拒馬河、永定河等21條(個)河湖開展生態補水。
▲滹沱河
5.強化地下水監管
管控政策機制是保障治理效果的長效措施。《行動方案》主要針對落實最嚴格水資源管理制度,發揮河長制湖長製作用,強化地下水利用監管,完善地下水管理和保護體系等進行了設計。
①強化地下水禁採限採管理。在地下水禁採區內,除臨時應急供水和無替代水源的農村地區少量分散生活用水外,嚴禁取用地下水;在地下水限採區,一律不準新增地下水開採量,重點建設項目確需取用地下水的,應按照「用1減2」的比例,同步削減其他取水單位的地下水開採量。
②關停城鎮自備井和農灌井。按照「應關盡關、關管並重、能管控可應急」的原則,提出了推進超採區機井封填,以及封存備用機井的管理要求。
③嚴格水資源承載能力剛性約束。按照「以水定城、以水定地、以水定人、以水定產」的要求,發揮水資源的最大剛性約束作用,促進區域發展、城鎮規模、產業布局等優化調整,與水資源承載能力相均衡。
④健全地下水監測計量體系,夯實地下水管理基礎。利用國家地下水監測工程與地方自建監測站網,建立覆蓋地下水超採區的地下水監測體系,健全地下水取用水戶監控與計量設施。
⑤推進水權水價水資源稅改革。充分發揮經濟槓桿在地下水超採治理與水資源管理制度中的作用,激發各行業地下水壓採的內生動力。
為了及時掌握各地落實情況,《行動方案》對地下水超採治理工作提出了動態跟蹤與效果評估考核的要求,通過定期總結方案實施進展,將地下水超採治理作為對華北相關省市最嚴格水資源管理制度考核的重要內容,並通過建立完善考核評價機制,對壓採措施不落實、壓採目標任務未完成的要進行問責。
(作者:丁躍元 (水利部水利水電規劃設計總院副處長,教授級高級工程師),陳飛,李原園,唐世南,於麗麗,羊豔)