北京地下水超采危機
北京的地面沉降主要原因是超采地下水,您如何看待北京的地下水超采現狀?
作為《北京市地面沉降監測年度報告(2011年)》的審查專家之一,薛禹群對北京的地下水狀況憂心忡忡。
“北京上個世紀七八十年代地下水埋深五六米左右,現在估計會下降很多,可能不止二十米了。”中科院院士、南京大學地球科學與工程學院薛禹群教授對本報記者表示,“這說明北京的地下水已出現超采,而且比較嚴重。”
薛禹群認為,北京與江蘇地理環境不同,沒有更好的供應水源,不能學蘇南實行地下水“禁采”(這種做法在江蘇本身也有進一步研究的必要),而只能限制開采地下水,也就是說對地下水的開采應當有所限制,從戰略上來看,應該制定一個地下水開采保護的規劃,確定一個五年和十年的開采總量目標。
在薛禹群看來,地下水盡管過量開采,但“好鋼沒有用在刀刃上”,在地下水的使用結構上卻不盡合理。地下水在發達國家一般都作為人們的日常飲用水,但在我國,大量的地下水被用于工業用水、企業夏天空調用水、灌溉農田等。
薛禹群:大家都說超采,那么怎么判斷是否超采。從水文地質學的角度來看,所謂地下水超采是說地下水的開采量超過了它的補給資源,導致地下水水位下降,地表水基流減少甚至消失,進而損害直接或間接依賴于地下水的生態系統,并引起包括地面沉降在內的一系列環境地質問題。
需要注意的是不能認為只有當開采量大于補給資源才是超采,這樣的概念是不對的,因為當開采量等于或略小于補給資源時,地下水的補給幾乎全被消耗,原先依靠地下水補給保持的河流基流、濕地和泉,都將趨于枯竭。
所以這樣定義的超采不能用來指導地下水合理開發。為此有人提出可持續開采量的概念。它是指資源和生態環境承載力允許條件下可以永續開采的水量。由于難以確定地下水直接支撐的生態系統需水量等原因,至今還沒有成熟的可持續開采量評價方法。因而精確確定超采量也有困難。地下水的補給來源主要是大氣降水、河流、農業灌溉用水等的入滲,這些補給水源都在變化,可見地下水是否超采,超采多少這是一個動態的過程。
因此,我更傾向于從地下水水位的變化來看,如果一個地區的地下水水位持續在下降,也就是說和該區歷史上的地下水水位相比,不斷在下降,那么這個區域就存在超采問題。
因為我對長三角的情況比較熟悉,拿蘇(州)(無)錫常(州)來說,解放初期地下水水位埋深只有兩米左右,本世紀初一度達到87.7m,地下水位在持續下降,可見超采十分嚴重,導致出現嚴重的地面沉降。為此江蘇省政府采取措施,限制地下水開采,以控制地面沉降,保護地下水資源。
當然,北京的地質條件與長三角不同,但是北京的城市人口在迅速增加,工業在加快發展,工業用水、生活用水還有農業灌溉用水等大部分依靠開采地下水來解決。其對地下水的依賴和開采加劇,導致地下水位得不到恢復,水量也急劇減少。特別是1999年以來,連續11年干旱,降雨量偏低,只有在2008年降雨量稍微多一些,因此超采趨勢日益明顯,加劇了北京水資源緊缺的狀況。北京上世紀七八十年代地下水埋深五六米左右,現在估計會下降很多了,可能不止二十米。與北京相鄰的河北平原水位下降更加劇烈,原先深層水的測壓水位接近地表,目前有的漏斗中心水位埋深已超過110米,成為我國水資源開采強度最大,水資源供需矛盾最突出、地下水位下降最劇烈、地面沉降范圍最大的地區。
既然地下水水位下降主要是由地下水的補給跟不上引起的,北京應該如何增加地下水的補給?
薛禹群:地下水的補給來源主要有:大氣降水、地表水。此外,還有灌溉水對地下水的補給。由于北京的河流比較少,很多又干涸了,所以北京市的地下水補給水源主要是大氣降水。
一個可以考慮的增加地下水補給的措施是采取有計劃的人為措施,使地下水獲得天然補給以外的額外補充,即地下水的人工補給,F在城區的路面都硬化了,降水無法入滲只能白白進入污水管道流走。如果城市路面改用新的可滲透的材料替代瀝青、水泥,就能增加地下水的補給量。
另外,實行雨(水)污(水)分流,不讓雨水進入污水收集管道,經過嚴格的處理后再作為工農業用水以節約地下水用量。利用含水層作為地下水庫調蓄其它水源,如雨洪資源,也可以增加可利用的水資源量。但要在我國北方開展人工補給地下水,除了要解決特有的技術困難外,還要解決體制、管理等方面的難題。
現在人們寄希望于南水北調的中線工程。用地表水來補給地下水在技術上實現起來會碰到不少困難,不大容易,所以目前國家的方案是通過南水北調把地下水的開采壓下來,正在做壓采方案。這是一個比較現實的方案。不再開采了,通過天然補給,地下水水位就會逐步恢復。
也有人提議,用再生水補給地下水。對此您怎么看?
薛禹群:這是絕對不可以的,我不支持。上海也在回灌補給地下水,但是他們用的是人們日常喝的自來水,自來水的水質有保障,不會污染地下水。在目前的污水處理技術和工藝水平下,再生水的水質達不到地下水的水質要求,絕對不能用,否則回灌事小,污染事大。不同于地表水,地下水一旦受到污染,是難以恢復的。
從長期來看,即便南水北調東中線工程供水后,北京對地下水的依賴依然不會減弱,但是對地下水開采的限制是必要的,那么如何具體限制地下水開采?
薛禹群:南水北調引來水后,對地下水的需求會有所減少。在限制方面,江蘇做得比較好,有些城市已經停止地下水開發,這種做法已經有十年歷史了,其水資源的缺口靠從長江引水。但是北京地理環境不同,沒有更好的供應水源,只能開采地下水,但對地下水的開采應當有所限制。