對話 | 華北地區(qū)地下水超采治理十問——地下水，河湖復(fù)蘇下的涌動

日月同輝的殿堂 2023-06-08 發(fā)布于北京

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黨中央、國務(wù)院高度重視華北地區(qū)地下水超采問題。近年，水利部會同有關(guān)部門和地方，采取“節(jié)、控、換、補、管”等措施，大力實施華北地下水超采綜合治理，取得了明顯成效。2023年全國水利工作會議提出實施《華北地區(qū)地下水超采綜合治理實施方案（2023—2025 年）》，鞏固拓展治理成效。地下水超采治理是一個長期過程，如何更加科學(xué)有效地開展治理工作，面臨一系列需要回答的科學(xué)問題。本期《對話》特別約請中國水利水電科學(xué)研究院水資源研究所副所長趙勇及其團隊，分享他們對華北地下水超采治理問題研究的成果。

嘉賓

趙　勇

中國水利水電科學(xué)研究院水資源研究所副所長

正高級工程師

陸垂裕

中國水利水電科學(xué)研究院水資源研究所地下水室主任

正高級工程師

何　鑫

中國水利水電科學(xué)研究院水資源研究所

正高級工程師

劉　蓉

中國水利水電科學(xué)研究院水資源研究所

博士研究生

劉　淼

河北省水利科學(xué)研究院

高級工程師

主持人

董林玥　中國水利雜志記者

一位瑞士地下水專家曾說：“華北平原地下水超采的量，大到可以從衛(wèi)星上監(jiān)測到。”當(dāng)時的他可能預(yù)料不到，近年來中國正以前所未有的力度和舉措持續(xù)治理地下水超采。2019年，水利部、財政部、發(fā)展改革委、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部聯(lián)合印發(fā)《華北地區(qū)地下水超采綜合治理行動方案》，提出“一減、一增”綜合治理措施，系統(tǒng)推進華北地區(qū)地下水超采治理。2021年，《地下水管理條例》正式施行，瞄準(zhǔn)地下水超采和污染兩大突出問題，作出系統(tǒng)安排和剛性約束。隨著河湖生態(tài)補水、農(nóng)業(yè)節(jié)水等治理實踐不斷深入推進，看不見的地下水，正在被看見。我們看見更多泉眼復(fù)涌，看見“華北明珠”白洋淀重現(xiàn)碧波蕩漾，看見永定河和京杭大運河百年來的首次“歷史交匯”……河湖復(fù)蘇之下，正是涌動的地下水。

▲白洋淀生態(tài)補水成效

為持續(xù)鞏固拓展治理成效，2023年全國水利工作會議提出實施《華北地區(qū)地下水超采綜合治理實施方案（2023—2025年）》。地下水從超采減緩到采補平衡，再回歸到系統(tǒng)健康的狀態(tài)，是一個持續(xù)而漫長過程。如何更加科學(xué)有力有效地開展治理工作，面臨一系列需要回答的重大科技問題。在“十三五”國家重點研發(fā)計劃“京津冀水資源安全保障技術(shù)研發(fā)集成與示范應(yīng)用”等重大科研項目的支持下，中國水利水電科學(xué)研究院水資源研究所副所長趙勇及其團隊通過水循環(huán)系統(tǒng)監(jiān)測試驗，開展華北地區(qū)地下水治理關(guān)鍵問題研究，并長期跟蹤評估治理成效，目前已取得系列成果。本期特別邀請趙勇及團隊成員做客《對話》，探尋華北地區(qū)地下水超采治理背后的科學(xué)邏輯，聽他們講述華北河湖復(fù)蘇之下的涌動。

中國水利：華北地區(qū)是我國小麥、玉米等糧食作物主產(chǎn)區(qū)，也是缺水最嚴重地區(qū)。20世紀(jì)70年代以來，由于人口增加、機井灌溉發(fā)展以及城市化進程推進等，華北地區(qū)大規(guī)模開發(fā)利用地下水，隨后形成地下水漏斗，引發(fā)了一系列生態(tài)地質(zhì)環(huán)境問題。如今，國家正采取一系列綜合措施治理地下水超采問題。改善并恢復(fù)地下水狀況，首先需要了解過去，解決“從哪兒來”的問題。請問在地下水大規(guī)模開發(fā)利用前，華北地區(qū)歷史常態(tài)淺層地下水水位是多少？

趙　勇：受觀測資料限制，過去研究討論華北地區(qū)淺層地下水水位，通常認為20世紀(jì)60年代的數(shù)據(jù)可基本代表歷史常態(tài)情況下淺層地下水水位。但根據(jù)長序列降雨監(jiān)測資料，20世紀(jì)50—60年代是華北地區(qū)的豐水期，這一時期年均降雨量約610mm，超過多年平均降雨量15%。因此，豐水年份還不能反映華北地區(qū)歷史常態(tài)下的地下水水位。

先看這兩張圖，第一張源于1948年北京大學(xué)出版社出版的《華北之農(nóng)業(yè)（四）—以水為中心的華北農(nóng)業(yè)》，書中記載了1945年左右北京市、天津市、河北省和山東省97眼淺層地下水埋深，這是可查詢到的最早的華北地區(qū)淺層地下水埋深系統(tǒng)觀測資料，其中華北地區(qū)平均埋深為5.4m，山前平原普遍埋深為6~8m，最大埋深達到8.95m。第二張是根據(jù)《華北平原地下水可持續(xù)利用圖集》等資料繪制的，1959年華北地區(qū)平均地下水埋深為3.9m，中東部平原區(qū)埋深小于3m，山前沖洪積扇區(qū)域為3~5m，山區(qū)邊緣局部地區(qū)可達5~10m。

可以看出，1945年華北地區(qū)淺層地下水埋深明顯大于1959年，與20世紀(jì)60年代相比，1945年地下水開發(fā)利用更為有限，更接近于正常降水年份淺層地下水水位，基本可以反映華北地區(qū)歷史常態(tài)下、沒有大規(guī)模農(nóng)業(yè)取用地下水時期的地下水埋深情況。

此外，研究還將1980年地下水埋深與1945年進行對比分析。華北地區(qū)20世紀(jì)80年代淺層地下水平均埋深為5.5m，呈現(xiàn)從山前平原向濱海區(qū)逐漸減小趨勢，中東部平原埋深普遍為2~6m，與1945年埋深分布較為接近。但是山前平原最大埋深已經(jīng)達到13.8m，出現(xiàn)了明顯的地下水漏斗區(qū)，地下水開發(fā)利用的影響已經(jīng)逐步顯現(xiàn)。

▲華北地區(qū)不同歷史時期淺層地下水埋深

中國水利：華北是我國乃至全世界地下水超采最嚴重地區(qū)之一，形成了大面積地下水漏斗，一度引發(fā)地面沉降、海水入侵等問題。這些年華北地區(qū)的地下水超采量是多少？通過治理又能恢復(fù)或填補多少地下水量？

趙　勇：地下水超采，是由于不合理的開發(fā)利用，使得地下水系統(tǒng)的資源、生態(tài)、環(huán)境等功能遭到破壞，并引發(fā)了一系列不良影響。根據(jù)地下水埋藏條件，可將地下水超采劃分為淺層和深層地下水超采。

對于淺層地下水超采量，常用的計算方法為“水位動態(tài)法”，根據(jù)淺層地下水水位下降造成的地下水儲量虧空估算超采量。但水位下降不一定會破壞生態(tài)地質(zhì)環(huán)境，甚至可能產(chǎn)生有利影響，如鹽漬化防治，傳統(tǒng)方法將這部分開采量也計算為超采量，存在不合理之處。所以我們對這種研究方法進行了改進：建立地下水生態(tài)地質(zhì)環(huán)境健康約束的臨界水位埋深來判斷區(qū)域是否發(fā)生地下水超采，認為當(dāng)淺層地下水水位低于生態(tài)健康地下水水位下限后，年際間水位下降造成的地下水儲存量減少量為淺層超采量。據(jù)此估算，華北地區(qū)1959—2020年累計淺層地下水超采量為869億m3。華北地區(qū)淺層地下水循環(huán)條件較好，可更新速度快，淺層地下水水位回升后，資源量基本可恢復(fù)。

對于深層地下水超采量，從水資源屬性來看，構(gòu)成深層地下水開采量的越流補給量和側(cè)向徑流補給量為可更新的補給資源量，因此研究認為深層地下水超采量僅包括動用儲存資源量的彈性壓密釋水量和非彈性壓密釋水量。深層壓密釋水量約等于引發(fā)的地面沉降體積，根據(jù)監(jiān)測的地面沉降量，估算出截至2020年華北地區(qū)累計深層地下水超采量為756億m3。與淺層地下水相比，深層地下水可恢復(fù)性和可更新能力較差，尤其深層地下水開采造成的地面沉降絕大部分是由不可恢復(fù)的黏土層骨架壓密釋水引起的，這部分非彈性的壓密釋水量在未來水位回升后也很難得到恢復(fù)，會導(dǎo)致深層地下水儲量永久性損失。基于太沙基有效應(yīng)力原理，我們研究建立了一維非線性壓密釋水?dāng)?shù)值模型，模擬深層承壓含水層系統(tǒng)壓密釋水過程，計算了非彈性壓密釋水量，發(fā)現(xiàn)華北地區(qū)深層地下水超采已累計造成不可恢復(fù)儲量558億m3，占深層地下水超采量的74%。

綜合淺層、深層超采量計算結(jié)果，華北地區(qū)1959—2020年地下水累計總超采量為1625億m3，其中可恢復(fù)的地下水超采量為1067億m3，包括869億m3淺層和198億m3深層可恢復(fù)超采量，這是今后華北地區(qū)地下水超采治理需要并且應(yīng)該能夠填補的虧空量。

中國水利：根據(jù)地下水水位變化及模型模擬，計算了華北地區(qū)地下水超采量。那么導(dǎo)致華北地區(qū)地下水水位變化或者地下水超采的原因是什么？

劉　蓉：自然條件下，地下含水層是一個補給和排泄動態(tài)平衡的過程；受到人類活動影響，地下水補給和排泄通量都會發(fā)生變化，當(dāng)排泄量大于補給量時就會出現(xiàn)地下水超采問題。影響華北地區(qū)地下水補給和排泄通量的主要因素包括地下水開采量、降雨量、山丘區(qū)來水量和外調(diào)水量等。我們研究分析了1959年以來這四大因素的變化態(tài)勢，評價了四大因素變化對1959年以來淺層地下水水位變化的影響。

2014年超采治理之前，山前平原淺層地下水水位年均下降0.45m，這一時期地下水水位下降主要是由于開采量增加、山區(qū)來水量大幅度減少，導(dǎo)致地下水排泄量增加而地下水補給量減少。其中，開采量增加導(dǎo)致地下水水位平均每年下降0.24m，山區(qū)來水減少造成地下水水位平均每年下降0.22m。

2014年以后，山前平原區(qū)淺層地下水水位整體仍處于下降狀態(tài)，但年均水位下降速度較1980—2013年減緩0.23m/a，其中引江、引黃等外調(diào)水量增加使得水位下降速度相比治理前減緩了0.17m/a。

總體來看，不合理的地下水開采是造成地下水水位持續(xù)下降的根本原因，2014年超采治理實施后，地下水開采量有所減少，但對地下水水位下降的貢獻依然很大。山區(qū)來水減少，一直是被忽視的導(dǎo)致地下水水位下降的重要因素，其對地下水水位下降的貢獻僅次于地下水開采量。山區(qū)來水減少主要有兩方面原因：一是山區(qū)土地利用、植被覆蓋率變化等造成產(chǎn)流減少；二是水庫攔蓄等作用使得進入平原區(qū)的地表徑流量大幅度減少。近年，外調(diào)水量的大幅度增加，使得部分地區(qū)的地下水水位止跌回升，才整體扭轉(zhuǎn)了地下水水位持續(xù)下降的態(tài)勢。

▲影響華北地區(qū)地下水水位變化的主要因素及貢獻量

中國水利：隨著地下水超采綜合治理的持續(xù)開展，華北地下水水位下降的態(tài)勢得到初步遏制。水位過高或過低都會對生態(tài)環(huán)境造成影響，那么華北地區(qū)生態(tài)健康地下水水位目標(biāo)是多少？

趙　勇：實現(xiàn)地下水采補平衡，是階段性目標(biāo)；填補歷史虧空，讓地下水水位恢復(fù)到生態(tài)健康水平才是長遠目標(biāo)。華北地區(qū)作為強人類活動典型區(qū)域，地下水水位修復(fù)目標(biāo)不僅需要考慮生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，還需要考慮城市建筑物安全、經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展等問題。

我們綜合考慮保障城市建筑物安全、遏制海水入侵、避免鹽漬化、維持植被健康、維護河湖補排健康、提供資源最大補給和調(diào)蓄地下水庫等7種地下水功能，采用統(tǒng)計分析、實踐調(diào)查、機理研究等方法，對各功能型生態(tài)健康地下水水位臨界閾值進行量化，進一步統(tǒng)籌了山前—中部—濱海平原、城市—非城市區(qū)以及徑流補給區(qū)六大空間分區(qū)，建立了兼顧地下水多功能屬性的空間分布式生態(tài)健康地下水水位量化方法。

華北地區(qū)淺層地下水生態(tài)健康地下水埋深上限和下限空間分布如圖所示，其中上限平均埋深為4.5m，下限平均埋深為6.5m。可以發(fā)現(xiàn)，華北地區(qū)生態(tài)健康地下水埋深分布具有顯著的空間差異性，從東部沿海向內(nèi)陸地區(qū)，埋深逐漸增大，東部沿海地區(qū)生態(tài)健康地下水埋深為0~2m，中部平原區(qū)大部分為3~5m，山前平原區(qū)為8~20m，城區(qū)所在區(qū)域為6~10m。

▲華北地區(qū)生態(tài)健康地下水埋深空間分布圖

中國水利：可以看出，生態(tài)健康地下水水位不僅是地下水水位修復(fù)的目標(biāo)，也是對現(xiàn)狀地下水水位健康程度診斷的重要依據(jù)。華北地區(qū)現(xiàn)狀地下水水位距離生態(tài)健康地下水水位還差多少？

趙　勇：由于歷史欠賬巨大，華北地區(qū)距離恢復(fù)到生態(tài)健康地下水水位仍有較大差距。我們研究將華北地區(qū)現(xiàn)狀2021年年底地下水埋深與生態(tài)健康地下水埋深進行比較，診斷地下水的健康狀態(tài)。根據(jù)超采程度劃定治理等級，分為重度超采區(qū)、中度超采區(qū)、一般超采區(qū)和采補平衡區(qū)。

一是重度超采區(qū)。現(xiàn)狀地下水埋深低于生態(tài)健康埋深20m以下的區(qū)域，占總面積13.8%，其中低于生態(tài)健康埋深30m以下的區(qū)域占總面積4.7%，部分地區(qū)現(xiàn)狀地下水埋深較生態(tài)健康地下水下限埋深差距高達60m。這些區(qū)域是地下水超采綜合治理的重點和難點區(qū)域，需要多措并舉，建立長效的治理保護機制，盡快扭轉(zhuǎn)地下水水位下降趨勢。

二是中度超采區(qū)。地下水埋深低于生態(tài)健康地下水下限埋深10~20m的區(qū)域，主要位于保定、石家莊、邢臺、邯鄲、安陽等山前平原一帶，占總面積14.2%，這些區(qū)域地下水現(xiàn)狀埋深同樣不容樂觀，應(yīng)嚴格限制地下水開采。

三是一般超采區(qū)。地下水埋深低于生態(tài)健康地下水下限埋深0~10m，主要位于廊坊、衡水、德州等中部平原一帶，占總面積38%，這些區(qū)域應(yīng)適當(dāng)減少地下水開采，保證地下水水位穩(wěn)步回升。

四是采補平衡區(qū)。地下水埋深處于健康地下水埋深上下限范圍之內(nèi)，主要位于天津、滄州、濱州等環(huán)渤海一帶，占總面積34%，是較為理想的地下水埋深。相比超采治理前，2021年采補平衡區(qū)占比已經(jīng)由2014年的23%增加到34%。

▲華北地區(qū)現(xiàn)狀水位與生態(tài)健康水位差值

中國水利：華北地區(qū)地下水超采治理，任重而道遠。農(nóng)業(yè)是地下水的“用水大戶”，不少地方采取了一系列農(nóng)業(yè)節(jié)水壓采措施，比如調(diào)整種植模式、休耕、退耕還林還濕、農(nóng)藝節(jié)水等。那么節(jié)約下來的水就是減少的開采量嗎？田間節(jié)水的真實地下水壓采效率是多少呢？

何　鑫：農(nóng)業(yè)灌溉是華北地區(qū)地下水超采的重要原因。灌溉方式的改變不僅影響地下水開采量，也會通過影響土壤水分運動過程，進而影響地下水入滲補給量，但規(guī)劃的地下水壓采能力及效果評估中，一般認為農(nóng)業(yè)節(jié)水措施的壓采能力就等于減少的地下水開采量，沒有考慮地下水回歸量的影響。

為了評價節(jié)水灌溉的地下水真實壓采效率，研究設(shè)置了“雨養(yǎng)”和“灌溉”兩種水分處理條件，進行大田試驗對比，并采用數(shù)學(xué)模擬的方法進行分析。

研究發(fā)現(xiàn)，灌溉活動明顯改變農(nóng)田土壤水分剖面的分布結(jié)構(gòu)，使得夏季集中降水來臨前土壤含水量維持在較高水平，為汛期降水入滲補給奠定了良好的前期土壤含水量條件。與雨養(yǎng)處理相比，開采324mm/a的地下水用于灌溉，會促進113mm/a的地下水補給，地下水真實消耗量為211mm/a。這就意味著，減少324mm/a的地下水開采，只能減少211mm/a的真實壓采量。這說明，地下水開采量的減少，并不等于全部地下水壓采量，扣除由于灌溉促進的地下水入滲補給量，才是真實的地下水壓采量。

中國水利：近年，水利部系統(tǒng)推進華北地區(qū)地下水超采治理，統(tǒng)籌調(diào)度南水北調(diào)中線一期工程等，持續(xù)開展華北地區(qū)河湖生態(tài)補水。如何看待目前的治理效果？

陸垂裕：近年，我國高度重視華北地區(qū)地下水超采問題，采取了一系列重大舉措。早在2014年，財政部、水利部等四部委在河北省啟動了全國首個省級地下水超采綜合治理試點；2018年，將治理范圍進一步擴大到山東、山西、河南三省；再到2019年，以更大的力度持續(xù)開展地下水超采綜合治理。

為客觀評價2014—2020年地下水超采治理效果，研究采用了中國水利水電科學(xué)研究院完全自主研發(fā)的分布式地表-地下水耦合模擬模型MODCYCLE，通過設(shè)置有和無超采綜合治理兩種情景，精細化模擬評價京津冀平原區(qū)地下水壓采效果。通過有和無超采綜合治理情景對比分析，結(jié)果顯示：有超采綜合治理情景下，淺層地下水補給量相比無超采綜合治理情景每年增加10.06億m3，主要來自地表水體的滲漏補給，而排泄量減少8.23億m3；深層地下水補給量相比無超采綜合治理情景每年減少3.22億m3。補給量減小主要是因為在超采綜合治理情景下，深層地下水水位發(fā)生回升，淺層越流補給量減少；因為開采量減小，深層排泄量相比無超采綜合治理情景每年減少8.63億m3。由于補排通量發(fā)生變化，有綜合治理與無綜合治理相比較，京津冀平原區(qū)每年減少23.70億m3的地下水超采量，淺層地下水水位每年少下降/回升0.24m，深層地下水水位每年少下降/回升0.54m。

中國水利：2021年海河流域年降雨量高達838mm，比多年平均偏多59%，華北地區(qū)迎來特大豐水年。這場“特大豐水”對地下水水位回升貢獻有多大？

劉　淼：從地下水水位變化角度來看，華北地區(qū)地下水超采態(tài)勢得到了明顯遏制，深、淺層地下水水位整體回升明顯。但是，地下水水位變化是補給和排泄兩方面共同作用的結(jié)果。為了分析2021年特大豐水年對地下水水位回升貢獻，研究采用了MODCYCLE模型，設(shè)置了兩種模擬情景對比分析，一種是2021年實際降水情況，另一種是假定2021年為平水年（降雨量533 mm）的情況。

通過比較兩種情景的模擬仿真結(jié)果，由于2021年實際降雨貢獻，華北地區(qū)淺層地下水水位多回升了1.74m，深層地下水水位多回升了2.86m，其中河北省淺層、深層水位分別多回升1.85m和3.09m。

▲京津冀平原區(qū)2021年特大豐水年與等效平水年地下水水位差

中國水利：地下水資源是水資源的重要組成。我們了解到，過去幾十年，海河流域水資源急劇衰減，那衰減了多少水量？這些水量去哪兒了？海河流域水資源未來將如何演變？是否會持續(xù)影響地下水超采治理？

趙　勇：水資源是在水循環(huán)轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生的，在氣候變化和強烈人類活動影響下，海河流域水循環(huán)發(fā)生了顯著變異，突出表現(xiàn)在平原區(qū)地下水超采形成土壤深厚包氣帶和大規(guī)模地面沉降，山丘區(qū)土石二元介質(zhì)條件下植被大幅度修復(fù)改變了蒸散發(fā)和產(chǎn)匯流條件。

根據(jù)全國第三次水資源評價成果，與1956—1979年第一次水資源評價期相比，2001—2016年水資源評價期地表水資源量減少了166億m3，減幅高達58%，遠超全國其他一級流域，超過南水北調(diào)中線一期工程海河流域規(guī)劃補水量的3倍，相當(dāng)于京津冀經(jīng)濟社會用水總量的2/3。

過去60年地表水資源衰減了166億m3，圍繞“水量去哪了”這一問題，我們突破傳統(tǒng)氣候變化和人類活動兩大歸因分類模式，分解水循環(huán)全過程因素，結(jié)合原型觀測、定位試驗、遙感解析和數(shù)值模擬等多手段，識別了十大影響因素歷史演變規(guī)律，揭示了其對水資源衰減的定量貢獻。

一是發(fā)現(xiàn)海河流域166億m3地表水資源衰減中，降水貢獻達49%，但強度明顯弱化；植被修復(fù)貢獻30%，且強度持續(xù)增大；地下水水位下降和農(nóng)田耕作分別貢獻12%和9%，影響呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢。二是發(fā)現(xiàn)植被修復(fù)、農(nóng)田耕作、城鎮(zhèn)化、人工水面等難以逆轉(zhuǎn)因素貢獻大幅度增加，占比從26%增至73%，總貢獻達66億m3；三是發(fā)現(xiàn)2000年以來平原區(qū)衰減基本穩(wěn)定，而山丘區(qū)仍未達到拐點。

水資源未來演變預(yù)測，關(guān)鍵在于未來水循環(huán)場景的準(zhǔn)確推演和模擬評價。研究開發(fā)了適用于強人類活動影響地區(qū)的分布式水循環(huán)模型（WACM），提出一套基于“物理機制—數(shù)值模擬”的水資源評價方法，模擬預(yù)測了十大要素未來場景的變化趨勢，預(yù)估了2020—2050年海河流域水資源量及其時空演變特征。

結(jié)果顯示：與現(xiàn)狀水資源量相比，無論未來流域水循環(huán)場景如何，只要植被持續(xù)修復(fù)，山丘區(qū)水資源大概率仍將繼續(xù)衰減10億~16億m3，這對華北地區(qū)地下水超采治理和南水北調(diào)東中線后續(xù)工程規(guī)模都將產(chǎn)生深刻影響。

中國水利：2023年全國水利工作會議提出實施《華北地區(qū)地下水超采綜合治理實施方案（2023—2025年）》，統(tǒng)籌“節(jié)、控、換、補、管”措施，鞏固拓展治理成效。對于下一步如何更好地開展華北地下水超采治理工作，您有何建議意見？

趙　勇：地下水超采只是問題的表象，根本原因在于流域水資源承載力不足、水系統(tǒng)整體失衡，因此需要多管齊下、多措并舉、系統(tǒng)治理修復(fù)。近年，華北地下水超采綜合治理采取了一系列措施，成效顯著。建議在系統(tǒng)總結(jié)經(jīng)驗成效基礎(chǔ)上，更加重視以下幾方面問題。

一是節(jié)水。不僅僅關(guān)注用戶端技術(shù)性節(jié)水，而是要全過程的節(jié)水，尤其需要在規(guī)模、結(jié)構(gòu)和效率層次上深度節(jié)水。根據(jù)生活、工業(yè)和農(nóng)業(yè)需水機理與特點，水資源的需求可分為剛性需求、彈性需求、奢侈需求三個層次，要探索建立需求側(cè)層次化調(diào)控體系，保障剛性需求、壓縮彈性需求、抑制奢侈需求。同時，還應(yīng)關(guān)注節(jié)水的邊際效益，節(jié)水需要成本，成本越大，節(jié)水的邊際效益也會越來越低，京津冀用水效率在全世界看來都屬于比較先進，節(jié)水潛力還有多大？付出的成本需要多少？需要深入研究，做到節(jié)水綜合效益最大化。

二是保水。優(yōu)化海河流域山丘區(qū)治理模式，保護極為有限的徑流性水資源，控制持續(xù)性衰減趨勢。水的命脈在山，過去30年，海河流域山丘區(qū)水土保持治理成效顯著，植被覆蓋率顯著提升，綠色屏障不斷穩(wěn)固，但未來治理工作中要增強多功能協(xié)同和精細化管理，既要維護山丘區(qū)健康優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境，又要保護極為有限的徑流性水資源。同時要加強海河流域山丘區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水，大力推廣低耗水種植和灌溉模式，維持合理的進入下游平原地區(qū)的徑流性水資源，實現(xiàn)山丘區(qū)與平原區(qū)統(tǒng)籌兼顧。

三是挖潛。整體來看，華北地區(qū)水資源開發(fā)利用已經(jīng)超過承載極限，需要降低開發(fā)利用強度，還水給自然生態(tài)系統(tǒng)，常規(guī)地表水地下水潛力極為有限，挖潛的主要工作是優(yōu)化配置、聯(lián)合調(diào)度，提高利用效率和效益。雨水和再生水只是資源利用方式和利用水質(zhì)的轉(zhuǎn)變，本質(zhì)上沒有增加廣義的水資源量。從資源的角度來看，區(qū)域開源的重點主要是海水淡化和微咸水的利用，尤其是對中東部平原地區(qū)大約10億m3以上的微咸水利用關(guān)注和研究不夠，其開發(fā)利用的難點在于弱透水層取水如何達到灌溉效率需求，以及建立農(nóng)民可接受的與地表水混合利用的灌溉模式。

四是調(diào)水。當(dāng)前南水北調(diào)后續(xù)工程正在規(guī)劃論證，哪兒缺水，調(diào)水就指向哪兒。整體來看，華北地區(qū)有三個區(qū)域缺水最為突出，也應(yīng)該是南水北調(diào)中東線后續(xù)工程重點要考慮的區(qū)域：一是山前平原，歷史累積欠賬巨大；二是中東部深層地下水超采區(qū)，可替代性水源有限；三是近20年超采發(fā)展比較嚴重的灤河下游平原地區(qū)。因此，建議南水北調(diào)東線后續(xù)工程盡可能地要向中西部平原供水，同時要將南水北調(diào)工程效益延伸到灤河流域。

五是調(diào)蓄。不僅僅是地表水調(diào)蓄，還應(yīng)加強地下水調(diào)蓄。華北地區(qū)是一個優(yōu)良的地下水庫，由此維持過去50年的經(jīng)濟社會發(fā)展。即使現(xiàn)階段大規(guī)模地下水治理壓采，地下水依然是重要水源，占總用水量的40%以上。需要深入研究地下水庫的選址、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、參數(shù)體系與調(diào)蓄模式，構(gòu)建可復(fù)制、可推廣的地下水庫規(guī)劃設(shè)計模式，建立地下水庫無邊界調(diào)蓄的理論技術(shù)體系，加強華北地區(qū)大區(qū)域、大時空地表水地下水聯(lián)合調(diào)蓄，以及常態(tài)與應(yīng)急的統(tǒng)合管理。

六是水質(zhì)。山前平原地下水漏斗區(qū)的地下水水位幾乎以每年超過1m的速度在下降，甚至超過土壤水平均孔隙流速。這就意味著，過去幾十年融入土壤水中的硝酸鹽、化肥、農(nóng)藥等污染物，趕不上水位下降的速度，賦存在土壤中，目前地下水水位下降趨勢得到遏止，未來還將進一步回升，我們勢必將會迎來地下水污染的高峰期，要防范未來水位回升可能帶來的地下水污染。

七是監(jiān)測。地下水動態(tài)監(jiān)測是地下水管理和保護的最重要基礎(chǔ)。沒有監(jiān)測，現(xiàn)代化的管理將完全無從談起。隨著國家地下水監(jiān)測工程順利完工，目前華北地區(qū)水位監(jiān)測井已有3000余眼，水位監(jiān)測網(wǎng)的布設(shè)逐步完善，現(xiàn)階段監(jiān)測的關(guān)鍵薄弱點在于用水量監(jiān)測。水利普查表明，京津冀有110萬口機井，水量監(jiān)測計量的普及率直接決定了未來管理水平。需要將直接計量、以電折水、遙感監(jiān)測等多手段結(jié)合，實現(xiàn)對地下水取用水量的有效監(jiān)測。

八是水價。實現(xiàn)地下水可持續(xù)超采治理必須解決經(jīng)濟機制問題，管理主體和對象的目標(biāo)不一致是現(xiàn)階段的最大矛盾。管理對象的目標(biāo)是收益最大化，管理主體的目標(biāo)是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，核心結(jié)合點就是要完善水價機制，通過價格機制解決個體利益和群體目標(biāo)不一致的問題，充分發(fā)揮經(jīng)濟杠桿在地下水超采綜合治理中的調(diào)節(jié)作用。

中國水利：通過今天的對話，我們了解到華北地區(qū)地下水超采治理的基本科學(xué)問題，比如歷史常態(tài)下的華北地下水水位，地下水超采量、可恢復(fù)量以及超采原因，生態(tài)健康的地下水水位目標(biāo)及現(xiàn)狀差距等；結(jié)合近年華北地下水超采綜合治理的實踐，我們也看到了泉眼復(fù)涌、河流復(fù)蘇背后實實在在的成效數(shù)據(jù)。為更好推動下一步地下水超采治理，趙勇副所長還從節(jié)水、保水、挖潛等方面提出建議。地下水雖然看不見，但通過綜合治理，河湖生態(tài)的改善、人們生活供水標(biāo)準(zhǔn)的提高，看得見。在不可見和可見之間，蘊藏的是國家對水安全的重要考量，是堅持人與自然和諧共生的樸素價值觀。讓我們行動起來，從點滴做起，保護地下水，保護我們賴以生存的資源。期待更多的河湖重現(xiàn)碧波，更多的泉眼復(fù)涌流動！

本期《對話》欄目到此結(jié)束，謝謝！

本文引用格式：

趙勇，陸垂裕，何鑫，等.華北地區(qū)地下水超采治理十問——地下水，河湖復(fù)蘇下的涌動[J].中國水利，2023（4）：19-25.

來源 | 《中國水利》2023年第4期

責(zé)編 | 董林玥

校對 | 呂彩霞

審核 | 王慧

監(jiān)制 | 軒瑋