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對地表水資源與地下水資源重復量的認識與水資源開發利用理念探討

2023-04-06 21:18李文鵬
水文地質工程地質 2023年1期
關鍵詞:河川補給量水資源量

李文鵬

(中國地質環境監測院, 北京 100081)

地表水資源與地下水資源重復量是水循環過程中的客觀存在。由于含水層過濾和調節作用,地下水水質清澈,數量穩定,成為淡水資源中最可貴的部分,是大自然對人類的恩賜。正確認識和科學評價地表水資源與地下水資源重復量不僅是水資源總量計算的關鍵,而且也是科學規劃利用水資源的重要基礎。理論上講,狹義的水資源總量等于地表徑流量與降水入滲量之和,但實際工作中許多地區難以直接測量。隨著水文學和水文地質學的長期發展,形成了學術上公認的水資源總量計算的科學定量表達,即水資源總量由地表水資源量和地下水資源量相加、扣除兩者之間相互轉化的重復量而得。然而,目前相關部門對于重復量的水資源性質認識不夠統一,甚至在水資源組成的表述中,不提及這個客觀存在的寶貴淡水資源的數量,在規劃中就更談不上如何珍惜利用了。為此,本文對“地表水資源與地下水資源重復量”的水資源性質與開發利用理念,提出一點初淺認識,不當之處,敬請指正。

1 水資源組成要素定義與監測統計方法

地表水資源量是指河流、湖泊、冰川等地表水體中由當地降水或地下水排泄形成的、可以逐年更新的動態水量,即天然河川徑流量,主要由降水形成的地表徑流量和地下水排泄形成的河川基流量兩部分構成。水文學以流域為單元,以河道為評價對象,計量地表水資源量,一般可通過流域出口水文站實測獲取,如有河道外引用時,還應加上經過還原計算的河道外實際耗水量,可得到天然河川徑流量,即地表水資源量。

地下水資源量是地下飽和含水層逐年更新的動態水量,即降水和地表水體入滲形成的地下水補給量。水文地質學以地下水系統為單元,以地下飽和含水層為評價對象,計量地下水資源量。其中,山區主要采取排泄量法,平原區主要采用補給量法,并監測統計降水入滲補給量、地表水體滲漏補給量及地下水儲變量之間的水均衡計算進行校核驗證。

地表水資源與地下水資源重復量是按照地表水資源量和地下水資源量的定義及其相應的計算方法,計算地表水資源量和地下水資源量時,將水循環過程中兩者相互轉化的量,分別計入地表水資源量和地下水資源量而產生的重復計算量。重復量主要有兩種類型:一是地下水排泄形成的河川基流量,一般利用水文站監測的河川徑流數據通過基流分割法后計算獲??;二是地表水體入滲形成的地下水補給量,一般要查清滲透路徑、滲透面積、入滲系數來計算地表水滲漏量或形成的地下水補給量,也需要通過地表水或地下水均衡方法校核驗證。

2 “地下水資源與地表水資源不重復量”可能帶來的困惑

地表水資源與地下水資源重復量中無論是清澈的河川基流或是地表水下滲補給形成的地下水,其水資源質量和時空分布優勢都更加適合于人類利用,也是河道內、外生態系統的重要支撐。2000年以來的水資源公報將“地表水資源與地下水資源重復量” 變為“地下水資源與地表水資源不重復量”,雖然對水資源總量計算結果沒有影響,但對水資源認識會帶來偏頗。

具體來講,“地下水資源與地表水資源不重復量”的表述,是將重復量全部計入地表水資源量,實質上是“站在河道看水資源”,這樣整個水資源量就表述為地表水資源和地下水資源與地表水資源不重復量之和,這個不重復量與地表水資源量相比,顯得微不足道,甚至誤導人們在水資源規劃中可以忽略不計地下水資源與地表水資源不重復量,以至于忽視地表水資源與地下水資源重復量這一寶貴資源的科學利用。如由水利部發布的2021年中國水資源公報中表述“2021年全國水資源總量29 638.2×108m3,其中,地表水資源量28 310.5×108m3,地下水資源量 8 195.7×108m3,地下水資源與地表水資源不重復量為1 327.7×108m3”,不表述這個客觀存在又最為寶貴的重復量,簡單地將重復量6 868.0×108m3全部計入地表水資源。

3 基于“地表水資源與地下水資源重復量”認識的水資源規劃與開發利用理念

鑒于認識上不統一,水利系統不再使用“地表水資源與地下水資源重復量”,而使用“地下水資源與地表水資源不重復量”,即與地表水資源不重復的地下水資源量。表面上,兩種資源代數和相加,簡單明了,實際上是把地表水資源與地下水資源轉化量簡單地數字化處理,是把兩種相互依賴相互轉化的資源割列,容易掩蓋重復量在水資源開發利用規劃中的重要意義,將誤導人們更加追求對地表水資源的重視和攔蓄利用。如在西北和華北許多地段地表水和地下水轉化頻繁,平原盆地區地表水是地下水重要補給來源,甚至是唯一的補給來源,但由于上游水庫過度攔蓄地表水,渠道全面襯砌,截斷山前平原區地下水補給來源,導致區域地下水位持續下降,表面看是地下水嚴重超采,實際上地表水過度攔蓄才是主因;有的水庫攔截了泉水補給來源使泉水流量衰竭甚至干涸,有的水庫又不得不放水保泉,此類現象比比皆是。

為此,我們建議使用行業公認、學術上通用的“水資源總量、地表水資源量、地下水資源量、地表水資源與地下水資源重復量”的科學表述,要充分認識地表水與地下水相互轉化形成的重復量在水循環過程中的價值和意義,在水資源開發利用規劃中堅持“宜表則表,宜地則地”的原則,充分保護和利用寶貴的重復量。而且重復量不足時,還要人造增加重復量,就是國際上通行的地下水回灌與再利用(ASR),與地下水儲備戰略相銜接,真正實現地表水與地下水聯合調蓄和聯合利用,使水資源開發利用更加有利于經濟社會發展和生態系統協調健康。

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