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【摘 要】广西岩溶山区打井解决人畜饮水以及堵截地下河修建兼有地表、地下库容的溶洼水库等均已取得初步的规模效益。在岩溶水开发利用方面积累了不少经验,同时也有教训应当吸取、改进和提高。
【关键词】岩溶;地下水;开发利用;认识;建议
1 引言
广西壮族自治区总面积23.6万km2,其中岩溶区面积9.64万km2,占总面积的41%。广西受旱耕地和饮用水困难人口主要分布于桂中、桂西岩溶地区。岩溶区有着丰富的地下水资源,但是由于对岩溶水的勘探和开发的投入不足,至今还有数百万亩农田受旱,还有数百万人畜饮用水困难。因此,虽然广西在开发利用地下河方面已取得不少可贵的经验,同时也有不少认识和教训很值得回味与反思。
2 地下水开发在治旱中的作用
2.1 对治旱方针的讨论
广西的平原主要为岩溶平原,其中除了桂东北、桂东南岩溶平原或盆地主要依靠周围非岩溶山区的水利工程供水灌溉以外,桂中、桂西平原的灌溉问题基本尚未解决,以来宾为中心的桂中平原长期是广西领导层关注的最大治旱工程,几十年来,我们已多次看到不同版本的桂中治旱工程规划报告。其中1991年12月由广西水电厅编制的规划报告说:桂中旱片有人口1059.78万、占广西人口的25%,有耕地1227.94万亩、占广西耕地的31.4%。其中来宾县人口83.6万,耕地132.18万亩,为广西人均耕地最高值,因为受旱,平均亩产粮食只有249斤,农民生活只处于温饱线上。广西水电厅与珠委西江局1988年合编的《广西水资源开发利用与保护规划》第109页在谈到这些抽水站的现状与前景时写道;在农村和国营农场的经营体制改革之后,广西国营机电灌排站的经营效益有每况愈下之势,据1984年111个站的统计资料,实灌面积仅达设计灌溉面积的24.3%,全部亏损运营。“因此,集中地大流量、高扬程自江河提水灌溉效益不好,不宜采用。发展两岸灌溉事业,似应根据此地的水源、耕地分布情况、地形、地势等特点、社会经济条件及群众用水习惯等因素,因地制宜、分散解决为宜。当地均为石灰岩地区,岩溶发育,地下水丰富,宜总结群众的有效经验,从技术上予以指导,资金给予以支持,进一步开发利用地下水资源,解决农田灌溉及人畜饮水问题”。显然地,广西水电部门和报告作者已经注意到广西金光农场放弃江河抽水站,改为就近分散开发地下水,农场扭亏为盈的事实,也注意到其他许多农场打井开发岩溶地下水的事实。
广西著名的水电专家光耀华先生在向中国工程院和科学院提交的《广西岩溶地区水资源开发利用战略研究》报告中,谈到广西九五、十五水利规划时指出:“从九五到十五期间,广西拟新建、改建、扩建水利及其他取水工程173项,总投资300.5亿元……本规划对地表水资源开发考虑实为详尽,但对岩溶地区的地下水资源开发利用关注不够,所规划的项目几乎没有地下水点,地下水利用比重仅3.0%,像河池、柳州、南宁、桂林等岩溶地区均不考虑地下水利用,这显然与实际情况不符。广西中部—东部峰林谷地或峰林平原,宜以打井抽水或天窗、溶井抽水为主,配合扩泉引流,建立井群灌溉系统,以解决大面积干旱问题”。
2.2 开发岩溶水是实现缺水人口饮水安全的可靠保证
为了解决桂西峰丛洼地区大量人口饮水困难,最近几年又掀起新一轮修建水柜(实为蓄水池)的热潮。大量水柜的建成对缓解大石山区人畜饮水困难发挥了重要作用。但根据联合国提出的“要让贫困农村人口饮上清洁卫生水”以及我国政府“实施饮水安全工程”的标准要求,蓄水池之水尚难达标。
要确保大石山人民饮上清洁卫生水,最可靠的办法是开发利用表层泉以及打井取水。当然由于石山植被破坏严重,表层泉的数量已经相当稀少,远不能满足用水需求,因而需要打井取水。经过1997~1998年桂西扶贫打井的实践检验,钻孔找水命中率达到61%,這样的命中率并不算低。打井的人均投资只有100多元,也应当是政府财力可以承受的。石山区地下水一般都可以满足人畜饮用水水源标准,无需特殊处理。广西柳州、桂林市许多机井已经连续安全运行30~40年以上,因此可以认为打井取水是一劳永逸的彻底解决石山区人畜饮水的最好方法。
3 岩溶山区地下水开发的意义
3.1 岩溶水开发利用的可行性
广西岩溶地区农田大面积干旱,岩溶山区大多数人口饮水困难,其根本原因是大量的雨水大部分渗入地下转变为地下水,整个岩溶地区都分布有岩溶地下水,即便是流域分水岭地区,只要是岩溶地区,同样有相当数量的地下水,有些分水岭地段还可以形成富水地段。因此就近分散地利用地下水具有扬程低、输水距离短、工程简易、成本低的优点。现在岩溶水资源状况基本查明,又在开发岩溶水方面积累了不少经验,理应把岩溶地下水的开发列为农田水利建设的重点之一。
3.2 地下河开发的优越性
广西地下河的全面开发,其水量可供灌溉双季水稻352万亩,或者保灌玉米、甘蔗等旱地作物1056万亩,足见广西地下河的水量十分可观,蕴藏的开发潜力很大。
地下河作为一种集中水流有着许多值得关注的优越性:第一,在大中型地下河天窗中抽水或者机井打中地下河管道,一个取水点一天就可以抽取数千吨至一万吨以上的水量,可以作为大型干旱片或者城镇供水的主要水源。例如广西河池市驻地金城镇虽有龙江河穿城而过,但因河水多次遭受严重污染,被迫改用地下河天窗作城市供水,目前四个取水点,每个点抽水量全都在10000 m3/d以上。其中第一第二两处取水点已安全运行30年。第二,在地表严重干旱又缺乏饮用水的桂西岩溶山区正巧是地下河最发育的地区或者说是大中型地下河的集中分布区。第三,地下河是地下水的一种特殊水流形式,它的开发能给人们带来多方面的效益,特别是堵截地下河,建成地下水库,蓄水于地下岩溶洞穴空间,不淹没耕地(或淹没损失极小),同样能够起到存储水资源、调节洪水流量、引水、发电、灌溉等综合效益,同时还能大大改善峰丛洼地区的取水条件,增大取水量。还因为在较大面积内抬高石山区地下水位,有利于石漠化的治理和石山生态环境的恢复与重建。第四,广西用水最困难、贫困人口最集中的桂西北峰丛洼地区和桂西南峰丛谷地共有地下河153条,占广西地下河总条数(指有枯季流量测定数字者)的42%,其枯季流量合计达108.7m3/s,占广西地下河流量的62%,可见大型地下河主要分布于最缺水的地区。即是上述区域只有五分之一的地下河具备堵截建库条件,其可供利用的最枯流量22 m3/s,将能够解决66万亩农田灌溉用水和70万人饮用水困难。如果考虑地下水库调节水量的利用,则至少可以灌溉140万亩耕地和解决150万人饮水困难。加上各地下河流域内天窗提水、引提结合、引水出洞等多种形式的取水,其效益可再增大2倍,足可解决上述地区的用水困难。
4 岩溶水开发工程运营管理体制要与农村体制相适应
桂西岩溶区的自然特点是山区为主,受陡峻崎岖的石山影响,耕地与村屯都很分散,村屯又比较小,最好是就近取水,并分散管理。其优点一是渠系短小简单,耗水量小;二是本村、本屯管理,比如一个天窗抽水或者一眼机井灌溉几百亩、上千亩地,同时解决所在村屯人畜饮用水,这个工程就交所在村管理。在桂中岩溶平原区,一般村屯都是几百人口、几百亩地,一眼机井就解决全村用水,大的村庄两眼机井就够用了,自管自用十分方便。如果挖民井或田头井取水,则交农户或联户管理。现在不论是国营农场还是农村,都把机井或抽水站交给分场或村屯自行管理,效果很好。现在大家都认识到旱地作物也需要灌溉来保证稳产、高产、增收。不少地方农民自动集资打井搞旱地作物灌溉就是例证。
参考文献
[1] 张永信,周兆东,白爱忠,等.广西壮族自治区区域水文地质工程地质志[R].广西:广西地矿局,1993
作者简介:
周致杏(1984-),女,广西藤县人,职称:助理工程师,学历:本科,主要研究方向:水文地质调查,地质灾害评估。
【关键词】岩溶;地下水;开发利用;认识;建议
1 引言
广西壮族自治区总面积23.6万km2,其中岩溶区面积9.64万km2,占总面积的41%。广西受旱耕地和饮用水困难人口主要分布于桂中、桂西岩溶地区。岩溶区有着丰富的地下水资源,但是由于对岩溶水的勘探和开发的投入不足,至今还有数百万亩农田受旱,还有数百万人畜饮用水困难。因此,虽然广西在开发利用地下河方面已取得不少可贵的经验,同时也有不少认识和教训很值得回味与反思。
2 地下水开发在治旱中的作用
2.1 对治旱方针的讨论
广西的平原主要为岩溶平原,其中除了桂东北、桂东南岩溶平原或盆地主要依靠周围非岩溶山区的水利工程供水灌溉以外,桂中、桂西平原的灌溉问题基本尚未解决,以来宾为中心的桂中平原长期是广西领导层关注的最大治旱工程,几十年来,我们已多次看到不同版本的桂中治旱工程规划报告。其中1991年12月由广西水电厅编制的规划报告说:桂中旱片有人口1059.78万、占广西人口的25%,有耕地1227.94万亩、占广西耕地的31.4%。其中来宾县人口83.6万,耕地132.18万亩,为广西人均耕地最高值,因为受旱,平均亩产粮食只有249斤,农民生活只处于温饱线上。广西水电厅与珠委西江局1988年合编的《广西水资源开发利用与保护规划》第109页在谈到这些抽水站的现状与前景时写道;在农村和国营农场的经营体制改革之后,广西国营机电灌排站的经营效益有每况愈下之势,据1984年111个站的统计资料,实灌面积仅达设计灌溉面积的24.3%,全部亏损运营。“因此,集中地大流量、高扬程自江河提水灌溉效益不好,不宜采用。发展两岸灌溉事业,似应根据此地的水源、耕地分布情况、地形、地势等特点、社会经济条件及群众用水习惯等因素,因地制宜、分散解决为宜。当地均为石灰岩地区,岩溶发育,地下水丰富,宜总结群众的有效经验,从技术上予以指导,资金给予以支持,进一步开发利用地下水资源,解决农田灌溉及人畜饮水问题”。显然地,广西水电部门和报告作者已经注意到广西金光农场放弃江河抽水站,改为就近分散开发地下水,农场扭亏为盈的事实,也注意到其他许多农场打井开发岩溶地下水的事实。
广西著名的水电专家光耀华先生在向中国工程院和科学院提交的《广西岩溶地区水资源开发利用战略研究》报告中,谈到广西九五、十五水利规划时指出:“从九五到十五期间,广西拟新建、改建、扩建水利及其他取水工程173项,总投资300.5亿元……本规划对地表水资源开发考虑实为详尽,但对岩溶地区的地下水资源开发利用关注不够,所规划的项目几乎没有地下水点,地下水利用比重仅3.0%,像河池、柳州、南宁、桂林等岩溶地区均不考虑地下水利用,这显然与实际情况不符。广西中部—东部峰林谷地或峰林平原,宜以打井抽水或天窗、溶井抽水为主,配合扩泉引流,建立井群灌溉系统,以解决大面积干旱问题”。
2.2 开发岩溶水是实现缺水人口饮水安全的可靠保证
为了解决桂西峰丛洼地区大量人口饮水困难,最近几年又掀起新一轮修建水柜(实为蓄水池)的热潮。大量水柜的建成对缓解大石山区人畜饮水困难发挥了重要作用。但根据联合国提出的“要让贫困农村人口饮上清洁卫生水”以及我国政府“实施饮水安全工程”的标准要求,蓄水池之水尚难达标。
要确保大石山人民饮上清洁卫生水,最可靠的办法是开发利用表层泉以及打井取水。当然由于石山植被破坏严重,表层泉的数量已经相当稀少,远不能满足用水需求,因而需要打井取水。经过1997~1998年桂西扶贫打井的实践检验,钻孔找水命中率达到61%,這样的命中率并不算低。打井的人均投资只有100多元,也应当是政府财力可以承受的。石山区地下水一般都可以满足人畜饮用水水源标准,无需特殊处理。广西柳州、桂林市许多机井已经连续安全运行30~40年以上,因此可以认为打井取水是一劳永逸的彻底解决石山区人畜饮水的最好方法。
3 岩溶山区地下水开发的意义
3.1 岩溶水开发利用的可行性
广西岩溶地区农田大面积干旱,岩溶山区大多数人口饮水困难,其根本原因是大量的雨水大部分渗入地下转变为地下水,整个岩溶地区都分布有岩溶地下水,即便是流域分水岭地区,只要是岩溶地区,同样有相当数量的地下水,有些分水岭地段还可以形成富水地段。因此就近分散地利用地下水具有扬程低、输水距离短、工程简易、成本低的优点。现在岩溶水资源状况基本查明,又在开发岩溶水方面积累了不少经验,理应把岩溶地下水的开发列为农田水利建设的重点之一。
3.2 地下河开发的优越性
广西地下河的全面开发,其水量可供灌溉双季水稻352万亩,或者保灌玉米、甘蔗等旱地作物1056万亩,足见广西地下河的水量十分可观,蕴藏的开发潜力很大。
地下河作为一种集中水流有着许多值得关注的优越性:第一,在大中型地下河天窗中抽水或者机井打中地下河管道,一个取水点一天就可以抽取数千吨至一万吨以上的水量,可以作为大型干旱片或者城镇供水的主要水源。例如广西河池市驻地金城镇虽有龙江河穿城而过,但因河水多次遭受严重污染,被迫改用地下河天窗作城市供水,目前四个取水点,每个点抽水量全都在10000 m3/d以上。其中第一第二两处取水点已安全运行30年。第二,在地表严重干旱又缺乏饮用水的桂西岩溶山区正巧是地下河最发育的地区或者说是大中型地下河的集中分布区。第三,地下河是地下水的一种特殊水流形式,它的开发能给人们带来多方面的效益,特别是堵截地下河,建成地下水库,蓄水于地下岩溶洞穴空间,不淹没耕地(或淹没损失极小),同样能够起到存储水资源、调节洪水流量、引水、发电、灌溉等综合效益,同时还能大大改善峰丛洼地区的取水条件,增大取水量。还因为在较大面积内抬高石山区地下水位,有利于石漠化的治理和石山生态环境的恢复与重建。第四,广西用水最困难、贫困人口最集中的桂西北峰丛洼地区和桂西南峰丛谷地共有地下河153条,占广西地下河总条数(指有枯季流量测定数字者)的42%,其枯季流量合计达108.7m3/s,占广西地下河流量的62%,可见大型地下河主要分布于最缺水的地区。即是上述区域只有五分之一的地下河具备堵截建库条件,其可供利用的最枯流量22 m3/s,将能够解决66万亩农田灌溉用水和70万人饮用水困难。如果考虑地下水库调节水量的利用,则至少可以灌溉140万亩耕地和解决150万人饮水困难。加上各地下河流域内天窗提水、引提结合、引水出洞等多种形式的取水,其效益可再增大2倍,足可解决上述地区的用水困难。
4 岩溶水开发工程运营管理体制要与农村体制相适应
桂西岩溶区的自然特点是山区为主,受陡峻崎岖的石山影响,耕地与村屯都很分散,村屯又比较小,最好是就近取水,并分散管理。其优点一是渠系短小简单,耗水量小;二是本村、本屯管理,比如一个天窗抽水或者一眼机井灌溉几百亩、上千亩地,同时解决所在村屯人畜饮用水,这个工程就交所在村管理。在桂中岩溶平原区,一般村屯都是几百人口、几百亩地,一眼机井就解决全村用水,大的村庄两眼机井就够用了,自管自用十分方便。如果挖民井或田头井取水,则交农户或联户管理。现在不论是国营农场还是农村,都把机井或抽水站交给分场或村屯自行管理,效果很好。现在大家都认识到旱地作物也需要灌溉来保证稳产、高产、增收。不少地方农民自动集资打井搞旱地作物灌溉就是例证。
参考文献
[1] 张永信,周兆东,白爱忠,等.广西壮族自治区区域水文地质工程地质志[R].广西:广西地矿局,1993
作者简介:
周致杏(1984-),女,广西藤县人,职称:助理工程师,学历:本科,主要研究方向:水文地质调查,地质灾害评估。