超采区地下水位回升机制与生态修复路径研究

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

1孙莉 2田越

140203****07102022 150802****01061572

摘要

地下水超采问题是当前我国多个区域面临的水资源与生态双重挑战。超采引发的地下水位持续下降,不仅导致土地沉降、水质恶化,还破坏地表生态系统稳定。本文基于典型超采区现状,系统分析地下水位回升的驱动机制,探讨人工回补、用水调控与生态工程等修复路径,总结成效与局限,并提出可持续恢复与管理的综合策略,旨在为地下水资源保护与区域生态修复提供实践参考与理论支撑。


关键词

地下水超采;水位回升;生态修复;人工回补;水资源管理

正文


引言

近年来,随着城市扩张、农业灌溉和工业发展对水资源需求的持续增长,部分地区地下水被大量抽取,形成典型的超采区。地下水位的长期下降不仅加剧了区域水资源紧张局势,还造成一系列地质与生态环境问题,如地面沉降、水源枯竭、湿地萎缩与植被退化等。面对日益严峻的生态风险和水资源危机,推动超采区地下水位恢复已成为生态文明建设中的紧迫课题。地下水恢复不仅依赖于补给量的增加与开采强度的控制,更需要系统治理与生态干预的协同推进。本文从地下水位回升的影响机制出发,梳理已有修复措施与典型案例经验,探讨生态系统重建与水资源可持续利用的路径,对保障水生态安全与促进区域绿色转型发展具有现实意义。

一、地下水超采区的现状与危害分析

地下水作为我国北方地区重要的水资源支撑形式,在农业灌溉、城乡供水和生态补水中发挥着基础作用。然而由于多年过量开采,部分地区地下水水位出现显著下降,形成区域性超采漏斗,并呈现逐年扩展态势。华北平原、黄淮海地区等已成为典型的地下水超采重灾区,严重威胁水资源系统平衡与区域生态安全。

超采带来的直接后果是地下水位持续下降,引发地面沉降与地裂缝等地质灾害,影响基础设施与人居安全。水位下降还使地下水质量发生变化,浅层水与咸水混合,污染风险增大。生态层面,湿地干涸、水体断流、植被退化等现象频发,严重扰乱原有的自然生态格局,导致生物多样性下降与系统稳定性降低。此外,由于水源枯竭,不少地区出现饮水安全问题,城乡供水成本上升,用水结构矛盾加剧,形成恶性循环。

从管理层面来看,长期缺乏水资源总量控制与分区管理机制,地方政府重开发轻保护,导致用水行为缺乏科学引导。在缺水矛盾突出的背景下,地下水依赖加剧,使得水位回升面临巨大挑战。因此,超采区水位恢复不仅是水利工程问题,更是生态安全与区域可持续发展层面的综合性议题。

二、地下水位回升的基本机制与调控条件

地下水位能否回升,本质上取决于地下水系统的补给与排泄之间的动态平衡关系。地下水补给主要来源于降水入渗、河渠渗漏、农业回灌与人工补水等过程,而排泄则主要包括地下水开采、天然蒸发与向河道泄流。一旦开采量长期大于补给量,就会导致地下水位持续下降,系统陷入亏损状态。

实现地下水位回升,首要任务是压减开采强度,减少系统排泄。通过调整农业种植结构、推广节水灌溉技术、取缔非法井点、制定用水总量指标等手段,能够有效降低地下水开采总量。其次,增加补给源头是提升地下水恢复速度的关键。雨水收集与就地渗透、河道补水与引水工程、污水回用与生态补给等方式都能不同程度提升补给能力,改善水位条件。

此外,地质条件对回升进程也有重要影响。回灌渗透性良好的含水层地区,水位响应较快;而岩溶或断裂分布密集地区,补给效率低,恢复时间长。温度、地形与土壤结构等因素也影响补给路径与渗透能力。因此,在地下水位调控实践中,需要综合考虑水文地质条件、气候特征、土地利用结构与人类活动特征,制定因地制宜的水位回升方案。

三、典型修复技术路径的对比与成效分析

目前针对地下水超采问题,常见的回升修复措施包括人工回灌、农业节水、生态补水与水源替代等方式。这些措施各具特点,应根据区域条件灵活组合使用,以实现系统性的控采增补效果。

人工回灌是通过构建补水设施,将地表水或再生水引入地下含水层,是提升地下水位最直接的技术路径。其优势在于调控可控、效率高,但对水源水质、地质结构和运维管理要求较高。在华北平原、宁夏银川等地,人工回灌取得了显著成效,有效缓解了水位下降趋势。

农业节水措施以推广喷灌、滴灌、膜下灌溉等高效用水技术为主,同时通过调整农作物结构,降低农业用水总量。在河北、河南等农业大省,节水灌溉推广使地下水开采量下降30%以上,为水位恢复创造了条件。

生态补水侧重于恢复地表水系统与湿地环境,通过河湖连通、生态引水等方式增强地下补给。此类措施不仅利于地下水位回升,更推动区域生态系统重建,提高系统整体承载能力。水源替代则通过城市再生水、海水淡化与跨流域调水等方式替代原有地下水供水系统,间接减轻超采压力。

从实践成效来看,综合措施搭配优于单一措施组合,尤其在高强度超采区,需多路径、多源头协同推进,才能实现可持续水位回升与生态恢复。

四、地下水生态修复的系统化路径探索

地下水系统的修复不仅是水位回升的过程,更是生态功能恢复的过程。构建系统化的生态修复路径,应从水文调节、植被恢复、湿地重建与地质安全四个层面同步推进。

水文调节方面,通过合理控制地下水位波动幅度,避免大起大落,稳定补给区与泄水区的动态平衡。通过地表调蓄工程、湿地恢复工程与地下水动态监测网络建设,实现水资源精准调度,提升地下水系统的自我调节能力。

植被恢复是提高土壤入渗能力与涵养水源的关键环节。通过退耕还林、生态林网建设与沙地固化等措施,在补给区构建良好植被系统,有效延缓地表径流、增加有效入渗,同时提高生态系统的稳定性。

湿地重建可通过低洼区回填、退田还湖等方式,在地下水埋深较浅区域恢复湿地功能,使地表水与地下水形成自然互补,增强系统涵养能力。地质安全方面,应对易发生地面沉降区建立动态监测点,科学评估地下水回升过程中可能带来的地质结构变形风险,确保工程安全与生态稳定的同步推进。

五、构建地下水资源长效管理机制的对策建议

实现超采区水位长期稳定回升,关键在于构建科学、系统、可持续的地下水资源管理机制。首先要强化开采总量控制制度,建立地下水取用总量红线与年度核配机制,并纳入各级政府考核内容,推动从资源使用向资源保护转变。

要健全取水许可与价格机制。完善地下水取水审批流程,严控新增开采量,对超采区严格执行取水上限。通过合理提高地下水使用价格,引导用水户转向节水型生产与替代水源利用,提高水资源配置效率。

完善监测预警体系。构建以遥感监测、物联网感知、数据平台管理为一体的地下水智能监测系统,实现对地下水位、取水行为、水质变化等的实时掌握与动态预警,为管理决策提供依据。

推动公众参与与社会协同。通过信息公开、政策宣传与公众教育,提高社会对地下水保护的认知与参与度,激发农户、企业与公众在地下水资源保护中的主动性,共同营造节水护水的良好氛围。

结论

超采区地下水位回升与生态修复是一项系统性、长期性、多维度的治理任务,既依赖于科学技术的支持,也需要政策制度与公众参与的共同推动。实践表明,通过控采增补、工程治理与生态修复协同实施,地下水系统具备恢复的可行性与潜力。未来需进一步完善区域水资源配置机制,强化地下水管理法治建设,构建智能化、精细化、集成化的资源管控体系,推动地下水从过度开采向可持续利用转变,实现资源安全、生态安全与发展安全的协调统一。

参考文献:

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作者简介:孙莉,乌兰察布市水利事业发展中心,邮编 012000

田越,乌兰察布市水务投资有限公司,邮编 012000


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