维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年３月 ２９卷 第２期 地下水 Ｇｒｏｕｎｄ ｗａｔｅｒ Ｍａｒ．．２００７ Ｖｏ１．２９ ＮＯ．２ 浅析徐州市城市化进程中面临的水资源问题及对策 朱２５００１４） 伟 ，徐智敏 ，王涛。，朱宗奎 （１．江苏省沛县水务局，江苏沛县２２１６００；２．中国矿业大学，江苏徐州２２１００８；３．山东省地矿工程勘察院，山东济南 ［摘 要］ 通过介绍徐州市在城市化进程中水资源开发利用方面存在的问题以及造成这些问题的 主要原因，提出了解决水资源危机、确保城市可持续发展的策略和途径：实行地表水、地下水、矿井水、城 市雨水以及过境水的优化分配、联合调度的可持续利用战略；配套高效、健全的保障体系等。 ［关键词］ 城市化；水资源问题；可持续开发 ［中图分类号］ＴＶ２１３．４ ［文献标识码］Ｂ ［文章编号］１００４—１１８４（２００７）０２—００１５一Ｏ３ ０概述 水是人类生存和社会经济发展的物质基础，是不 可替代的重要自然资源。随着我国城市化进程的飞速 发展，对水资源的需求也在急剧增长。目前我国水资源 供需矛盾相当突出，在全国６００多个城市中，缺水城市 达４００多个，严重缺水的城市达到１ｌ４个，每年因缺水 造成的工业产值损失达到２３００多亿元。徐州市人均水 资源占有量为４２４ｍ。，为全国人均占有量的１８ ，早在 １９８０年就被列为全国４Ｏ个严重缺水的城市之一。由于 ｍ。以上。这些矿井水的外排一方面造成了周围环境的 不断恶化，另一方面又造成了大量水资源的浪费。通过 对井下所有涌水点进行水质动态监测显示，徐州矿区 矿井水的水质良好，为Ｉ类，加氯消毒后可直接供给城 市居民生活饮用。 ２徐州市水资源开发利用现状 徐州市居民生活用水来自地下水和微山湖，城市 供水主要依赖于地下水的开采。目前，开采孔隙水的水 源井有１３眼，散布在市郊八里屯一带，年开采量３８万 ｍ。。对地下水的超采，徐州市从１９８６年以来也曾发生过多 起地面塌陷，对市民的生命财产安全和社会经济发展 开采岩溶水的水源井全市约７００眼，实际使用６４０ 构成了严重的威胁。作为特大城市并且列为江苏省三 大都市圈之一的中心城市徐州市的水资源开发利用面 临怎样的问题，水资源综合利用应该怎样谋求发展，本 眼，年开采量１８ ２９０万ｍ。。其中七里沟、丁楼和茅村三 大水源地的开采量占总量的９１．５ ，见表２。 表２徐州市主要水源地地下水资源开采情况 项目 七里沟水源地丁楼水源地茅村水源地 合计 文将着重探讨这几个方面的问题。 １徐州市水资源情况 徐州市属暖温带半湿润季风气候区，并具有长江 黄河流域过渡气候特征，多年平均降水量为８３３ ｍｍ，６～９月降水占全年的７０ ，多年平均蒸发量为 ～９００ ｍｍ。徐州市主要水资源量情况见表１。 表１徐州市主要水资源量情况 类别地表水 ｚ㈣２０．２５ 罱象 ３７，２２ 秉 坌 余茎 案茎 同时，作为江苏省唯一产煤的徐州矿区目前煤炭 资源的开采能力在１ ５００万ｔ／ａ以上，煤炭工业作为徐 州市的基础产业，全市矿井涌水量每年外排４ ５００万 ［收稿日期］２００７－０１—１ｏ ［作者简介］朱伟（１９６３一），男．江苏沛县人，工程师．主要从事水资源开发利用与管理、水环境方面的研究。 １５ 由于大规模开采岩溶地下水，使徐州市的三个主 要水源地都处于超采状态（表２）。而在徐州市市区范围 维普资讯 http://www.cqvip.com 第２９卷第２期 地下水 ２００７年３月 内，开采岩溶水的水井非常密集，在七里沟、丁楼水源 地的富水地段，集中了７Ｏ 的水源井，超采情况更为严 重，超采量相当于可采量的１．９５倍。 为了“变害为宝”，徐州市自来水公司于１９９８年投 资４ ０００余万元，将新河煤矿优质地下水作为徐州市的 供水水源，把井下外排水收集到地面的泵站，经消毒加 压后送入市区管网，供水能力５万ｍ。／ｄ，解决了市区 ３Ｏ余万人的饮水问题，一方面降低了吨煤的生产成本 和矿井水患，延长了矿井的服务年限，另一方面又解决 离子增多，最终导致总硬度超标，矿化度升高 纠。 表４徐州市水源地部分水井总硬度、 矿化度（ｍｇ／Ｌ）年际变化统计表 了市民的饮水问题，该矿井水饮水工程的运行为矿井 水资源资源化利用提供了成功典范；地面微山湖一大 运河联合取水项目引进日本政府２Ｏ．９６亿日元贷款， 自筹１．２７亿人民币建设的一座供水能力２Ｏ万ｍ。／ｄ 的地面水厂。其中南张集地下水源基地设计供水能力 为１２万ｍ。／ｄ，目前正在开发建设当中。根据《徐州市给 ３．３岩溶地面塌陷 由于地下水位的持续下降，降落漏斗的不断扩展， 水工程规划》，２０１０年城市需水量见表３，与现在供水 能力相比约有近４Ｏ 的差距。 表３徐州市需水量预测 ｃ 万ｍ３／ｄ 使一些地区的地下水位低于可溶岩的顶板，从而易引 发岩溶地面塌陷［３］。从１９８６年起，徐州市陆续出现岩 溶地面塌陷灾害。其中１９９２年４月１２～１３日发生的 新生街地面塌陷，有塌陷坑８个，最大的一个长２５ ｍ、 １９ ｍ，２２４间民房遭受破坏，其余民房及地面严重开 裂、变形，自来水管道、下水道等生活设施全部损坏，经 济损失巨大，造成不良社会影响。最近几年岩溶地面塌 ３存在的主要问题 ３．１地下水位下降 陷仍时有发生，对居民的生命财产安全构成了严重的 威胁。 ３．４其他问题 自上世纪７Ｏ年代后期以来，徐州市岩溶水水位呈 持续下降趋势，并形成降落漏斗，且降落漏斗范围迅速 扩展，在七里沟［１］和丁楼两个水源地表现尤为明显，如 表２所示。其中，七里沟和丁楼两水源地的水位平均每 年下降分别为１．０５ ｍ和１．３４ ｍ。地下水位的持续下 徐州市水资源开发利用过程中除了存在以上主要 问题以外，还受到诸如水资源浪费且用水效益不高、城 市供水不合理以及水资源管理体制不顺等因素的影 响。 ４徐州市水资源可持续利用战略分析 徐州市目前所面临的水资源供需形势非常严峻， 要实现徐州市现有各种水资源的合理、高效以及可持 续的利用，必须遵循以下原则： ４．１充分、合理地开发利用当地和过境水资源的战略 降及降落漏斗的形成，致使部分取水工程出水量减少， 减少水量从１０ ｍ。／ｈ到５０ ｍ。／ｈ不等，部分水井出现 吊泵，个别水井干涸，使抽水设备报废。 ３．２地下水水质恶化 对徐州市水源地部分代表井１９９５～２００２年总硬 度、矿化度进行统计，见表４，从表中可以看出，丁楼一 九里山水源地九里山地段水中矿化度、总硬度均较高， 徐州市目前的水资源开发模式可以概括为“集中” 两个字，“集中”包括两个层面上的意思，一是量上的集 超标率分别为８７．５ 、１００ Ａ；丁楼一九里山水源地丁 ｏ楼地段、七里沟水源地４号井和云龙影院井总硬度、矿 化度均有上升趋势。 中，二是地域上的集中。量上的集中是指，徐州市目前 的水资源主要是靠开发地下水为主：地下水８０．５ 、地 表水１３ ９，６，矿井水６．５ ；地域上的集中表现在：占 ８０．５ 的地下水开发中，７Ｏ 多的水井集中在市区。以 上两个“集中”造成了徐州市诸多的环境地质问题。因 此，徐州市如果不在水资源的开发模式上不有所突破 将很难适应徐州市城市化的发展。 笔者分析其原因是，岩溶水的大量开采（局部地段 严重超采），造成地下水位的下降，包气带增厚，岩溶水 与上面孔隙水的水头差也不断增大，这样就加大了地 表水和孔隙水的人渗补给，岩溶水碳酸盐与二氧化碳 的动态平衡被破坏，水的溶解能力增加，产生的钙、镁 ］６ 在水资源量的开发上，应转移对地下水资源的开 发重心，实行地表水、地下水、矿井水、城市雨水以及过 境水的优化分配、联合调度。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第２９卷第２期 地下水 ２００７年３月 在对地下水资源的开采范围上，应降低市区水源 井的开采力度，优化水源井的地域分布，避免局部严重 过量开采。 ．’ ４．２高效、健全的保障体系完善战略 立与水资源特征配套的产业布局，为城市的协调、稳定 发展提供保障。－ ， ５结论 自然资源的合理开发利用是一个永恒的话题，徐 有了可持续的水资源开发利用方案，保障体系是 关键，如果没有一个高效、健全的水资源开发利用保障 体系，徐州市的水资源可持续利用也将成为空话。笔者 州市水资源开发利用现状与城市的可持续发展很不协 调，这一势态给整个市域经济发展增加了难度。因此， 合理开发和规划区域水资源是实现徐州地区工农业和 认为该保障体系应该包括¨ｊ： （１）完善的水资源法律法规体系。充分利用徐州市 具有地方立法权的优势，从实际出发，制定出切实可 社会经济可持续发展的关键。从徐州市的实情出发，实 行地表水、地下水、矿井水、城市雨水以及过境水的优 化分配、联合调度的可持续利用战略，配套高效、健全 的保障体系，是促进徐州市水系统良性循环，实现徐州 经济可持续发展和水资源可持续开发利用的关键。同 时，也期待徐州社会各界从多方面积极行动，互相配 合，合理开发利用水资源，实现社会、经济的和谐发展。 参考论文 行、具有地方特色的水资源管理法律法规。明确相关管 理部门的管理权限、范围及措施，确定管理的行政责 任。 （２）健全的水务管理体系。徐州市水价偏低、公众 环保意识薄弱是造成水资源短缺、浪费和污染加剧的 直接原因，因此，有必要调整城市供水价格、污水处理 费和水资源费等收费政策，促进城市水务管理的提高。 同时，要加强舆论引导，提高市民的水危机意识。 （３）合理的水系统规划体系。为实现城市水资源的 可持续利用，应有针对性地制定切实可行的水系统规 划，其原则是加强城市节水和水环境保护，重点从研究 节水潜力的挖掘、污水处理与回用、雨水利用、矿井水 资源化开发以及各类水源的统一管理和优化配置。 （４）与水资源特征配套的产业布局。城市规划部门 要树立可持续发展的城市建设思想，调整产业结构，建 ［１］赵林，韩宝平，等．徐州七里沟盆地岩溶水研究．地下水， １９９３（３）． ［２］赵中省．徐州市岩溶地下水总硬度升高原因的多元统计分 析［Ｊ］．地下水，１９９６（２）． ’［３］徐智敏，孙亚军，等．徐州废黄河断裂带对区内岩溶地面塌 陷控制作用研究［Ｊ］．能源技术与管理，２００６（３）． ［４３刘民．浅谈总量控制在徐州市节水型社会建设中的地位与 作用．江苏节水型社会建设高层论坛论文．２００６． （上接第４页） 的非线性动态综合结果，各子系统和各组 （化学动力）子系统］，人工动力子系统（包括社会经济、 成元素的地位和作用，总是随时间和空间的变化而动态 政治动力子系统、人为开采动力子系统等）。这些动力子 地变化着，应当进行客观的多因素动态分析而不必拘泥 系统在同一四维时空相互作用，它们形成的水资源环境 于固定的认识。水资源环境系统动力学要求综合地采用 动力系统已不是各个子系统之间的简单迭加，而是远离 历史动态系统分析方法，逐层次综合研究水资源环境系 平衡态的非线性动力系统，该系统发展过程具有渐变阶 统中的物质流、能量流和信息流，将它们在水资源环境 段和突变阶段。 系统历史演化过程中的速率、时间作用、转换及效应有 因此，对水资源环境动力系统的研究必须抛弃单一子 机地组合成统一的因果反馈模型——干旱地区流域生 系统和单一因素的零散孤立研究方式，需对一个流域水资 态系统动力学概念模型，并逐一加以分析研究，然后在 源环境系统中的各种动力学过程得出全面、系统和一致的 此基础上，建立系统的数学模型——完整地表达系统整 认识。为此，必须应用“系统动力学”概念和思路，更新观念， 体及其各子系统动力学方程体系。该方程体系可用于对 在理论上和方法上实行多学科交叉联合，以求在水资源环 水资源环境系统及其各子系统的非线性宏观过程进行 境系统的研究和开发上有所前进。同时，在水资源环境系统 计算机模拟、预测。 研究中，为了提高研究程度，需要先进的测试技术和研究手 ４水资源环境动力系统研究发展趋势 段，如大尺度水环境动态监测技术和研究手段。近年来，“三 Ｓ（ＧＩＳ、ＧＰＳ、ＲＳ）”技术在国际上得到广泛应用，再则，水 水资源环境系统动力学的方法，总的来讲可归纳 资源环境系统问题的解决，仅从自然科学角度出发是难以 为：整体分析、关联分析、反馈分析、动态分析、模型量 实现的。国际上将人——地系统、自然科学与社会科学研究 化、模拟预报。目前总的趋势是，将水资源环境系统看成 相结合，已成为应用科学的重要发展方向。因此，吸收国际 为一个非线性开放动力系统，它在四维时空上受控于多 先进经验将水资源环境系统开放与社会经济发展结合起 个子系统，如地质环境动力子系统［包括岩石动力子系 来，研究水资源环境系统优化与社会经济发展的耦合模型 统、地表水水动力（化学动力）子系统、地下水水动力 是十分重要的。 １７