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管好地下水,打开“黑箱”定准标尺是关键

作者: 海口资讯网 发布时间: 2020年03月22日 13:53:44

科技日报记者 唐婷

3月22日,是“世界水日”。该纪念日旨在呼吁世界各国关注水资源,唤起公众的水忧患意识。

管好地下水,打开“黑箱”定准标尺是关键

世界水日来临前夕,中国水利水电科学研究院副院长王建华在接受科技日报记者采访时坦言,地下水超采带来的生态环境问题不容小视。但由于埋藏于地下,地下水系统某种意义上像是一个“黑箱”系统,打开“黑箱”定好管控标尺尤为关键。

他提供的一组数据显示,近10年来全国地下水供水量每年约1000~1100亿m3,约占全国供水总量的18%,其中北方六个一级流域片地下水供水占比达1/3,全国年均超采近170亿m3。

管好地下“水袋子”难在哪

要实现地下水科学管控,全面掌握其动态和过程信息是基础。近年来,随着国家地下水监测工程建设、华北地下水超采综合治理等工作的开展,我国地下水监管能力有了较大提升。但我国地下水超采历时长、程度深且成因复杂,要实现地下水资源全面保护和有效监管,仍任重道远。

“已建的地下水监测系统作用有待充分发挥,地下水开采计量体系不健全,地下水管控标准尚不明确,是地下水监管目前面临的主要难点。”王建华指出,已建成的国家地下水监测工程,使得监测能力有了很大提升。但实际中,地下水监管设施分属水利、自然资源、生态环境等多个部门和以及中央、流域和地方等多个层级。不同部门观测信息能否充分共享,国家和地方的观测标准能否协调统一,直接关系到地下水管理效率与效果。

我国地下水取用水的计量体系比较薄弱,尤其是地下水开采大户——农业机井的计量严重不足。如果不能准确地计量出地下水开采量,就难以科学测算地下水补排平衡关系,也会导致地下水位控制与取用水量管理脱节甚至矛盾。

地下水位动态趋势是地下水资源超采与否的指示性指标。地下水位持续下降会引发地面沉降、海水入侵、湿地退化等地质环境及陆域生态问题,而地下水水位过高又可能会造成土壤次生盐碱化、威胁城市地下建筑安全。合理的地下水位区间是地下水资源管控的重要依据。因此,亟需明确地下水管控标准。

如何向科技要答案

地下水的流动性及其系统的开放性与复杂性,决定了地下水监管是一项技术性很强的工作。

在王建华看来,要实现地下水系统保护、科学治理与有效监管,需要定量回答清楚一系列问题。比如,区域地下水实际动态如何,地下水的合理取用量如何确定和控制,地下水保护与治理措施如何影响地下水动态,等等。

管好地下水,打开“黑箱”定准标尺是关键

想要准确回答上述问题,离不开科技的支撑。通常地下水系统可观测的要素只有地下水水位和少量的流量流速信息,更多其他地下水补排通量仅通过局部试验测算难以满足地下水管理的需求。

“想要打开‘黑箱’,我们可以在进一步完善监测和计量能力的基础上,开发水循环精细模拟模型来系统描述地下水相关的所有通量和状态量,并预测各种保护与治理措施对地下水修复的效果,从而为地下水保护与治理措施的科学制定提供技术支撑。” 王建华指出。

事实上,地下水模拟的难点在于要量化不同要素的“变化”,如河川径流的补给变化、节水条件下灌溉水的入渗变化、上游开发袭夺条件下的侧向补给变化等。

在王建华看来,当前气候变化与人类活动深刻影响着地下水循环过程。比如,目前西辽河平原和河北坝上平原等降水较少的的农牧交错地带,由于取用地下水灌溉面积的增加等因素,许多地区已经出现较明显的地下水位持续下降和生态恶化的趋势,应当引起高度重视。

传统的调查统计方法难以精确确定农业生产中地下水的开采量,给每口机井装水表又因其点多面广及面临着投入大和运维难的困难,亟需计量技术的突破与创新。

对此,王建华指出,“以电折水”技术、遥感反演技术、卫星重力测量技术等可作为地下水开采计量体系构建前的过渡技术进行研究、推广,并积极探索大数据等现代信息技术的应用。

标尺怎么划定才科学

保障地下水合理开发利用,加强地下水监督管理,一直是水利行业强监管的重要内容。日前,水利部专门印发了《关于开展地下水管控指标确定工作的通知》。

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