第三章 机井工程
地下水开发利用在水资源开发利用总量中占比很大。1996年,全省有各类机电井80091眼,到2015年增加到718558眼,其中规模以上机电井146148眼,年供水量达到339402万立方米。全省以西安市年开采地下水量最多,占全省当年开采量的26.7%;其次是咸阳、渭南、宝鸡,分别占17.9%、17.0%和12.1%;再次就是榆林、汉中,其他市(区)开采量较小。
第一节 地下水储量
2004年,陕西省水工程勘察规划研究院开展了《陕西省地下水资源调查评价》工作,此后经多次修订完善于2007年4月定稿,2012年2月正式出案。本次地下水资源评价由省水勘院王清发副院长负责,以1956~2000年为系列年,以1980~2000年为重点时段,以全省气象、水文、水资源开发利用以及社会经济发展等资料为依据,按照相关规范,结合地下水评价理论和全省实际,划分地下水资源计算单元,确定基本要素,按水均衡法对各分区进行计算。全省计算面积201370.80平方千米,重点是矿化度M≤2克/升的浅层地下水淡水资源量。评价的主要成果为:全省地下水资源量为130.7585×108立方米/年。其中平原区为49.8455×108立方米/年,山丘区为87.9405×108立方米/年。两者之间的重复量为7.0275×108立方米/年。按流域分,黄河流域为68.0442×108立方米/年,长江流域为62.7143×108立方米/年。全省矿化度M≤2g/L的地下水可开采资源量为40.3616×108立方米。其中:平原区34.9184×108立方米,山丘区(包括盆地外小平原和山间小盆地)5.4432×108立方米;黄河流域34.0205×108立方米,长江流域6.3411×108立方米;在平原区中陕北风沙滩区4.3855×108立方米;关中盆地27.4757×108立方米;陕南汉中盆地3.0572×108立方米。结合国土资源部门对渭北岩溶水评价结果,考虑了关中盆地300~600米深层水,计算了侧向径流补给量、弹性释放量及可开采储存量,全省地下水天然补给资源量为170.66亿立方米,可开采资源量为55.86亿立方米。
第二节 地下水开发规划
根据水利部《关于编制全国地下水资源开发利用规划的通知》(水政资规〔1996〕32号)要求及技术大纲,省水利厅组织省水工程勘察规划研究院编制了《陕西省地下水资源开发利用规划》。1998年3月省水利厅组织有关专家对规划报告进行了初审,同年10月水利部邀请有关专家对报告进行了验收。规划报告的主要结论(规划报告关于全省水资源量的数据与地下水资源量评价结果的数据有较大差异,本志在编纂过程中把两组数据一并记录在案。2012年2月评价结果正式出案后,陕西省在地下水资源开发利用上以评价结果的数据为准):(1)全省地下水矿化度低于2克/升的淡水资源量165.09亿立方米/年,其中:山丘区122.70亿立方米,平原区50.36亿立方米,重复量7.97亿立方米。浅层地下水可开采量经论证分析达45.10亿立方米/年,其中:平原区40.40亿立方米,山丘区4.70亿立方米。另外,初步调研预测尚有可利用的岩溶水3亿立方米,傍河水5.39亿立方米,共计可得用地下水53.49亿立方米。(2)全省现状年地下水开采量(含岩溶水、傍河水、承压水)为33.94亿立方米,占总用水量的40.9%,在工农业生产和城乡生活等用水方面占有重要位置。(3)根据现状年地下水开发利用程度分析,就全省各地级行政规划区而言,没有出现超采,但多数重点水源地和部分大面积机井集中开采区已经超采。泾惠渠灌区、渭南市蒲富井灌区校核后的地下水超采量分别为4470万立方米、3546万立方米,超采面积分别为898平方千米、912.8平方千米;西安、宝鸡、咸阳、渭南等城市20个水源地校核后的可开采量为37863万立方米,实际开采量54403万立方米,超采16540万立方米,超采面积近690平方千米。(4)预计全省到2000年新增机井15165眼,地下水可供水量增加59226万立方米,达到398646万立方米,其中城市与陕北能源基地达到123648万立方米,占31%。到2010年累计新增机井21167眼,地下水供水量累计增加95124万立方米,达到434544万立方米,其中城市与陕北能源基地达到134919万立方米,占36%。(5)现有井灌区的更新、改造,是保持我省地下水持续利用的必要措施。2000年全省需更新机井9857眼,2010年18307眼,分别需要投资134919万元与250745万元。(6)井灌区推广节水灌溉是解决农业需水量补充的重要途径。计划2000年发展节水灌溉面积133333.3公顷,到2010年再完成173333.3公顷。(7)规划利用的主要地区地:城市供水以开采渭河、黄河、汉江等主要河流的漫滩、阶地的傍河激发补给量,潜水、承压水为采榆林风沙滩区、关中大荔沙苑、黄土台塬的塬间洼地与低级黄土台塬区的浅层地下水,以及陕北、陕南的山间盆地与冲积覆盖层厚度大的河谷川道区的浅层地下水。
第三节 机井建设
机井发展经历了20世纪70年代的建设高潮后,基本淘汰了原有大量的土井,步入了机电井时代。1995年全省有机电井149379眼,其中深井12027眼,年供水量22.60亿立方米;2015年全省有机电井718558眼,其中规模以上机电井146148处,年供水量33.94亿立方米(这方面数字与水利普查数字有差异,本篇使用的是年报统计数字)。
机电井广泛用于农业灌溉与居民生活、工业生产供水。另外,近十几年,在西安市城市小区中兴建了大量地源热泵工程,利用地下水温相对稳定的特性,冬季,热泵机组从地源中吸收热量,向建筑物供暖;夏季,热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地源中,实现建筑物空调制冷。
机电井深度在1996~2015年发生了很大变化。成井深度总体增加较快,并随着开采水量增加,地下水位不断下降,机井深度也在不断增加。关中西部的凤翔、岐山、扶风黄土塬区,机井深度由原来的40~50米,普遍增加到了100~150米;关中东部富平、蒲城、合阳机井深度基本到了100米左右。陕北的定、靖浅层水已基本没有开采潜力,主要以白垩系洛河粗砂岩含水层为主要开采层,机井深度在350~480米,600米深水井已不再罕见,石油注水井现已打到了920米。陕南三市机井数量少,井深变化不大。但工业井和生活井深度普遍要深于农灌井。
井灌面积。农灌是水井兴起之本,66.7%机井用于农田灌溉。1996~2015年井灌面积得到了长足发展,纯井灌和渠井双灌区面积增长了87.3%,年均增长4.6%。单井平均灌溉面积4.25公顷。机井灌区大多与引水灌区重叠,形成渠井灌溉“双保险”。在丰水年,引水灌溉可以补充地下水;在特大干旱年份,河源来水严重减少时,机井会发挥补充作用;机井灌溉还可以发挥取水灵活方便的作用,在农村实行承包经营的模式下,可以满足广大农民的多样化用水需求,已成为农村发展果品蔬菜等高效农业的重要供水水源。城市供水方面,机井同样有着与地表水开发利用互补的重要作用。