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从华北到长三角不能承重的土地 城市在沉降(组图)

www.sinoca.com 2011-11-11  中国新闻周刊


  农业能少用地下水吗

  1934年,统治华北的伪满政权曾对华北农村做过一次大规模调查,并写成《华北农村惯行调查》一书在日本出版。书中描述,当时华北平原主要种植小麦、谷子和大豆,耕作制是两年三熟。而在新中国成立后,为提高粮食产量,华北平原的作物熟制变成了一年两熟,冬天种小麦,夏天种玉米。

  农业产量的提高,除了品种的改善,更多与水肥的大幅增加有关。而在降雨并不充沛的华北,提高灌溉量的唯一途径,就是大举开采地下水。

  沧州市水文水资源勘测局项目办主任付学功回忆说,30年前,当地农村一亩玉米的产量不过两三百斤左右。可现在,由于灌溉水量和化肥用量的增加,一亩地的产量就高达1000斤。

  数据显示,在华北平原,农业用水占到地下水开采量的70%以上。由于水资源的日益紧缺,尽管华北的粮食绝对产量仍在增长,但已接近增长的天花板。在其它地区粮食产量大增的情况下,华北的粮食产量在全国粮食总产量中所占份额却在下降。在上世纪七八十年代,黄淮海平原的粮食产量曾占全国粮食总产量的30%,到近年下降到约22%,已经下降了10%。

  根据沈彦俊的研究,华北平原的农业一年耗水量高达870毫米,而多年平均降雨量只有500毫米左右,这多出来的370毫米,都依赖地下水的补足。如果能够在经济效益与生态效益之间找到一个平衡点,适当地少浇点水,对保护华北平原地下水将意义重大。此外,发展农业节水设施与技术也是重要途径。

  “用地下水浇地,这实际上是在拿极为珍贵的地下水来换取一些极为廉价的粮食。”沈彦俊再三地说。他算了一笔账,打井抽水所耗的电费、化肥农药的成本,再加上地下水水位下降造成的各种生态影响,以及长期使用过量化肥对土壤地下水的污染,用这些代价只换来粮食的高产量,是极为不合算的。

  而令沈彦俊心生无奈的却是,由于分散的小农经济体制,像喷灌、滴灌这样的节水技术,很难在农民中推广下去。“人们一般只关心眼前利益,觉得我用井水浇地挺好的,为什么还要多花钱来铺设这些管道?而农业主管部门只关心粮食产量,对水资源保护问题并不感兴趣。”

  “要让农民改变灌溉方式,搞节水农业,最有效的办法莫过于提高用水价格,包括地下水的价格,但这会抬高粮食价格,因此需要政府给予农民补贴。因此,农业节水实际上是个系统工程,很琐碎,也很复杂,却长期不受重视,可以说是地下水保护环节中是最难的一环。”沈彦俊这样认为。

  有人直言,严重缺水的华北平原已经根本不适合再发展农业。对此,沈彦俊也指出,眼下华北平原应当放弃一年两熟的耕作制,让土地有喘息的机会。小麦是高耗水作物,不应再继续耕种,而应选取某个高产玉米品种作为主要的作物。“但问题是,且不说粮食安全如何保障,华北地区的农民有种植小麦的悠久传统,你让他们自己不种麦子,其中黄河以北的华北平原改变了他们不啻面的习惯,这也令他们很难接受。”

  下沉的地面如何修复

  由于是粘土地质,沧州的地面在均匀地下沉,而不是塌陷,因而生活在这里的人们,平日里并不会感觉到太多的异常,但稍一留心,还是会发现许多细节:穿过城区的京沪铁路,由于地面沉降,铁轨下面需要年年垫石,现在轨道已高出地面500毫米;市区里,新修的街道路面要比旧马路高出一截;市郊佟家花园村的一口机井,井边的水泥台面已经开裂、下降了十几厘米,露出了包裹在里面的水管;每到下雨时,城区里到处都是积水,必须用排水机排水。

  付学功介绍说,在上世纪60年代以前,沧州人还能依靠地表水和少量的浅层地下水过活。当时,由于沧州农业的水利化程度极低,农业产量低,且不稳定。1966年,国务院召开了北方8省(市)抗旱会议。会后,沧州提交了合理开发利用深层地下水的规划报告。在这种形势下,沧州各县成立了打井队,掀起了打井热潮。而整个华北地下水的开采历史也与此大致相同。

  付学功说,地下水的分布,就像多层夹心饼干一样,第一层土是第Ⅰ含水层,下面是一层粘土,粘土之下是第Ⅱ含水层,第二含水层下又是一层粘土,粘土之下是第Ⅲ含水层……依此构造,沧州地下共有5个含水层。由于特殊地理环境,当地的第Ⅰ、Ⅱ含水层即浅层地下水,多为咸水或微咸水,只有200米以下的第Ⅲ含水层的水才是淡水。因此,根据沧州水文局2005年的统计数据,尽管浅层井的数量比深层井多出两倍,但深层地下水的开采量高达8.7亿立方米,是浅层地下水的2.4倍。

  随着开采量的增加,井越打越深。尤其是沧州东部,由于浅层地下水都是咸水,所以大部分都是深井,最深的打到500多米。深井成本昂贵,一口200多米的深井就要20多万。

  有数据表明,随着地下水开采量的增加,1974-2000年间,华北平原地下水位以将近每年1米的速度下降。

  由于地下水开采过度,沧州地下已经形成一片巨大的地下水漏斗区。据资料显示,与40年前相比,沧州地区地下水水位已经平均下降了80米,其中最深的漏斗位于市区,达到负100米。

  在华北平原,像沧州这样完全没有地表水可用的城市,还有天津。而北京由于开发过度,地下水水位也下降迅速。除京津两地外,河北省内还有保定、衡水、任丘、南宫、霸州等9个主要地面沉降区。

  深层地下水的水位下降,是引起地面沉降的真正原因。这等于把夹心饼干的第3层夹心给抽薄抽空了,上面的粘土层就会自动下压,形成地面的大面积沉降。

  为防止地面继续沉降和挽救深层地下水,沧州市于2005年开始采取措施保护地下水,在此后的3年时间里,关停了市区里的282眼自备井。这一措施很快取得成效:到2009年底,沧州市区地下水位比2005年平均上升了18米左右。

  但地面沉降已然不可修复――即使深层地下水的水位恢复了,地面也不能恢复到原状。打个比方,如果将一个水桶装满富含水的沙子,再在底下开一个小洞,将水放走,把洞补上后,再重新往桶里浇水,沙子也不能恢复到原先的高度。

  更何况,即使现在完全停止开采深层地下水,沧州深层地下水的水位也难以恢复到原先的水平。对此,付学功解释说,深层地下水的补给方式有两种,一种是跃流补给,即由浅层地下水渗透到下一层;另一种是侧向补给,即由旁边的同一含水组来补给。而沧州浅层地下水也开发较多,已经没有余力补给下一层地下水,因此,当地深层地下水的补给主要依靠后一种方式。由于华北平原西高东低,地下水的整体补给趋势是由太行山的山前平原区向东部平原区流动。而到了最东端的沧州,由于坡度减缓,补给的速度也非常缓慢。

  实际上,沧州2005年开始的封停自备井之所以取得了显著效果,与地下水的这一补给原理也不无关系。由于沧州深层地下水水位下降的厉害,就像是一块全干的海绵,将周边同层地下水都给“吸”了过来,因此,实际上是加快了侧向补给的速度。而随着深层地下水恢复到一定程度,相当于海绵趋近饱和,吸水的作用也减小了,侧向补给的速度也会减慢。

  因此,要使深层地下水完全恢复到开采前的水平,需要非常长的时间。至于究竟需要多少年,付学功没有正面回答,只是感叹了一句:“现在沧州有的地方用的甚至是1亿年前积累下来的地下水啊!”

  沧州市水务局水政水资源科科长崔英龙坦承,地下水的事情不好说,“说了恐怕会影响沧州市的招商引资。”北京大学水资源研究中心主任郑春苗则直言:“地面沉降与地下水的问题,其根本原因还是与经济发展模式密切相关。”

  2009年,石家庄的地下水占到整个城市用水量的50%以上,尽管石家庄市政府在当年就宣布要关停市区自备井,但却阻力重重,至今进展缓慢。如今,石家庄人的饮用水主要依靠岗南水库。紧挨水库边上的,是中国著名的红色圣地西柏坡。一个最新的消息是,西柏坡镇所在的平山县宣布要建设一个14万人口的“西柏坡市”。

  对此,沈彦俊表示,“一旦西柏坡建市,当地用水量肯定大幅增加,再加上污染问题,到时岗南水库的水还够不够、能不能吃,就要画一个大大的问号。那么地下水的开采,就更难以控制了。”

  华北平原的沉降,还在悄无声息地继续。加拿大华人网 http://www.sinoca.com/



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