华北沉降:地下水危机调查

　　上升的经济和下沉的地面，是河北沧州的两个标签。 　　“十一五”期间，沧州经济在河北省内从中游水平冲到了前三名。但承载这个正在扩张和上升的城市的，是在沉默中缓缓沉降的土地――从1970年代以来，沧州地面平均沉降了2.4米，是中国地面沉降最严重的地区之一。引发地面沉降的罪魁祸首，是地下水超采引起的水位下降。 　　沧州是华北平原上缺水城市的代表。水文地质研究人员把太行山以东、燕山以南、黄河以北的这一片土地称为狭义上的华北平原。在这片14万平方公里的土地之下，几十米至几百米深处所埋藏的地下水，维持着北京、天津、石家庄3个人口千万级的大城市，和以它们为核心的华北城市群的运转，并满足着中国粮食主产区之一的庞大用水需求。 　　水都到哪儿去了 　　尽管地名里有个带水的字，可是沧州现在最缺的就是水。40岁的沧州市水务局水政水资源科科长崔英龙记得，在他小时候，沧州还发过洪水，可到了上世纪80年代，沧州地界的所有河道就已经都没有水了。 　　不仅沧州，实际上，从1980年代开始，整个华北平原上的所有河道里几乎都没有水。在中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心研究员沈彦俊的电脑上，保存着1980年和2010年的华北平原卫星地图。两张地图上，该地区所有的河道都显示为白色，即为干涸。 　　为什么会没有水?崔英龙给出的一个答案是上游修建了很多水库，将水都拦截了。建国初期，华北平原曾多次发生洪灾，于是，政府决定在此大修水利。到今天，华北平原上共有大大小小的水库2000多座。 　　自然原因也无法回避。华北平原一直存在一个20-30年的干旱周期，上世纪90年代时期，整个华北经历了一个枯水期，沧州的年降水量也从原来的600毫米一度降至300毫米一400毫米。不过这两年，沧州的雨水比较充沛，又回到了往年平均水平。 　　但更重要的还是人为因素：城市的发展与工农业用水的增长。在1900年，石家庄不过是几个大村庄的联合体，1950年，也不过30万人口，但到了2011年，石家庄的总人口已暴增至1000千万。 　　而根据崔英龙的描述，沧州的发展策略，是要引导产业往东部沿海地区靠拢，以发挥港口优势，同时也能更多地利用海水淡化。但实际上，截至目前，渤海新区只有一个日产淡水3万吨的海水淡化项目，这对于庞大的产业园来说，少得可怜。而据当地知情人透露，政府实际上默许企业在园区里打井。地面沉降监测数据也表明，自2005年沧州市区封停自备井以来，地下水漏斗的中心已开始向沧州东部转移。 　　就像华北平原的任何一个区域一样，农业用水，在沧州更是消耗地下水的“大户”。 　　农业能少用地下水吗 　　新中国成立后，为提高粮食产量，华北平原的作物熟制从两年三熟变成了一年两熟，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。在其他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最难的一环。”沈彦俊这样认为。 　　有人甚至直言，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吃面的习惯，这也令他们很难接受。” 　　下沉的地面如何修复 　　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。 　　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年问，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。当深层含水层

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!” 　　崔英龙也坦承，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。