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国外地下水管理实例研究 一、地下水管理实例1：美国亚利桑那州地下水管理 （一）自然地理概况 亚利桑那州位于美国西南部，东接新墨西哥州，南与墨西哥共和国毗连，西隔科罗拉多河与加利福尼亚州相望，西北界内华达州，北接犹他州，总面积约29.5万km2。 亚利桑那州属于亚热带大陆性干旱、半干旱气候。该州近二分之一的地区年均降水量不足250 mm，且降水量空间分部极其不均。东南部沙漠地区的年降水量不足80 mm，怀特山脉霍利（Hawley）湖地区的年降水量可达960 mm，州府菲尼克斯（Phoenix，又称凤凰城）的年均降雨量约为180 mm，图森市（Tucson）区的年降雨量约为250 mm。总体而言，该州气候炎热，年均气温为14℃-32℃，夏季的白天气温一般在38℃以上。 根据地形，亚利桑那州可分为三个不同地区：北部为科罗拉多高原，中部为山地、丘陵，南部为丘陵、盆地（如图10-5-1所示）。北部科罗拉多高原区的地层为沉积岩。由于长期的侵蚀作用，该区峡谷众多、台地丛生。尽管科罗拉多高原地区的大部分用水为地下水，但位于该区的几个地下水盆地的供水潜力并不大。北部高原地区的主要地表水源为小科罗拉多河和科罗拉多河；中部丘陵呈狭长条带状，高低不平，但海拔较高。该地区广泛分布有坚硬的基岩，地下水资源非常有限。该地区的地表水源均为希拉（Gila）河的支流，主要为菲尼克斯地区供水；南部盆地、丘陵地区有许多近似平行分布的山岭，其间为宽广的冲积河谷。这些冲积河谷地区的含水层厚度可达数千米，地下水资源储量相当丰富。南部地区的地表水主要来自希拉河的支流。 （二）供水 目前，亚利桑那州每年的总用水量约为86亿m3。地下水作为该州重要的供水水源，年开采量约占年总供水量的50%左右，其余近一半的供水来自科罗拉多河调水及其它地表水。农业用水是该州目前的第一用水大户，约占年需水总量的70％左右。据预测，未来农业用水所占的比例仍将持续下降。 亚利桑那州自1903年开始实施盐河工程（SRP），引水至菲尼克斯中部地区。作为一项多目标的联邦开垦工程，其目前的引水量已超过12亿m3/a，灌溉面积约10万公顷。 中央亚利桑那调水工程（CAP）是该州最重要的供水系统。根据科罗拉多河分水协议，亚利桑那州每年可从科罗拉多河取用约34.5亿m3的水。通过实施该项调水工程，亚利桑那州每年从科罗拉多河向中部和南部地区引水17.5亿m3。1985年，菲尼克斯地区实现通水。至1992年，中央亚利桑那调水工程开始向图森供水。由于亚利桑那州位于科罗拉多河最下游，在枯水年份的用水最易受到影响。为提高供水保证率，中央亚利桑那工程与盐河工程可实现联合调度管理。 目前，尽管城市污水回用量在城市地区的总需水量中所占比例并不大，但是许多地区已经投资建设了先进的污水处理和回用系统。目前，经过处理的再生水主要用于草坪灌溉和含水层回补。随城市化的发展，可利用的污水量将进一步增加，其在满足未来供水需求中所起的作用也将大幅提高。在某些地区，处理后的污水甚至最终有可能成为饮用水。 （三）地下水开发及其问题 亚利桑那州的地下水开采始于20世纪初期。自30年代起，地下水开采量逐渐增加（如图10-5-2所示）。40年代与50年代，地下水开采量急剧增加。至60年代初，开采量达到62亿m3/a。1975年，地下水开采总量达到66亿m3（包括矿坑排水）。70年代末，地下水开采量总体上呈现逐渐回落的趋势。据统计资料，全州1990年的地下水开采量约为40亿m3，其中近15亿m3属于超采的地下水量。由此可见，长期以来，亚利桑那州的地下水一直处于明显超采状态。 由于过度开采地下水，地下水位持续下降。据统计，每年的水位平均下降幅度为1-3 m，有些地区甚至超过6 m。在主要超采区，地下水水位的降幅超过70 m。由于地下水水位不断下降，亚利桑那州中部地区的钻井和抽水费用持续增加，水质日趋恶化，地裂缝和地面沉降等不良环境地质问题日渐严峻。在几个地下水超采较为严重的地区，由于地面沉降及地裂缝等问题的出现，道路、建筑物基础和其它建筑设施损坏现象严重，造成重大的经济损失。 早在20世纪40年代，亚利桑那州的某些地区已经出现了地下水位下降过快的问题。当时，亚利桑那州政府已经意识到了这一问题的严重性，并于1948年出台了第一部地下水水法。该部法律规定，在地下水资源极度匮乏的地区（地下水开采量无法满足正常灌溉用水需求的地区），禁止开凿旨在扩大灌溉面积的新井。但是,由于未能禁止开凿其它用途的新井，加上缺乏监管力度和有效的措施，地下水严重超采的势头并未得到遏制。到70年代末期，地下水的大量超采已经引发了严重的地面沉降问题。地下水超采所引发的不良问题，同时也引起了美国政府的高度重视。美国内务部指出，除非亚利桑那州采取有效的措施来减少地下水的开采，否则国会不予批