王吉平,楊 巍,劉華平

(河南省地礦局第一地質(zhì)工程院,河南 駐馬店 463000)

漯河市區(qū)地下水超采現(xiàn)狀及評價

王吉平,楊 巍,劉華平

(河南省地礦局第一地質(zhì)工程院,河南 駐馬店 463000)

依據(jù)大量監(jiān)測、調(diào)查資料,分析了漯河市地下水開采現(xiàn)狀以及由地下水超采引發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題,對地下水超采現(xiàn)狀進行評價,在此基礎(chǔ)上提出優(yōu)化開采布局科學(xué)開發(fā)利用地下水。

淺層地下水;地下水質(zhì)量;地下水超采;地下水超采評價。

0 概況

漯河市位于河南省中部,地理坐標為東經(jīng) 113°27′～114°16′,北緯 33°24′～ 33°59′。 東西 長 76 k m,南 北寬 64 k m,總面積 2617 k m2,其中市區(qū)面積 33.5 k m2。2002年底全市總?cè)丝?249萬人,市區(qū)常住人口 33萬人。

漯河市大量開采地下水,已形成了超采區(qū),地質(zhì)環(huán)境逐漸惡化,加快實施超采區(qū)治理,控制地下水開采,實現(xiàn)地下水資源的合理開發(fā)利用、已成為一項十分必要和緊迫的工作,也是南水北調(diào)中線工程受水區(qū)城市地下水壓采、限采的重要基礎(chǔ)工作。

1 地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀

1.1 公共供水狀況

漯河市現(xiàn)有城市供水水廠四座,分別是一水廠、二水廠、三水廠和四水廠。(1)一水廠位于澧河與沙河交匯處的上游地帶,始建于 1951年,開采澧河水,供水能力為 3.5萬 m3/d。

(2)二水廠位于一水廠東黃崗一帶,開采地下水,有供水井 18眼。其中淺井 7眼,井深 60～90 m;第二層承壓水與淺層水混合開采井 11眼,井深 100～300 m。水廠供水能力為2.0萬m3/d。1993年形成以建設(shè)路南市二針織廠為中心的淺層地下水開采漏斗,漏斗中心水位標高 52.05 m,水位埋深9.20 m。第二層承壓水開采漏斗中心位于罐頭總廠南院,漏斗中心水位標高 44.70 m,水位埋深 14.50 m。

(3)三水廠位于郾城縣南關(guān),開采地下水,有供水井 21眼。其中淺井 19眼,井深 40～100 m;第二層承壓水與淺層水混合開采井 2眼,井深 150～251 m;供水能力為 2.0萬m3/d。1993年形成以制鞋總廠為中心的淺層地下水開采漏斗,漏斗中心水位標高 40.25 m,水位埋深 11.75 m。

(4)四水廠位于澧河南岸三里橋,是新建成的,開采澧河水,設(shè)計供水能力為 15.0萬 m3/d。

1.2 自備井供水狀況

2002年計劃管理內(nèi)自備井開采量為淺層水 320.86萬m3/a,第二層承壓水 347.21萬 m3/a。1999～2001年年均計劃管理內(nèi)自備井開采量為淺層水 479.09萬 m3/a,第二層承壓水 574.07萬m3/a。主要開采第二層承壓水,尤其是生活飲用水。

為遏制地下水超采,避免地下水位下降過大、漏斗范圍擴大、引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象、優(yōu)化城市供水結(jié)構(gòu),漯河市節(jié)水辦已加強自備井管理,加大自備井封停力度。至 2003年底,共封停自備井 123眼。其中回填 64眼,封管停用 59眼。減少地下水開采量約 550.0萬 m3/a。使地下水位下降趨勢得到了有效控制。

2 超采區(qū)地下水開采現(xiàn)狀

漯河市城市地下水集中開采區(qū),由于大量開采地下水,已形成了水位下降漏斗,如不加以保護,勢必會由于下降漏斗的進一步擴大,從而造成如地裂縫、地面沉降等環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害。

2.1 淺層地下水水位下降漏斗

漯河市區(qū)淺層地下水已形成 3個降落漏斗。一是沙北三水廠水源地漏斗區(qū),該漏斗在開采期之前已經(jīng)形成,1995年漏斗中心水位標高最低為 43.42 m,水位埋深 17.80 m,面積2.99 k m2,之后水位便開始回升,至 2001年漏斗中心水位標高 51.29 m,水位埋深 8.61 m,面積 0.79 k m2;二是銀鴿集團一紙廠漏斗區(qū),漏斗中心水位標高 2002年最低為 40.35 m,水位埋深 17.85 m,面積達 6.83 k m2,10年水位下降了3.65 m,面積擴大了 0.89 k m2;三是針織廠漏斗區(qū),漏斗中心水位標高 1999年最低為 51.19 m,水位埋深 10.06 m,面積0.71 k m2,至 2002年漏斗中心水位標高 53.80 m,水位埋深7.45 m,面 積 0.44 k m2。

2.2 第二層承壓水水位下降漏斗

漯河市第二層承壓水已形成兩個降落漏斗,近東西向展布,西漏斗區(qū)主要位于燈泡廠至 2004倉庫一帶,漏斗中心水位標高 1995年最低為 8.88 m,水位埋深 52.02 m,面積達8.30 k m2;東漏斗區(qū)主要位于罐頭總廠至銀鴿集團一紙廠一帶,漏斗中心水位標高 1996年最低為 5.30 m,水位埋深52.23 m,面積達 19.24 k m2。這兩個漏斗距離較近,逐漸連成了一個大的漏斗區(qū)。

1993年以來,第二層承壓水水頭呈上下波動狀態(tài),并未持續(xù)性下降。1993～2002年開采期內(nèi),西漏斗區(qū)中心水位上升了 2.38 m,年均下降速率 -0.24 m/a,面積縮小了6.73 k m2;東漏斗區(qū)中心水位下降了 1.55 m,年均下降速率-0.16 m/a,面積縮小了 1.71k m2。

3 地下水超采環(huán)境地質(zhì)評價

漯河市區(qū)主要環(huán)境地質(zhì)問題有淺層、第二層承壓水水位降落漏斗,地表水、地下水污染。分析其原因有以下幾方面。

(1)生產(chǎn)井密度過大,各井相互干擾,影響出水量,使部分井抽空“吊泵”,且給生產(chǎn)井的統(tǒng)一管理帶來困難。如:三水廠水源地淺層水井間距只有 100 m左右;第一、第三造紙廠淺層水集中開采區(qū),淺井密度達 12眼/k m2;鐵路修配廠 -二O O四倉庫 -三紙廠一帶,第二層承壓水井密度達4.5眼 /k m2。

局部開采量過大,地下水位下降劇烈,降落漏斗不斷擴大。如:銀鴿集團一紙廠淺層水開采區(qū),漏斗中心地下水位埋深達到 17.85 m,降落漏斗不斷擴大;沙北漏斗淺層水集中開采區(qū),漏斗中心地下水位埋深大于 10 m,降落漏斗也在不斷擴大;針織廠漏斗淺層水集中開采區(qū),漏斗中心地下水位埋深大于 7 m。第二層承壓水的開采形成了東西兩個漏斗,相距很近,基本上連成了一個大漏斗區(qū),位于市區(qū)沙河南側(cè)。

(2)澧河、沙河綜合污染指數(shù)分別為 6.84、29.96,黑水河綜合污染指數(shù) 1994年為 186.9,1995年為 175.22。地表水污染多發(fā)生在枯水期,由上游及市區(qū)排放“三廢”所致。

淺層地下水污染程度分為四個區(qū):重污染區(qū)綜合污染指數(shù)大于6,污染因子 3個;中等污染區(qū)綜合污染指數(shù) 4～6,污染因子 4個;輕污染區(qū)綜合污染指數(shù) 3～4,污染因子 3個;無污染區(qū)綜合污染指數(shù) 3～4,污染因子 3個。由于工業(yè)、生活廢棄物和污水灌溉以及生產(chǎn)井衛(wèi)生防護不良,直接污染淺層水。污染的地表水補給地下水,亦會造成淺層水不同程度的污染。

第二層承壓水水質(zhì)較好,但局部細菌總數(shù)、大腸桿菌超標,局部地點酚超標,總硬度、六價鉻、亞硝酸鹽等有跳躍式的變化,且有上升的趨勢。與一些混合開采中深井和許多開采井止水效果不良有關(guān),已被污染的淺層水通過“天窗”補給第二層承壓水,造成局部地區(qū)第二層承壓水的污染。

第三層承壓水硫化物含量較高,達 94～111.5 mg/L,鍶含量達天然礦泉水標準,根據(jù)近幾年監(jiān)測結(jié)果發(fā)現(xiàn),有些污染指標含量有上升現(xiàn)象,可能是止水不嚴造成的。

第四層承壓水鍶、偏硅酸含量已達礦泉水標準,為低礦化礦泉水,但不能作為生活用水,有著較高的醫(yī)療價值。該層水不能飲用,屬原生環(huán)境問題,與人類活動無關(guān)。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

(1)漯河市城市采用地表水和地下水聯(lián)合供水模式。地表水以澧河水為主體。地下水開采主要是淺層地下水和第二層承壓水。第三層承壓水和第四層地下熱水有少量開采。

2002年(評價年),漯河市城市超采區(qū)地下水開采總量達 1491.17萬 m3,其中,淺層地下水開采量達 789.16萬 m3、第二層承壓水開采量達 581.71萬 m3、第三層承壓水開采量達120.3萬 m3,分別占地下水開采總量的 52.92%、39.01%、8.07%。

淺層地下水中,自來水廠供水量 468.3萬 m3,自備井供水量 320.86萬 m3,分別占地下水開采總量的 31.4%、21.52%;第二層承壓水中,自來水廠供水量 234.5萬 m3,自備井供水量 347.21萬 m3,分別占地下水開采總量的15.73%、23.28%。

前10年平均漯河市城市評價區(qū)地下水開采總量達 1916.17萬m3

(2)漯河市城市淺層地下水一般埋藏深度 80 m以內(nèi),由各粒級的砂層及粉土、粉質(zhì)粘土組成,底板埋深,西部及南部為15～25m,向東逐漸變深達 45 m。根據(jù)富水程度可分為四個區(qū):(1)富水區(qū)(單井涌水量 ＞3000 m3/d),分布于工作區(qū)東北角攔河潘-張德武一帶,為南北古河道交匯地帶;(2)中等富水區(qū)(單井涌水量2000～3000 m3/d),分布于工作區(qū)北部的王店-孟廟 -五里廟 -姚莊一帶;(3)弱富水區(qū)(單井涌水量 1000～2000 m3/d),分布于王店 -郾城以西,郾城 -孫莊以南,空冢郭 -馬夫張 -人和以北的廣大地區(qū);(4)貧水區(qū)(單井涌水量 ＜1000m2/d),分布于工作區(qū)北部的十五里店-智楊 -木梳楊以及南部大陳 -空冢郭-葉崗 -人和一帶。

(3)評價區(qū)評價年和多年平均淺層地下水總補給量分別為 1028.3萬 m3和 1113.0萬 m3;總消耗量分別為 1033.9萬 m3和 1165.0萬 m3;可開采量分別為 783.6萬 m3和900.4萬 m3;超采量分別為 5.6萬 m3、52.0萬 m3;超采系數(shù)分別為 0.01和 0.06。

(4)評價區(qū)第二層承壓水,評價年及前 10年年均評價區(qū)面積分別為53.1 k m2和 38 k m2;側(cè)向逕流補給量分別為 300.29萬m3/a和 382.52萬 m3/a;越流補給量分別為272.40萬 m3/a和194.89萬 m3/a;補給總量分別為 572.69萬 m3/a和 577.41萬m3/a。評價區(qū)評價年及前 10年年均可采量分別為 572.69萬m3/a和 577.41萬 m3/a;超采量分別為 9.02萬 m3/a和 274.94萬m3/a;超采系數(shù)分別為 0.02和0.48。

(5)漯河市城市長期過量開采地下水,產(chǎn)生淺層地下水和第二層承壓水水位下降漏斗,使開采井出水量減少,耗能高,抽水成本加大。再加上保護不力及淺層地下水和第二層承壓水串層混合開采,使污染的淺層地下水逐漸污染第二層承壓水。

4.2 建議

(1)漯河市城市地下水超采區(qū)評價工作,分析利用了收集的現(xiàn)有水位、水質(zhì)和開采量監(jiān)測資料,總體評價質(zhì)量及精度較高。但也存在很多不足,主要有:監(jiān)測井數(shù)量較少,且分布很不均,對地下水的動態(tài)控制性較差;已有的動態(tài)監(jiān)測井經(jīng)常變更,具有連續(xù)的、系列水位及水質(zhì)監(jiān)測資料的監(jiān)測井不多。市區(qū)地面沉降量動態(tài)監(jiān)測尚屬空白,使全面評價環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害受到影響。

(2)由于第三層承壓水(200～500 m)和第四層地?zé)崴?500～1000 m)開采井分布少而不均勻,無監(jiān)測資料,無法編制水位埋深圖和等水位線圖。也未進行專門抽水試驗,缺乏水文地質(zhì)參數(shù)。故本次未進行第三層承壓水和第四層承壓水評價工作,也未研究第二層承壓水與第三層承壓水之間的水力聯(lián)系,以及越流量的計算、評價。今后應(yīng)根據(jù)資料情況,逐步開展這方面的工作。本次計算評價年第二層承壓水可采模數(shù)為 10.79萬 m3/k m2·a,評價年前 10年年均可采模數(shù)為 15.78萬 m3/k m2· a。

[1]劉春華,河南省漯河市城市地下水超采區(qū)評價成果報告,河南省地質(zhì)工程勘察院,2005年

P 641

B

1004-1184(2011)01-0052-02

2010-07-01

王吉平(1984-),男,河南駐馬店人,助理工程師,主要從事水文地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)工作。