孟獻(xiàn)輝

(安徽省渦陽縣水務(wù)局,安徽渦陽 233600)

1 淮北地區(qū)中 ～深層地下水資源分布概況

1.1 中 ～深層孔隙水

中 ～深層(埋深 50～450 m)孔隙水,廣伏于平原區(qū)淺層地下含水層組之下?？蓜澐譃楣藕拥栏凰畢^(qū),河漫灘湖相弱富水區(qū)及河間地塊貧水區(qū)。古河道分部位置基本與現(xiàn)代天然河流一致,主要分布在淮河北岸邊緣一帶、沿澮河及亳州東南至渦陽以及西陽集 ～江集、臨煥集、四鋪 ～宿縣一帶。此外,阜陽、淮北、宿州市分布有若干個(gè)古河道。

古河道分布面積約占平原面積的 1/3。古河道區(qū)中 ～深層含水層組頂板埋深 50～80m,底板埋深 350～396m,含水層巖性為中細(xì)、中粗砂、局部夾有砂礫石層,總厚度 70～180m,單井涌水量,60～150m3/h。古河漫灘 ～湖相弱富水區(qū),約占平原總面積的 1/3,含水層巖性為中細(xì)砂、粉細(xì)砂,厚度為 30～70m,單井涌水量,30～50m3/h。

據(jù)農(nóng)飲工程成井資料,在渦陽縣臨湖、公吉寺鎮(zhèn)成井深度 150～280 m段含水層組厚度 40～60m,單井涌水量 50～70m3/h。蒙城立倉、馬集深井在深度 162～396 m段,含水層厚度 70～102m,單井涌水量 70～80 m3/h,靜止水位埋深15.5m,動(dòng)水位埋深 35～40m。由此可見,該區(qū)深層地下水資源較為豐富。

根據(jù)有關(guān)資料,自渦陽丹城 ～渦陽 ～蒙城 ～固鎮(zhèn)縣新馬橋 ～曹老集 ～懷遠(yuǎn) ～明龍山 ～鳳臺(tái)一線以西、淮河北岸以北、界首以東的廣大地區(qū),分布中 ～深層承壓水盆地。扣除現(xiàn)有城鎮(zhèn)超采漏斗面積之外,承壓水域面積約有 1.0萬 km2。

淮北市相山 ～徐樓、東部閘河向斜、夾溝盆地、蒙城壇城至漆園、芮集 ～板橋 ～王集 ～帶、渦陽石弓李樓、龍山等地段,分布有較豐富的隱伏型巖溶水資源。

根據(jù)《安徽省淮北地區(qū)地下水資源開發(fā)利用規(guī)劃》成果,淮北中 ～深層地下水資源總量 19.36億 m3,可開采量 12.96億 m3,其中巖溶水資源總量 3.5億 m3,可開采量 2.8億 m3。

中 ～深層孔隙水化學(xué)類型 HCO3-Na、HCO3?SO4-Na或 HCO3?Cl-Na型,總硬度 30～200 mg/L,礦化度 0.5～1.5 g/L,pH 7.3～7.5。局部地段鐵、錳、或氟超標(biāo),處理后,符合飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。巖溶水屬 HCO3～Ca型淡水,為優(yōu)質(zhì)飲用水源。

2 中 ～深層地下水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀與存在的問題

2.1 開發(fā)利用現(xiàn)狀

自 1984～1995年期間,本區(qū)域中 ～深層地下水資源主要為城市、鎮(zhèn)居民生活與工業(yè)生產(chǎn)用水而集中開采(其中包括煤田等采礦疏干排水),廣大農(nóng)村開發(fā)利用量較少。自1996年以來,因解決農(nóng)村人畜飲水困難,特別自 2005年到2009年底解決農(nóng)村飲水安全問題,新打深井 1 450余眼,增加了開采量。

1993年底調(diào)查統(tǒng)計(jì),投入使用的深井 1 563眼,開采中～深層地下水 4.36億 m3/年,其中包括煤田等采礦疏干排水0.48億 m3/年。1993～2000年,開采量年均遞增 2%,2000年,開采量達(dá) 5.0億 m3。2000年以來,盡管在超采區(qū)采取控采措施,但由于城鎮(zhèn)人口急劇增長,農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,取水量年均遞增 1.5%,到 2009年,中 ～深層地下水開采量達(dá) 5.7億 m3/年,其中包括開采巖溶水 1.5億m3/年。

2.2 開發(fā)利用中存在的問題

(1)中 ～深層地下水資源開發(fā)利用階段的試驗(yàn)研究幾乎沒有開展;其資源量的計(jì)算、評(píng)價(jià)與開發(fā)利用規(guī)劃還沒有提到議事日程;中 ～深層地下水水文地質(zhì)邊界條件及淺、中深層地下水相互補(bǔ)排轉(zhuǎn)化的定量關(guān)系尚不清楚。

(2)城市區(qū)中～深層地下水動(dòng)態(tài)、地面沉降等地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、分析工作尚未進(jìn)行。

(3)開采中 ～深層地下水的供水管井,平面及剖面布局不合理,缺乏宏觀規(guī)劃指導(dǎo)。一些城區(qū),如阜陽市區(qū),在地面沉降的中心部位 34 km2范圍內(nèi),布設(shè)深井 250余眼,僅阜陽市紡織廠,深井密度達(dá) 11眼/km2?；幢笔袇^(qū)至三堤口一帶24 km2范圍內(nèi)集中布設(shè)了用水大戶近百眼的深井。

(4)農(nóng)村飲水安全工程盲目布設(shè)深井出現(xiàn)水量減少、水質(zhì)變異新問題。

農(nóng)村飲水安全工程盲目布設(shè)深井—深井布設(shè)密度、分層取水位置、封閉止水深度、開采強(qiáng)度等,缺乏科學(xué)試驗(yàn)研究依據(jù),已出現(xiàn)單井水量逐年減少、水質(zhì)變異的情況——如渦陽縣,有的深井完工時(shí)水質(zhì)尚好,一年后井水量減少而鐵錳超標(biāo);亳州譙城區(qū)深井完工運(yùn)行 1～2年后,井水中氟含量增大而超標(biāo)。

2.3 盲目超采引發(fā)了地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境的惡化

(1)盲目超采形成超采漏斗與地面沉降漏斗

據(jù)勘查資料,阜陽、淮北、宿州、亳州市區(qū)以及碭山、界首、渦陽、臨泉、太和、蒙城、固鎮(zhèn)等縣城區(qū),形成 11個(gè)超采漏斗,超采漏斗總面積達(dá) 3 500 km2(水位降落漏斗面積達(dá)7 500 km2),地面沉降漏斗面積達(dá) 500 km2。阜陽市區(qū)漏斗中心地面累計(jì)沉降量超過 1.50 m,宿州市漏斗中心地面也在沉降。阜陽市區(qū)原有深井機(jī)泵抽空吊泵,10%左右的深井井管錯(cuò)位、剪斷而報(bào)廢;地面沉降,各級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)網(wǎng)被破壞,潁河大堤下沉,大大降低了潁河段蓄水防洪能力;更為嚴(yán)重的是使擁有 1.46億 m3蓄水庫容的阜陽潁河大閘被拉裂、損壞而處于“病?！睜顟B(tài),1997年投資 1 600萬元予以維修加固?；幢笔袔r溶水超采系數(shù)達(dá) 1.47,形成上覆淺層孔隙水與下伏巖溶水的雙層開采漏斗,周邊農(nóng)用淺井吊泵或干涸,局部產(chǎn)生地裂縫、垂向落水洞,地下水硬度、礦化度逐年升高,水質(zhì)惡化。

3 對(duì)策與措施

3.1 對(duì)中—深層地下水資源管理采取“封井、禁采”行政措施的理解

淮北地區(qū)中—深層地下水資源的可持續(xù)開發(fā)利用,支撐著淮北區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展;給淮北地區(qū)人民帶來衛(wèi)生健康生活的重要物質(zhì)基礎(chǔ),還是中 ～深層地下水資源。形成這種局面的主要原因：①地表水資源供水保證率低,水體污染嚴(yán)重,今后 5年乃至 10年,仍不能作為飲用水源而加以開發(fā)利用。如蒙城縣城自來水公司,1990年以前采用渦河水源供水,后因渦河水質(zhì)為Ⅴ類、劣Ⅴ類,疾病流行,故 1990年以來一直采用深層地下水源進(jìn)行供水。②經(jīng)大面積水質(zhì)普查,淮北平原大部分淺層地下水源受到原生與次生污染,水質(zhì)不符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),故大力建設(shè)農(nóng)村飲水安全工程,開發(fā)利用中～深層地下水資源。近 3年年均實(shí)際開采量約 5.7億 m3,開發(fā)利用率僅達(dá) 44%,可見仍有較為廣闊的開發(fā)利用前景。淮北地區(qū)豐富的降水資源轉(zhuǎn)化為豐富的淺層地下水資源,淺層地下水位埋深 2～5m,通過越流系統(tǒng),又轉(zhuǎn)化為中～深層地下水資源。而華北、西北地區(qū),年均降水量不足淮北平原的 1/2,其淺層地下水資源量本身就貧乏,更無力越流補(bǔ)給中 ～深層地下水。在過去“彈性持續(xù)釋水”的理論指導(dǎo)下,華北地區(qū)中 ～深層地下水資源被嚴(yán)重超采以至于達(dá)到枯竭的程度,因而提出封井、禁采中—深層地下水資源的管理措施是正確的;但對(duì)于淮北地區(qū)來說,可提出限采、控采等管理措施,而不能生搬硬套“封井、禁采”的管理規(guī)章。另一方面,淮北地區(qū)中 ～深層地下水可開采資源量,在循環(huán)周期內(nèi),是可以補(bǔ)給恢復(fù)的(不同于石油、天然氣),若這些水資源不及時(shí)的開發(fā)利用,也被白白地流失掉。因此,把中 ～深層地下水資源作為戰(zhàn)略儲(chǔ)備資源的說法是不妥貼的。

針對(duì)淮北中～深層地下水開發(fā)利用中存在的問題,提出對(duì)策措施如下。

3.2 系統(tǒng)開展中～深層地下水資源勘察調(diào)查評(píng)價(jià)與開發(fā)利用規(guī)劃工作

3.2.1 摸清中 ～深層地下水資源的“家底”

一直以來,主管部門組織了多次淺層地下水資源評(píng)價(jià)與開發(fā)利用規(guī)劃工作,但中 ～深層地下水資源(含巖溶水資源,下同)調(diào)查評(píng)價(jià)與開發(fā)利用規(guī)劃工作至今尚未進(jìn)行。隨著城市化、工業(yè)化進(jìn)程加快,特別是農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)的發(fā)展,對(duì)中—深層地下水資源的需求量在迅速增長。為了合理地開發(fā)利用,實(shí)行嚴(yán)格科學(xué)的管理制度;為適應(yīng)淮北區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要,必須首先摸清中—深層地下水資源的“家底”。查明中 ～深層地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀與存在問題;摸清其埋藏分布運(yùn)移與轉(zhuǎn)化規(guī)律;按水文地質(zhì)分區(qū)、水文地質(zhì)單元及行政分區(qū)分別調(diào)查評(píng)價(jià),分析計(jì)算匯總中～深層地下水資源量及可開采量。需要強(qiáng)調(diào)的是,在水資源評(píng)價(jià)工作中,應(yīng)在前人勘察研究及現(xiàn)階段開發(fā)利用資料成果的基礎(chǔ)上,必須開展水文地質(zhì)分區(qū)、水文地質(zhì)單元及越流系統(tǒng)的識(shí)別劃分與水文地質(zhì)參數(shù)的試驗(yàn)研究工作;同時(shí),開展水質(zhì)調(diào)查與水化學(xué)類型的水平、垂直分帶與劃分工作;這些都是中 ～深層地下水資源評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)工作,要加大人力財(cái)力投入的力度。

3.2.2 開展需水量預(yù)測(cè)與不同水平年的供需平衡分析

在查明現(xiàn)狀年各用水戶取用水量的基礎(chǔ)上,分析預(yù)測(cè)各行政區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展指標(biāo),根據(jù)國內(nèi)先進(jìn)節(jié)水城市各用戶取用水定額,對(duì)未來需水量進(jìn)行預(yù)測(cè)、供需平衡分析與水資源的限額優(yōu)化配置。

3.2.3 制定開發(fā)利用規(guī)劃方案,避免無序開采

編制節(jié)水規(guī)劃、污水處理回用規(guī)劃、開源規(guī)劃;分質(zhì)供水、多水源優(yōu)化調(diào)度方案;應(yīng)急供水方案等;劃分紅、黃、綠三色區(qū),制定相應(yīng)的管理措施方案;投資估算與實(shí)施方案;對(duì)環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益作出分析評(píng)價(jià)。

3.3 研究制定中～深層地下水資源調(diào)查評(píng)價(jià)方法

目前,水利主管部門尚未出臺(tái)中 ～深層地下水資源的評(píng)價(jià)技術(shù)細(xì)則。

前蘇聯(lián)水文地質(zhì)學(xué)家普洛特尼科夫把地下水資源分類為四大儲(chǔ)量：動(dòng)儲(chǔ)量、調(diào)節(jié)儲(chǔ)量、靜儲(chǔ)量和開采儲(chǔ)量。動(dòng)儲(chǔ)量就是含水層中的側(cè)向流量,調(diào)節(jié)儲(chǔ)量就是水位變幅帶內(nèi)的重力水體積;開采儲(chǔ)量與現(xiàn)在“可開采量”概念相近。目前對(duì)中—深層孔隙型承壓水提出彈性儲(chǔ)量,這與調(diào)節(jié)儲(chǔ)量概念不同。

現(xiàn)在將地下水資源按其賦存的介質(zhì)類型、水力特征埋藏與開采條件以及評(píng)價(jià)方法劃分為若干類型,如平原區(qū)松散巖土孔隙型潛水、弱承壓水、承壓水;非可溶巖類基巖裂隙水、巖溶水等幾大類型;按埋藏與開采條件劃分,平原區(qū)孔隙型地下水劃分為淺層、中深層、深層地下水,又可劃分為古河道、河漫灘、河間地塊及湖相等水文地質(zhì)單元;巖溶水劃分為裸露、隱伏、埋藏型及網(wǎng)絡(luò)狀構(gòu)造連通型、向背斜構(gòu)造盆地地下水庫型、方向性斷裂構(gòu)造溶洞串通地下河型等。

針對(duì)上述不同的水文地質(zhì)分區(qū)、不同的水文地質(zhì)單元以及不同的研究程度、不同的開發(fā)利用現(xiàn)狀,采用不同的評(píng)價(jià)方法。要結(jié)合中～深層地下水資源評(píng)價(jià)工作的實(shí)例,對(duì)評(píng)價(jià)方法及其適用的條件進(jìn)行研究,以便提出一套科學(xué)、實(shí)用的評(píng)價(jià)方法,為全面準(zhǔn)確地開展中～深層地下水資源評(píng)價(jià)工作服務(wù)。

3.4 開展淺、中 ～深層地下水相互越流系統(tǒng)的研究與識(shí)別工作

淮北平原區(qū)淺層與中深層—深層地下水資源,通過越流系統(tǒng),有著密切的聯(lián)系。淺層與中 ～深層地下水含水層組,形成自上至下若干個(gè)并聯(lián)庫容,按“坦克”或“水箱”模型,上層水資源一部分開發(fā)利用,另一部分則入滲補(bǔ)給下層水庫中。下層水庫的開發(fā)調(diào)控,更有利用淺層水源的越流下滲補(bǔ)給。若上、下層聯(lián)合調(diào)控運(yùn)用,則增大了有效庫容,可調(diào)蓄上層棄水資源,從而使地下水可開采量增大。淺層與中 ～深層含水層組之間,存在相對(duì)弱透水層。弱透水層的空間展布,呈橢圓透鏡體狀,在平面上并不是無限延伸的,在垂向上,并不是等厚的,一些區(qū)域厚度僅有 5～15 m,某些地段存在“天窗”。弱透水層滲透系數(shù)的大小也有 1～2個(gè)數(shù)量級(jí)的差異。

因此,淮北平原區(qū)淺層與中 ～深層地下水相互越流系統(tǒng)是存在的,其空間分布規(guī)律、上、下各層水頭差、越流系數(shù)等,應(yīng)予以勘察試驗(yàn)研究。

3.5 加強(qiáng)人才隊(duì)伍與規(guī)章制度建設(shè)

目前,各級(jí)水資源管理部門缺少水文地質(zhì)專業(yè)干部,因而對(duì)地下水資源的調(diào)查評(píng)價(jià)、開發(fā)利用規(guī)劃、動(dòng)態(tài)測(cè)報(bào)、調(diào)控管理等很不到位。建議加強(qiáng)地下水專業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè),一是引進(jìn)人才;二是走出去,委派年輕同志學(xué)習(xí)地下水科學(xué)理論與方法;三是到相關(guān)省市考察學(xué)習(xí)地下水管理組織機(jī)構(gòu)建設(shè)情況,把安徽省及淮北各市、縣有關(guān)地下水資源開發(fā)利用管理隊(duì)伍,建立健全起來。

4 結(jié)語

淮北地區(qū)城鎮(zhèn)生活、主要工業(yè)生產(chǎn)供水依賴于中 ～深層地下水資源,淮北農(nóng)村飲水安全工程也需要開發(fā)利用中 ～深層地下水資源,因此,中 ～深層地下水資源可持續(xù)開發(fā)利用,支撐著淮北區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。我們應(yīng)該著手開展淮北地區(qū)中 ～深層地下水科學(xué)研究、調(diào)查評(píng)價(jià)、開發(fā)利用規(guī)劃與管理工作。

[1]《安徽省淮北地區(qū)地下水資源開發(fā)利用規(guī)劃》(安徽省?淮委水科院、安徽省水利廳水政水資源處,1987.7)

[2]長春地質(zhì)學(xué)院楊成田主編 《專門水文地質(zhì)學(xué)》,地質(zhì)出版社1981