安徽省淮北地區(qū)裂隙巖溶水安全開采潛力研究

孫傳輝，許 一，錢筱暄

(1.安徽金晨招標有限公司，安徽合肥 230000;2.安徽省水利水資源重點實驗室，安徽蚌埠 233000)

安徽省淮北地區(qū)裂隙巖溶水安全開采潛力研究

孫傳輝1，許 一2，錢筱暄2

(1.安徽金晨招標有限公司，安徽合肥 230000;2.安徽省水利水資源重點實驗室，安徽蚌埠 233000)

通過建立安徽省淮北地區(qū)裂隙巖溶水進行安全開采潛力評價指標體系，采用模糊綜合評判，對巖溶水資源安全開采潛力進行評價，計算出安全開采量，為淮北地區(qū)裂隙巖溶水源地的可持續(xù)利用提供技術(shù)依據(jù)。

淮北地區(qū);裂隙巖溶水;安全開采;模糊綜合評判

安徽省淮北地區(qū)的巖溶裂隙水主要集中在東北部的蕭縣、淮北市區(qū)、濉溪縣至宿州市、靈璧、泗縣一線以北地區(qū)，以及渦陽東北、蒙城縣城西北部局部，分布面積5 520 km2，其中構(gòu)成水源地面積達3 380 km2，其多年平均水資源量32 132萬 m3/a。

淮北地區(qū)基巖裂隙巖溶水源地為碳酸鹽類裂隙巖溶含水巖組，按埋藏條件可分為裸露型和隱伏型，含水層段埋藏淺，一般不超過120 m，具有承壓性質(zhì)，可劃分為相山濉溪徐樓水源地、二電廠水源地、符離集水源地、夾溝水源地等?；鶐r裂隙巖溶水在解決淮北地區(qū)城市生活用水和工業(yè)用水方面起到了極其重要的作用，因此采用模糊綜合評判法研究淮北地區(qū)裂隙巖溶水安全開采潛力具有十分重要的意義。

1 裂隙巖溶水安全開采潛力評價指標體系

以2010年淮北地區(qū)裂隙巖溶水的現(xiàn)狀年資料，主要對相山濉溪徐樓水源地、二電廠水源地、符離集水源地以及夾溝水源地計算分區(qū)的地下水安全開采潛力進行評價。

表1 淮北地區(qū)巖溶水安全開采潛力指標數(shù)據(jù)值

2 巖溶裂隙水安全開采潛力評價結(jié)果

根據(jù)淮北地區(qū)巖溶水資源安全開采潛力指標的數(shù)據(jù)值，計算出指標的R矩陣，結(jié)合評價指標體系中各級指標權(quán)重，采用模糊綜合評判，對淮北地區(qū)巖溶水資源安全開采潛力進行評價，下面以相山濉溪徐樓水源地為例進行具體評價過程說明。根據(jù)隸屬度計算式求得各指標因素在不同年份關(guān)于 V1，V2，V3，V4，V5 的隸屬度，見下表2。

表2 各指標對應(yīng)于各等級的隸屬度值

首先根據(jù)指標的隸屬度計算各準則層各屬性要素的隸屬度。

2.1 資源供給潛力B1

包括資源占有性C1和資源再生性C2。C1，C2的評判矩陣:

通過C1，C2的權(quán)重W和評判矩陣R推求資源供給潛力B1的評判矩陣:

2.2 地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定潛力B2

包括生態(tài)環(huán)境維持性C3和地質(zhì)環(huán)境維持性C4。C3，C4的評判矩陣為:

通過C3，C4的權(quán)重W和評判矩陣R推求地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定潛力B2的評判矩陣:

2.3 可持續(xù)開采潛力B3

包括區(qū)域發(fā)展支撐要求C5和供需協(xié)調(diào)性C6，C5，C6的評判矩陣為:

通過C5，C6的權(quán)重W和評判矩陣R推求地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定潛力B3的評判矩陣:

最后根據(jù)所得的B1，B2，B3的評判矩陣及權(quán)重進行安全開采潛力A的評價:

以同樣的計算過程計算二電場水源地、符離集水源地以及夾溝水源地巖溶地下水的安全開采潛力，計算的結(jié)果匯總表如表3所示。

表3 地下水安全開采潛力評價結(jié)果表

3 評價結(jié)果分析

以相山濉溪徐樓水源地為例分析評價安全開采潛力。該區(qū)地下水安全開采潛力總體偏弱，綜合評分值為0.475 4。區(qū)域的資源供給能力的評分值為0.526 1，屬于中等偏上富水水平?？沙掷m(xù)開采潛力評分值為0.615，說明該區(qū)的可持續(xù)開采潛力較強。區(qū)域最脆弱的環(huán)節(jié)為地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定能力，評分值僅為0.234 4，這大大影響了區(qū)域地下水整體的安全開采潛力。從圖1中也可以看出地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定潛力“很弱”的隸屬度最大，說明該區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境維持能力較差。相山濉溪徐樓水源地中北部的巖溶地下水近年來一直處于超采狀態(tài)，2004年中北部的巖溶水超采系數(shù)達3.1。巖溶地下水位持續(xù)下降，形成雙層漏斗，造成地下含水空間相當厚度無水充填的狀態(tài)，大大降低了地基承載力及穩(wěn)定性，對地表的人為活動(建筑物的載荷沖擊震動等)將潛伏著不可低估的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害隱患。在濉溪縣鐘樓、蕭縣孫圩子等地出現(xiàn)裂縫和垂向落水洞，危及人民生命財產(chǎn)和建筑物的安全。巖溶水位下降過多，極大的影響上覆淺層含水系統(tǒng)的供水能力及生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定性。

結(jié)合水源地的實際開發(fā)利用狀況，說明該評價結(jié)果符合實際情況。該區(qū)裂隙巖溶水不適合大量開發(fā)利用，應(yīng)注意加強水資源的涵養(yǎng)保護工作。

圖1 相山濉溪徐樓水源地準則潛力評價結(jié)果圖

4 裂隙巖溶水安全開采量研究

以相山濉溪徐樓水源地為典型區(qū)，該區(qū)的安全開采潛力系數(shù)為0.475 4，安全開采系數(shù)為0.525 3。用安全開采潛力系數(shù)較正安全開采系數(shù)，較正方程為:

式中:K為安全開采系數(shù);η為安全開采潛力系數(shù);θ為較正系數(shù)。

將典型區(qū)的數(shù)據(jù)代入上述方程求較正系數(shù)θ，

由此可以通過校正方程計算某一安全開采潛力系數(shù)對應(yīng)的安全開采系數(shù)。根據(jù)上述方法，淮北地區(qū)巖溶水資源安全開采量結(jié)果如表4。

表4 安全開采量成果表

5 結(jié)語

采用模糊綜合評判法對安徽省淮北地區(qū)裂隙巖溶水進行安全開采潛力評價，結(jié)果表明相山濉溪徐樓水源地開采潛力最弱，符離集水源地開采潛力較大，從安全開采量結(jié)果來看，安全開采模數(shù)最高的也是符離集水源地，達18.15萬m3/km2，安全開采量最大的是蕭縣水源地，約0.61億m3。安徽省淮北地區(qū)裂隙巖溶水安全開采總量為2.14億m3，水質(zhì)多為Ⅰ級水，因此，具有一定的開采利用潛力。

［1］王振龍，馬倩，吳亞軍，等.淮北平原水資源綜合利用與規(guī)劃實踐［M］.中國科學技術(shù)大學出版社，2008.

［2］金光炎.淮北地區(qū)幾類重要地下水資源的概況與認識［J］.江淮水利科技，2007(5)，7 －9.

［3］王振龍，等.淮北地區(qū)夾溝—符離集水源地巖溶水資源評價與利用研究［J］.地下水，2(75)，2005.

Research on Exploitation Potential of Fissure－karst Water in North Anhui

Sun Chuanhui1，Xu YI2，Qian Xiaoxuan2
(1.Jinchen Tendering Co.Ltd ，Hefei 230000，Anhui，China;2.Key Laboratory of Water Resources in Anhui Province，Bengbu 233000，Anhui，China)

According to the evaluation index of water exploitation potential，the paper makes an fuzzy synthetic evaluation on the exploitation potential of fissure－karst water in north Anhui，and calculates the safe－exploitation value，which provides science evidence for sustainable exploitation of fissure－karst water in Huaibei area.

Huaibei area，fissure－karst water，safe exploitation and fuzzy synthetic evaluation

P641.134

A

1004－1184(2013)05－0018－03

2013-04-26

孫傳輝(1984-)，男，江蘇宿遷人，助理工程師，主要從事水文水資源評價與規(guī)劃工作。