李 雷

(安徽省地勘局第二水文工程地質(zhì)勘查院，安徽 蕪湖 241000)

馬鞍山市位于長江中下游、安徽省的東部。近年來，隨著人口增加、經(jīng)濟(jì)與城市的發(fā)展，水資源需求量迅速增加，水資源短缺已成為全球性問題。同時，由于水資源的開發(fā)利用及污染日益加重，水環(huán)境不斷惡化。因開發(fā)利用地下水而引起的許多環(huán)境地質(zhì)問題，如區(qū)域地下水位持續(xù)下降、水質(zhì)惡化、地面沉降等公害，對人民生活與工農(nóng)業(yè)建設(shè)帶來了嚴(yán)重影響和巨大損失。如何做到地下水可持續(xù)利用，防止地下水公害的發(fā)生與發(fā)展，對馬鞍山市社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展起到積極作用。本文正是基于這一點，分析地下水資源的分布特征，提出了馬鞍山市地下水資源可持續(xù)開發(fā)利用戰(zhàn)略方案和保護(hù)對策。

1 地下水資源量評價

地下水資源評價是為馬鞍山市水資源規(guī)劃、管理提供科學(xué)依據(jù)的重要工作。地下水資源計算的可靠性，取決于計算分區(qū)劃分的合理性和計算公式選擇的正確性，尤其是如何正確引用各類參數(shù)。

本次地下水資源的計算是在查明流域特征和含水巖組水文地質(zhì)條件基礎(chǔ)上進(jìn)行的。地下水資源分區(qū)以不同的地下水系統(tǒng)為基礎(chǔ)，充分考慮到地下水補給、徑流、排泄條件的統(tǒng)一性，亞區(qū)是在地下水系統(tǒng)分區(qū)的基礎(chǔ)上，根據(jù)含水巖組類型和水力性質(zhì)的差異而劃分的。

在計算地下水天然補給資源時，不同的含水巖組類型采用了不同的計算方法。松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水的天然補給資源量采用補給量法進(jìn)行計算，碎屑巖類孔隙水、巖漿巖類裂隙水天然補給資源量采用徑流模數(shù)法進(jìn)行計算。其中，主要的參數(shù)(水力梯度、降水入滲系數(shù)等)是根據(jù)計算塊段的實測鉆孔數(shù)據(jù)及區(qū)域水文地質(zhì)資料得來的，因此，參數(shù)的選擇較為合理，計算結(jié)果具有一定的可靠性。

結(jié)果表明：馬鞍山市多年平均地下水天然補給資源量合計為7.154億 m3/a(見表1)。其中，松散巖類孔隙水天然補給資源量為6.310億 m3/a，所占比例最大，為88.21%；碳酸鹽巖類裂隙巖溶水天然補給資源量為0.610億 m3/a，所占比例為8.53%；碎屑巖類孔隙水天然補給資源量為0.221億 m3/a，所占比例為3.09%；巖漿巖類裂隙水天然補給資源量為0.012億 m3/a，所占比例為0.17%。

表1 馬鞍山市天然補給資源量統(tǒng)計表 萬m3/a

馬鞍山市地下水天然補給資源模數(shù)為16.15～20.08萬 m3/km2·a，平均天然補給資源模數(shù)為17.79萬 m3/km2·a。地下水天然補給資源量的分布受水文地質(zhì)、氣候、水文和水資源開發(fā)利用等因素的影響，全區(qū)孔隙水天然補給資源模數(shù)為5～30萬 m3/km2·a(見圖1)，其中波狀、淺丘狀平原為5～10萬 m3/km2·a，河谷平原為15～30萬 m3/km2·a；基巖裂隙水天然補給資源模數(shù)為5～10萬 m3/km2·a；巖溶水天然補給資源模數(shù)為20～50萬 m3/km2·a。

圖1 馬鞍山市地下水天然補給模數(shù)分區(qū)圖

2 地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀

馬鞍山市地表水系較發(fā)育，屬長江水系，主要河流有長江、水陽江、青山河、姑溪河、采石河、裕溪河、牛屯河、姥下河、得勝河、清溪河、滁河等，湖泊有石臼湖、丹陽湖等，地表水資源相對豐富。區(qū)內(nèi)以地表水作為主要的供水水源，地下水開發(fā)利用程度較低，主要為農(nóng)村分散開采為主。未通自來水的地區(qū)，地下水是其主要的供水來源，已通自來水的村莊，已有水井僅作為生活洗滌用水使用或自來水停水時的備用水源。

受含水巖組富水性的制約，基本無規(guī)模集中開采的地下水水源地。丘陵區(qū)，尤其是巖溶裂隙水分布區(qū)，地下水資源相對豐富，當(dāng)?shù)匾虻刂埔耍瑢⒌叵滤糜谏罴稗r(nóng)業(yè)灌溉，部分泉水出露地帶，當(dāng)?shù)鼐用襁€采用護(hù)坡引流的方式充分利用地下水資源；丘崗地帶，地下水資源不但分布貧乏，而且分布極不均勻，大多數(shù)農(nóng)村主要采用大口徑土井開采淺層孔隙水或下伏基巖頂部的風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水，單井涌水量一般小于5 m3/d，基本可滿足家庭生活用水，據(jù)統(tǒng)計，在未通自來水的農(nóng)村，分散供水井在生產(chǎn)和生活中起著重要的作用，幾乎每家都有一眼水井，水井深度深淺不一，一般為8.0～15.0 m，井深與松散層厚度有關(guān)，一般穿過松散層后深入基巖風(fēng)化帶2～3 m，井口直徑0.4～0.6 m，井結(jié)構(gòu)為磚沏或水泥管；單井開采量與家庭人口成正比，一般小于0.2，有的僅為0.01 m3/d，冬季更少；河谷平原區(qū)，地下水資源較為豐富，單井涌水量較大，井深一般與砂層頂板埋深有關(guān)，至砂層有水涌出即終孔，井深一般小于10 m，開采程度受經(jīng)濟(jì)條件制約，但這些地區(qū)地下水重復(fù)利用率普遍較低，節(jié)水意識有待提高。

根據(jù)馬鞍山市水資源公報，全市總用水量為33.26億 m3，地表水源供水量為33.17億 m3，地下水源供水量為0.09億 m3，地表水和地下水供水比重分別為99.7%和0.3%。農(nóng)田灌溉用水量為8.26億 m3，占總用水量的24.8%；林木漁畜用水量為0.51億 m3，占總用水量的1.5%；工業(yè)用水量為22.75億 m3，占總用水量的68.4%；城鎮(zhèn)公共用水量為0.40億 m3，占總用水量的1.2%；居民生活用水量為1.09億 m3，占總用水量的3.3%；生態(tài)環(huán)境用水為0.25億 m3，占總用水量的0.8%。從用水結(jié)構(gòu)上看，工業(yè)用水所占比重最大，其次為農(nóng)田灌溉用水，所占比重最小的為生態(tài)環(huán)境用水。

3 地下水開發(fā)利用分區(qū)

通過對馬鞍山市地下水資源分布特征分析，結(jié)合馬鞍山市地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀，在遵循“地表地下水相結(jié)合，因地制宜，開源節(jié)流，合理開發(fā)，綜合利用”的原則指導(dǎo)下，劃定了馬鞍山市地下水資源開發(fā)利用分區(qū)。馬鞍山市地下水資源開發(fā)利用分區(qū)共分為不適宜開采區(qū)、一般開采區(qū)、開發(fā)利用潛力區(qū)、規(guī)劃水源地區(qū)4個區(qū)(見圖2)。

圖2 馬鞍山市地下水開發(fā)利用分區(qū)圖

3.1 不適宜開采區(qū)

不適宜開采區(qū)面積為1 758.64 km2，約占總面積的43.43%，主要分布于工作區(qū)西部及東北部的丘陵區(qū)、淺丘狀平原區(qū)及波狀平原區(qū)，區(qū)內(nèi)地下水開采條件及水質(zhì)較差，現(xiàn)狀、規(guī)劃期內(nèi)開發(fā)利用條件差。

3.2 一般開采區(qū)

一般開采區(qū)面積為1 085.71 km2，約占總面積的26.82%，主要分布于工作區(qū)東部及西部的小河流河谷平原，人口密度較小，第四系松散孔隙含水層富水性一般，單井涌水量10～100 m3/d，地下水資源模數(shù)為15～20萬 m3/km2·a，地下水開采現(xiàn)狀基本呈散點狀，為單獨個體民井取水，很少或無以行政村為單位的集中供水井。本區(qū)地下水開采量較小，利用程度較低，為一般開采區(qū)。

3.3 開發(fā)利用潛力區(qū)

開發(fā)利用潛力區(qū)面積為1 204.65 km2，約占總面積的29.75%，主要分布于工作區(qū)長江及其支流兩側(cè)的河谷平原，第四紀(jì)覆蓋厚度大，水文地質(zhì)條件好，地表水與地下水聯(lián)系密切，水質(zhì)較好，水量豐富，單井涌水量1 000～3 000 m3/d，地下水資源模數(shù)為20～30萬 m3/km2·a，可加強地下水資源開發(fā)利用程度，增強開采。

3.4 規(guī)劃水源地區(qū)

規(guī)劃水源地區(qū)主要分布于姥橋鎮(zhèn)、采石磯及石橋鎮(zhèn)-黃池鎮(zhèn)一帶，總面積為481.39 km2，根據(jù)水文地質(zhì)鉆探及抽水試驗資料，區(qū)內(nèi)三個應(yīng)急水源地單日可開采資源量總和為27.31萬 m3。

4 地下水資源保護(hù)區(qū)劃分

地下水資源保護(hù)區(qū)的劃分必須考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性和技術(shù)上的可行性。要求過嚴(yán)，則對經(jīng)濟(jì)發(fā)展制約較大，且技術(shù)上一時也難以達(dá)到；要求過寬，則達(dá)不到防止污染，保護(hù)地下水資源的目的。

根據(jù)馬鞍山市地下水的補徑排條件及地下水賦存特征，結(jié)合地貌特征、地質(zhì)構(gòu)造及邊界條件，按含水層、隔水層的分布特點，通過對水位埋深、含水層上覆地層巖性和厚度進(jìn)行賦值，確定綜合系數(shù)得分，最終生成工作區(qū)地下水資源保護(hù)區(qū)分區(qū)，各區(qū)分述如下：

4.1 Ⅰ類保護(hù)區(qū)

主要分布于長江及其支流兩側(cè)的河谷平原和西部的碳酸鹽巖分布區(qū)，面積為1 408.16 km2，占工作區(qū)總面積的34.78%。該區(qū)河谷平原區(qū)水文地質(zhì)條件好，地表水與地下水聯(lián)系密切，水質(zhì)較好，水量豐富，為應(yīng)急地下水水源地的首選地段；碳酸鹽巖分布區(qū)巖溶裂隙發(fā)育，水量豐富，單井涌水量一般為1 000～3 000 m3/d，泉流量10～100 L/s，且沿裂隙或巖溶通道徑流，有利于地表水和地下水的補給。由于該區(qū)地下水防污性能較差，需加強對地下水的保護(hù)，因此，綜合評價為Ⅰ類保護(hù)區(qū)。

4.2 Ⅱ類保護(hù)區(qū)

主要分布于工作區(qū)較小河流的河谷平原和西部的碎屑巖分布區(qū)，面積為1 416.81 km2，占工作區(qū)總面積的34.99%。該區(qū)地下水類型以松散巖類孔隙潛水及碎屑巖類裂隙水為主，富水性一般，單井涌水量10～100 m3/d，地下水防污性能為中等。現(xiàn)狀地下水開采量較小，利用程度較低，基本呈散點狀，為單獨個體民井取水，很少或無以行政村為單位的集中供水井。因此，綜合評價為Ⅱ類保護(hù)區(qū)。

4.3 Ⅲ類保護(hù)區(qū)

主要分布于工作區(qū)的波狀平原，面積為1 224.03 km2，占工作區(qū)總面積的30.23%。該區(qū)地下水類型以松散巖類孔隙潛水為主，水量極貧乏，單井涌水量<10 m3/d，現(xiàn)狀地下水開采量較小，利用程度較低，地下水防污性能為較好。因此，綜合評價為Ⅲ類保護(hù)區(qū)。

5 保護(hù)對策分析

地下水資源可持續(xù)利用是經(jīng)濟(jì)社會全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)支撐條件。新時期的地下水資源保護(hù)戰(zhàn)略應(yīng)實現(xiàn)從重開發(fā)、輕保護(hù)到保護(hù)與開發(fā)利用并重的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，加強地下水源保護(hù)，減少人為水災(zāi)，促進(jìn)人水和諧。

在此次水文地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，以馬鞍山市地下水資源及地質(zhì)環(huán)境特征等方面為依據(jù)，在地下水尤其是應(yīng)急水源地地下水未集中開發(fā)之前，提出以下地下水開發(fā)利用和保護(hù)建議：

(1)加強地下水資源的管理。地下水的管理應(yīng)當(dāng)實行全面規(guī)劃、合理開發(fā)、科學(xué)利用、嚴(yán)格保護(hù)的方針，并堅持采補平衡的原則。加強地下水開發(fā)、利用計劃和年度用水計劃的制定和組織實施工作。在農(nóng)村地區(qū)可以推廣淺井零星開采、分散家庭式的供水方式?？梢愿鶕?jù)水質(zhì)類型，選取適當(dāng)?shù)乃幚矸绞?，使地下水達(dá)到生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵村民使用地下水。

(2)加強對地下水水源地保護(hù)。應(yīng)急水源地規(guī)劃后，樹立保護(hù)標(biāo)志，對周邊可能存在的污染源(生活垃圾場等)進(jìn)行搬遷，有效控制周邊人類活動對地下水的污染。

(3)制定保護(hù)地下水源的政策法規(guī)，加強工業(yè)廢水的回收利用?？刂坪玫乇砦廴驹础⑥r(nóng)村管理好廁所、糞坑和垃圾等。水源地區(qū)域目前主要是農(nóng)業(yè)用地，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中使用的農(nóng)藥、化肥等易污染地下水，因此應(yīng)對農(nóng)藥、化肥的使用進(jìn)行控制，發(fā)展綠色現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，控制地表污染源。

(4)提倡節(jié)約用水，推廣農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉。節(jié)水灌溉，是科學(xué)的、現(xiàn)代化的、減排的灌溉，往往與農(nóng)作物施肥、使用農(nóng)藥相結(jié)合，能有效地控制農(nóng)業(yè)污染，興建“節(jié)水型住宅”，提高工業(yè)用水的反復(fù)多次使用率。

(5)統(tǒng)籌規(guī)劃，合理平衡水資源。合理開采地下水資源，實施地下水人工調(diào)蓄，建立地下水資源的分級預(yù)警制度，加強地面沉降監(jiān)測工作。