隋 偉,苗乃華,陳吉賢,劉炳忠

(1.山東省濰坊水文水資源勘測局,山東 濰坊 261031,2山東省水文水資源勘測局,山東濟南 250014)

1 概況

地下水是濰坊市主要的水資源,在全市經(jīng)濟社會中居舉足輕重的地位。但由于長期以來缺乏科學(xué)管理規(guī)劃,加之自八十年代以來連續(xù)十幾年的干旱少雨,地下水連年超采,導(dǎo)致地下水位逐年持續(xù)下降,地下水漏斗區(qū)形成并迅速擴展,引發(fā)了咸水入侵、地下水質(zhì)惡化等諸多環(huán)境地質(zhì)問題。

1.1 地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀

濰坊市對地下水開發(fā)利用最早是掘井取水用于人畜吃水,后來慢慢發(fā)展到用于灌溉、用于城市工業(yè)。新中國成立后,機井建設(shè)迅速發(fā)展,特別是 1970年以來,在全市興起了機井建設(shè)的高潮,機井年平均遞增5000多眼。截止到 2007年底,全市機電井由 1954年的 5眼發(fā)展到 216 827眼。打井深度由 70年代的 30～40m降到 80年代的 50～80 m,直到現(xiàn)在的 100 m以上,提水機械由離心泵到下臥離心泵直到深井泵、潛水泵,其供水成本成倍增長。

1.2 地下水開采量狀況

濰坊市的南部山丘區(qū)的地下水主要以基流或潛流的形式向下游排泄,多在河谷平原區(qū)打井利用,機井密度小,且以利用地表水資源為主,地下水開采量相對較小。中部山前平原區(qū)為全市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)達地區(qū),地下水開采條件好,是地下水的主要開采區(qū)域,開采量逐年增加,且多以水源地集中開采。北部濱海平原區(qū)地下水為咸水和高濃度鹵水,無淡水資源。局部埋藏有深層承壓淡水,由于其埋藏范圍較小,加之上部被咸水層覆蓋,地下水的補給條件較差,地下水儲存量較少,無法形成規(guī)模供水水源地,該區(qū)地下水開采量較小。

據(jù)統(tǒng)計,1980～2007年全市累計地下水開采量 379.67億 m3,年均開采量 13.6億 m3。其中,農(nóng)業(yè)灌溉 269.19億m3,占總開采量的 70.9%,工業(yè)用水 57.33億 m3,占總開采量的 15.1%,生活用水開采 53.15億 m3,占總開采量的14.0%。

1.3 超采區(qū)地下水開采現(xiàn)狀

在某一開采水平下,多年平均地下水開采量大于多年平均地下水可開采量,從而造成地下水位持續(xù)下降、漏斗區(qū)不斷擴大、水質(zhì)惡化、水源地產(chǎn)水量減少甚至水源枯竭等現(xiàn)象稱為地下水超采。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的地區(qū)稱為超采區(qū)。

根據(jù)地下水開采系數(shù)劃分,中部傾斜平原區(qū)的地下水開采系數(shù)均大于 1.0,為超采區(qū),其他平原區(qū)的開采系數(shù)均小于1.0,為未超采區(qū)。其中彌河沖積扇平原、濰河沖積扇平原及膠萊河平原為一般超采區(qū);白浪河沖積扇平原為嚴重超采區(qū)。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)迅速發(fā)展,經(jīng)濟社會發(fā)展對水資源的需求劇增,特別是 80年代以來連續(xù)干旱少雨,超采區(qū)地下水開采量不斷增大,導(dǎo)致采補嚴重失調(diào)。據(jù)統(tǒng)計,到 2007年,全市平原區(qū)地下水超采范圍面積達3 824 km2,超采區(qū) 1980～2007年累計開采量為 252.28億 m3,年平均開采量為 9.03億 m3,而超采區(qū)的多年平均最大可開采量僅為 1.85億 m3,年平均開采量超出最大可開采量 7.18億m3。地下水大量超采,導(dǎo)致地下水位持續(xù)大幅度下降。使超采區(qū)的地下水位平均埋深由 1980年的 5.39m下降到 2007年的 20.80m,累計下降 15.41m,年平均下降 0.73m。

2 地下水超采引發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題

地下水是一種可補的流動性資源,隨著開采和補給條件的變化而變化,非取之不盡用之不竭的。若不顧補給條件而盲目的過量開采,只能導(dǎo)致地下水位持續(xù)大幅度下降,開采條件不斷惡化,引發(fā)環(huán)境地質(zhì)問題。

2.1 地下水位持續(xù)下降

據(jù)地下水位監(jiān)測資料,全市平原區(qū)地下水位大幅度下降始于 1980年,平均地下水位埋深由 1980年的 5.41m下降到 2007年的 14.71 m,年平均下降 0.44 m,最大年下降達1.62m。幾個漏斗區(qū)的地下水位下降更為明顯,如壽光 ～昌邑漏斗區(qū)的中心地下水位埋深從 1980年的 3.20m下降到2007年的 29.40 m,年均下降 1.25m;濰坊城區(qū)漏斗區(qū)中心地下水位埋深從 1980年的 18.38m下降到 1998年的 49.90 m,共下降 31.52m,年均下降 1.75m,地下水位已低于海平面25.51 m。

2.2 地下水漏斗區(qū)形成并不斷擴展

由于地下水長期超采,自 1980年起,在地下水集中開采區(qū)先后形成了不同程度的地下水漏斗區(qū)并不斷擴展。據(jù)統(tǒng)計,1980年全市平原區(qū)有漏斗區(qū) 4處,范圍面積 265 km2,無水位負值區(qū),到 1984年漏斗區(qū)發(fā)展到 6處,漏斗范圍面積擴展到 885 km2,水位負值區(qū)面積 35 km2。隨著地下水位持續(xù)下降,分布在咸淡水界線南側(cè)的壽光西興旺、五臺、昌邑城區(qū)漏斗區(qū)不斷擴展連片,1988年已擴展成為壽光 ～昌邑大漏斗,漏斗處數(shù)由 1984年的 6處減少為 4處,漏斗區(qū)面積擴大為1 675 km2。1988年后漏斗處數(shù)雖無變化,但面積仍在不斷擴展,1992年漏斗區(qū)面積1 793 km2,1995年漏斗區(qū)面積達1 833 km2,水位負值區(qū)面積1 127 km2。1995年后由于采取了地下水控制開采措施,濰坊城區(qū)、高密郭家南直漏斗區(qū)不斷縮小,但北部的壽光 ～昌邑大漏斗仍在不斷擴展,2007年全市漏斗區(qū)為 4處,漏斗區(qū)面積為1 695 km2,水位負值區(qū)面積為1 175 km2。

壽光 ～昌邑大漏斗區(qū)擴展最快,危害最嚴重,2007年漏斗區(qū)面積達1 500 km2,水位負值區(qū)面積達1 100 km2;濰坊城區(qū)漏斗區(qū)自 1980年形成以來,至 1988年擴展十分迅速,漏斗區(qū)面積由 95 km2擴展到 400 km2。1988年以后擴展變緩,1995年后逐漸縮小,但該漏斗區(qū)明顯地向東北方向偏移,有與壽光 ～昌邑漏斗區(qū)連片的趨勢。

2.3 咸水入侵加劇

由于咸淡水分界線附近淡水側(cè)地下水位不斷下降,破壞了咸淡水原來的極限平衡,導(dǎo)致咸水入侵。據(jù)監(jiān)測分析,全市自 1977年開始發(fā)生咸水入侵以來至 2000年,咸水已全面向南側(cè)淡水區(qū)入侵 533.2 km2,年均入侵 17.2 km2。咸水入侵速度較快的地帶是壽光市的廣陵、侯鎮(zhèn)至寒亭區(qū)的南孫地帶,年均入侵 310m;咸水入侵速度較慢的地帶是壽光市的牛頭鎮(zhèn)至臺頭鎮(zhèn)地帶,年均入侵 75m。

在發(fā)生咸水入侵的地區(qū),壽光市較為嚴重,1977年至2007年咸水入侵面積為 213.9 km2,年均入侵 6.9 km2;寒亭區(qū) 1977年至 2007年咸水入侵面積為 164.3 km2,年均入侵5.3 km2;昌邑市 1977年至 2007年咸水入侵面積為 155.0 km2,年均入侵 5.0 km2。

2.4 地下水質(zhì)不斷惡化

由于地下水位持續(xù)下降,特別是地下水漏斗區(qū)的形成和不斷擴展,加速了污水的下滲速度,加劇了地下水的污染程度。據(jù)監(jiān)測資料,濰坊城區(qū)白浪河三娘廟至李疃僅5km的河段,日污水下滲量就達 2萬m3。白浪河與虞河之間的部分地段地下水已不能飲用,有的甚至不能作為工業(yè)用水。據(jù)統(tǒng)計,目前全市年污水排放量約為 1.22億m3,含各種有害物質(zhì)約為 21.4萬噸,大部分污水及有害物質(zhì)滲入地下。監(jiān)測資料顯示,地下水中的污染物主要有總大腸菌群、細菌總數(shù)、溶解性總固體、氯化物、硝酸鹽氮、“五毒”(汞、砷、六價鉻、氰化物、揮發(fā)酚)、氨氮等。

在地區(qū)分布上,南部山丘區(qū)地勢較高,工業(yè)又相對欠發(fā)達,地下水污染較輕。中部平原區(qū)是主要的地下水污染區(qū),其中濰坊城區(qū)的地下水污染最為嚴重。包括縣城在內(nèi)的各城區(qū)的地下水各項檢測指標中,均有超標的項目,有的項目超標高達 32倍,已不適合做飲用水。地下水污染的不斷加劇,使生態(tài)環(huán)境不斷惡化,水資源供需矛盾更趨緊張。

3 對策與措施

濰坊市水資源緊缺,且地區(qū)分布不平衡,地表水資源嚴重不足,經(jīng)濟社會發(fā)展不得不大量開發(fā)利用地下水,致使地下水長期超采,地下水位持續(xù)下降,引發(fā)了咸水入侵等一系列環(huán)境地質(zhì)問題。加強對水資源的科學(xué)管理和調(diào)度,合理開發(fā)利用地下水,方能實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。

3.1 優(yōu)化開采布局科學(xué)開發(fā)利用地下水

盡管濰坊市的地下水發(fā)生超采問題,但仍有部分地區(qū)地下水開發(fā)利用程度較低,還有較大的開發(fā)潛力。在各主要河流上游河谷平原地帶,地下水開發(fā)利用程度低,加之引地表水灌溉滲漏補給及河道側(cè)滲補給,地下水位長年偏高,地下水資源較豐富,開發(fā)利用潛力較大,這些地區(qū)今后要加大開發(fā)利用地下水,余下地表水調(diào)往北部平原區(qū)利用或進行補源。

在山前平原區(qū),地下水開發(fā)利用程度較高,地下水長期處于超采狀態(tài),形成了多處地下水漏斗區(qū)并不斷發(fā)展,引發(fā)了咸水入侵,水質(zhì)惡化等問題,導(dǎo)致地下水可利用量不斷減少。這一地區(qū)要限制開采,漏斗中心地區(qū)在一段時間內(nèi)應(yīng)禁采,并采取措施調(diào)水補源,以恢復(fù)地下水位,阻止咸水入侵。

3.2 “封、置、補、保”多措并舉保護地下水資源

通過封閉超采區(qū)內(nèi)的自備井,嚴格控制地下水開采量、利用地表水置換地下水、采取多方法回灌補源地下水、利用研究成果指導(dǎo)實施保護地下水等多項措施,達到合理開發(fā)利用和保護地下水資源之目的。根據(jù)已有的研究成果,劃定限采區(qū)和禁采區(qū),封閉嚴重超采區(qū)內(nèi)的自備井,嚴格控制開采量。利用已構(gòu)建的地表水網(wǎng)絡(luò)工程,調(diào)引南部山丘區(qū)攔蓄的地表水入平原區(qū),引進黃河客水,以地表水置換平原區(qū)地下水,特別是置換用于工業(yè)和城市生活的地下水,減少地下水的開采量。充分利用雨洪資源轉(zhuǎn)化補給地下水。利用《濰坊市飲用水水源地保護區(qū)劃分》、《濰坊市地下水超采區(qū)劃分》和《濰坊市水功能區(qū)劃分》等多項研究成果,對全市地下水資源進行全面規(guī)劃和保護,對于地下水超采區(qū)和嚴重超采區(qū),逐步采取限制和禁止開采措施,并采取措施補源。

3.3 創(chuàng)建節(jié)水型社會,實現(xiàn)用水零增長

水資源是有限的,而發(fā)展是無限的,實現(xiàn)用水零增長的支撐是節(jié)水。從濰坊市的市情、水情出發(fā),深入分析掌握現(xiàn)狀節(jié)水達到的水平和現(xiàn)行節(jié)水措施所產(chǎn)生的節(jié)水作用,分析節(jié)水潛力和突破點。圍繞全市工、農(nóng)業(yè)和城市生活三個方面,提高用水效率,分析提出不同階段要達到的節(jié)水水平和要采取的工程及非工程節(jié)水措施。實現(xiàn)以節(jié)水為中心的水資源優(yōu)化配套和高效利用,并且應(yīng)特別注意節(jié)水與開源,節(jié)水與社會、經(jīng)濟、環(huán)境的總體平衡,實現(xiàn)用水零增長,保障水資源可持續(xù)利用與經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

[1]苗乃華 .濰坊市地下水資源開發(fā)利用及對策.水文,2003.4.

[2]苗乃華 .濰坊市水資源演變情勢分析.水利水電技術(shù),2008.5.