王慶雨，劉 凱，朱錦程

（遼寧工程勘察院，遼寧錦州 121000）

遼寧西部地區(qū)缺水因素分析及地下水資源開發(fā)利用建議

王慶雨，劉 凱，朱錦程

（遼寧工程勘察院，遼寧錦州 121000）

淡水資源是基礎自然資源。遼寧省西部地區(qū)地下水資源貧乏，生態(tài)環(huán)境脆弱，需科學、合理開發(fā)利用地下水資源，支持缺水地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，改善當?shù)厝嗣竦纳钏胶蜕鷳B(tài)環(huán)境建設。

地下水資源；國民經(jīng)濟；人民生活；生態(tài)環(huán)境；經(jīng)濟效益

0 緒論

淡水資源是基礎自然資源，系生態(tài)環(huán)境建設的控制因素，同時又是戰(zhàn)略性經(jīng)濟資源。隨著環(huán)境問題的日益全球化，水與人口和資源稱為人類21世紀可持續(xù)發(fā)展的三大社會問題。

圖1 遼西地質(zhì)略圖

近些年來，水資源的合理利用問題受到全球的極大關注。全世界人均水資源擁有量為7342m3，但由于世界水資源的分配在時間和空間上很不平衡，所以很多國家和地區(qū)都缺水。我國水資源的總量為28100 108m3［1］。遼寧省是我國嚴重缺水省份之一，水資源總量為325 108m3，人均水資源占有量為785m3，為全國的第21位，相當于我國人均水資源占有量的三分之一，世界人均水資源占有量的十分之一［2］。

遼寧西部地區(qū)包括錦州、阜新、朝陽和葫蘆島市，見圖1。該地區(qū)地下水資源貧乏，生態(tài)環(huán)境脆弱，是遼寧省最為缺水的區(qū)域，水資源短缺一直困擾著該地區(qū)工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高。近幾年隨著全球氣候的變化，干旱頻繁發(fā)生，尤其是人口的增加和社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，水資源缺乏問題顯得尤為突出。需充分、科學、合理的開發(fā)利用地下水資源，推動缺水地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，改善當?shù)厝嗣竦纳钏胶蜕鷳B(tài)環(huán)境建設，從而使有限的資源轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢。

1 地區(qū)缺水狀況

水資源主要來源于大氣降水，包括地表水資源和地下水資源。遼寧省水資源的時空分布極不均勻，遼寧東部平均逕流深約為600mm。遼寧西部僅100mm，且年度分布不均。遼西豐水年份的降水量是枯水年份的2～3.5倍；形成的地表水資源差異更大，豐水年是枯水年的7～20倍，年度內(nèi)各季節(jié)的降水量分配亦很不均勻。雨季6～9月份，降水量約占全年降水量的80%，見圖2～圖5［2］。遼寧省西部地區(qū)包括錦州、阜新、朝陽和葫蘆島市，該地區(qū)屬于大陸性溫帶半干旱缺候區(qū)，水資源貧乏，供需矛盾十分突出，供水問題已成為影響該地區(qū)國民經(jīng)濟發(fā)展、人民生活水平提高以及社會穩(wěn)定的主要因素。近幾年，遼寧西部地區(qū)連續(xù)干旱，地表水庫無水可蓄，地下水水位持續(xù)下降；城市供水嚴重不足，已季節(jié)性關停了部分行業(yè)，并采取了定時供水、定量用水等措施。除城市供水緊張外，農(nóng)業(yè)用水和農(nóng)村人畜用水也十分缺乏。該地區(qū)的 高效農(nóng)業(yè) 、 經(jīng)濟型農(nóng)業(yè) 等脫貧致富項目，亦因為水資源的缺乏，一直沒有得到有效的實施和推廣。近幾年的連續(xù)干旱使該地區(qū)的90%左右的農(nóng)田減產(chǎn)，60%的左右的耕地絕收。部分缺水山區(qū)，居民生活用水非常困難，枯水季節(jié)要到幾公里，甚至是幾十公里外的地方取水。僅阜新市在2000年8月份，全市農(nóng)村飲水困難人口達32.66萬人，占農(nóng)村人口總數(shù)的28.8%；其中取水距離超出lkm以上，缺水時間在100天以上的嚴重飲用水困難人口達30萬人，約有7萬名勞動力不得不放棄生產(chǎn)奔波于拉水送水。遼寧省西部地區(qū)，農(nóng)村飲水困難人口達100萬，致使近20萬名勞動力無法投入經(jīng)濟生產(chǎn)。

根據(jù)地區(qū)的統(tǒng)計和中長期的發(fā)展規(guī)劃資料，現(xiàn)狀供水缺口約為10%，到2015年供水缺口為達30%，供需矛盾十分突出。解決用水困難已成為該地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和居民生活水平改善的重大問題。

圖2

圖3

圖4

圖5

2 地區(qū)地下水資源狀況

遼西地區(qū)地下水補給資源為40.3 108m3／a，可開采資源為31.8 108m3/a［3］。遼西地區(qū)的地下水資源的開采程度較高，開采率達51%。該地區(qū)的地下水可分為四類，即松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖類巖溶裂隙水、碎屑巖類孔隙裂隙水和塊狀巖類裂隙水。

（1）松散巖類孔隙水

主要分布于山前傾斜平原區(qū)和河谷平原區(qū)。含水巖組巖性主要為砂礫卵石、砂礫石、中粗砂等。含水層滲透性較好，在山前傾斜平原區(qū)單井出水量一般為1000～5000m3／d，河谷平原區(qū)單井出水量一般為500～3000m3／d。地下水化學類型為HC03－Ca或HCO3Cl－CaNa型。松散巖類孔隙水分布區(qū)面積約10157km2，是城鎮(zhèn)集中開采和農(nóng)業(yè)灌溉用水的主要開采地段，開發(fā)程度較高。

（2）碳酸鹽巖類巖溶裂隙水

分布于新臺門、南票、朝陽、建昌、喀左等地。含水巖組由長城系、寒武系、奧陶系構(gòu)成，巖性主要有灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖、燧石條帶白云巖等。地下水賦存于巖石的可溶性裂隙溶隙之中，出水量差異較大，裂隙溶隙發(fā)育區(qū)，出水量可達100～150L／s。一般地區(qū)泉流量為3～10L／s，礦化度一般小于0.5g／1，地下水水化學類型為HC03－CaMg型。碳酸鹽巖類巖溶裂隙水分布面積約4890km2。

（3）碎屑巖類孔隙裂隙水

分布于北票、喀左、朝陽、平房子、波羅赤、阜新等中生代盆地。含水巖組主要由侏羅系、白堊系、石炭系、二疊系構(gòu)成。含水巖組巖性主要為砂巖、礫巖、砂礫巖、頁巖夾油頁巖等。地下水多具承壓性，有利蓄水構(gòu)造部位鉆孔出水量可達1000m3／d，礦化度小于0.5g／l，水化學類型多為HCO3－Ca或HC03C1－NaCa型。碎屑巖類孔隙裂隙水分布面積約9948km2，地下水埋藏及分布復雜。

（4）塊狀巖類裂隙水

廣泛分布于四市轄區(qū)內(nèi)的廣大低山丘陵區(qū)，面積約25262km2。含水巖組巖性為各期火成巖及變質(zhì)巖類。巖石多呈致密塊狀。地下水賦存于構(gòu)造裂隙和風化裂隙中，水位埋深較淺，富水性較差。泉流量較小，且隨季節(jié)性變化較大，泉流量多在0.01～0.1L／s。中生代的安山巖、凝灰?guī)r以及玄武巖、火山角礫巖的原生孔隙和風化裂隙不發(fā)育，富水性極差，是遼西居民生活用水最為困難的地區(qū)。但在有利的構(gòu)造部位仍能形成地下水的富集帶，單井出水量可達100m3／d。

3 遼寧西部缺水原因分析

遼寧西部地區(qū)地處內(nèi)陸性溫帶半干旱氣候區(qū)，多年平均降水量491.3mm，最小年降水量僅284.9mm，多年平均蒸發(fā)量為1738.77mm。蒸發(fā)作用強烈，地表水蒸發(fā)損失將近1/4。地質(zhì)環(huán)境脆弱，為資源性貧水區(qū)，有限的水資源時空的分配不均給水資源的有效開發(fā)利用帶來了難度。根據(jù)區(qū)域水資源特點和水文地質(zhì)條件，可將缺水區(qū)域劃分為以下幾種缺水類型。

（1）資源性缺水

遼寧西部的大部分地區(qū)，多由火山巖及變質(zhì)巖組成，基巖裸露，山峰陡峻，巖石完整，大氣降水被迅速排泄掉，不能轉(zhuǎn)化為地下水。山丘坡部的殘坡積層，由于無有效厚度的含水層，不能成井開采。

（2）經(jīng)濟性缺水

遼寧省西部地區(qū)的平原區(qū)多屬短河流河谷型平原，逕流條件好，第四系含水層滲透性好，有地下水的儲存空間。在條件較好河谷平原區(qū)，如采取帷幕灌漿修建地下水庫，引水回滲可以增加地下水的補給量和開采量。目前由于沒有經(jīng)濟上的支持，工程投入不夠，大氣降水大量流失，地下水補給量很少，屬于經(jīng)濟性缺水類型。

（3）技術性缺水

據(jù)已有資料分析，分布于朝陽、阜新等中生代盆地的碎屑巖層位、一些斷裂構(gòu)造的交匯帶、碳酸鹽巖類巖溶發(fā)育區(qū)以及各類巖層的接觸帶，往往賦存有較豐富的地下水，單井出水量多在100～500 m3/d，有利的蓄水構(gòu)造部位單井出水量可達1000 m3/d。《松遼西部（阜新工作區(qū)）地下水資源調(diào)查》項目，在變質(zhì)巖構(gòu)造斷裂帶部位施工的水井，單井出水量達到737.04m3/d。但這部分地下水或由于埋藏深，或由于對孔位要求十分嚴格，大量開發(fā)有一定的難度，需要資料儲備和技術支持。

（4）水質(zhì)污染缺水

遼寧省西部地區(qū)地下水開采利用以城鎮(zhèn)生活及工業(yè)供水為主，農(nóng)田灌溉和人畜生活用水為輔。局部近海地段，由于地下水超采嚴重，產(chǎn)生海水入侵，致使水質(zhì)惡化，從而減少了地下淡水的資源量；另外，處于城鎮(zhèn)及廠礦下游的地下水由于受到城市和廠礦排放廢水的污染，水質(zhì)嚴重超標，使得本來就緊張的地下水資源進一步減少，缺水情況更加嚴重。如阜新市細河河谷地段為煤炭集中開采和廠礦密集區(qū)，人口稠密，城區(qū)工業(yè)污水與生活污水直接排入細河，城市垃圾堆放在河谷地段使地表水遭受嚴重污染，加之工業(yè)集中開采，造成區(qū)域地下水位下降，使地表水入滲污染地下水。據(jù)市水資源辦資料，海州段河水為超5類水，高錳酸鉀指數(shù)2.1～2.5，BOD＝5.2～9.3 ，氨、氮在6.6～9.9之間，揮發(fā)酚達4.6mg/L 。細河流域部分地段地下水污染嚴重，主要污染元素有酚、氫、砷、鉛。酚含量0.0054mg/L，砷含量0.28～0.44mg/L，總鐵含量較高，達0.6～1.8mg/L。

由于遭受污染，使得地下水中有害組分嚴重超標，不能利用，造成水質(zhì)污染缺水。

4 地下水資源開發(fā)利用的建議

根據(jù)遼西地區(qū)的缺水現(xiàn)狀、缺水類型和地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，提出如下地下水資源調(diào)蓄、開發(fā)利用方案的建議。

（1）河谷區(qū)地下水庫工程建設、涵養(yǎng)和保護

建設地下水庫工程是指人工修筑地下壩，攔截地下水的逕流，抬高地下水水位，增加地下水的儲存資源和開采資源，并與地表攔水工程、引滲工程以及小流域治理工程結(jié)合，人工調(diào)節(jié)地表和地下水兩種資源，提高降水和地表水的利用效率。

遼寧省西部大小凌河的支流如細河、忙牛河、老虎河、女兒河、清河、老虎山河，渤海西岸諸河如六股河、煙臺河、石河、興城河、五里河、連山河、高橋河等均為短流山間河谷，呈爪狀分布，下游均有較窄的河谷段。地貌形態(tài)主要為一級階地和漫灘，分布范圍較大，含水巖組巖性以砂礫石、中粗砂為主，滲透性較好，單井涌水量大。四周為低山丘陵，補給面積大，地下水有較充足的補給來源。表層巖性為亞砂土，有利于地表水的入滲補給。目前這些河流的山間河谷平原區(qū)已因大量開采地下水形成較大地下空間，河流的洪峰棄水可作為回滲水源，是建設、涵養(yǎng)地下水庫的理想地段。

（2）基巖構(gòu)造突水帶地下水開發(fā)利用

基巖斷層破碎帶、不同巖體接觸帶及風化裂隙發(fā)育帶等可作為山區(qū)找水重點目標。

選擇有代表性的蓄水構(gòu)造斷裂帶開展基巖找水示范工程。首先利用遙感解譯資料，確定找水重點目標，然后進行地質(zhì)、水文地質(zhì)調(diào)查和勘探，查清地下水可采資源，提出開發(fā)利用地下水方案。

（3）層狀基巖裂隙水開發(fā)利用

北票、喀左、朝陽、平房子、波羅赤、阜新等地區(qū)之中生代盆地的砂巖、礫巖、砂礫巖、頁巖夾油頁巖賦存較豐富的地下水。在建昌縣小冰溝中生代單斜充水構(gòu)造中施工的鉆孔出水量為555.2m3／d。但是這些地區(qū)地下水的分布及埋藏條件復雜，目前沒有充分利用。該區(qū)開發(fā)中生代盆地的基巖裂隙水資源，對解決遼寧省西部缺水地區(qū)供水有重要意義，可為該地區(qū)建設 高效農(nóng)業(yè) 和 經(jīng)濟型農(nóng)業(yè) 提供新的水源。

（4）碳酸鹽巖類地下水資源開發(fā)利用

遼寧省西部地區(qū)的新臺門、南票、朝陽、建昌、喀左等地分布有大面積的碳酸鹽巖類，其巖性主要有灰?guī)r，白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖、燧石條帶白云巖等。這些巖石可溶裂隙及溶洞發(fā)育，為地下水賦存提供了空間，富水性較好。尤其是新臺門、南票、建昌、朝陽等地寒武系為主的灰?guī)r分布區(qū)，裂隙溶隙發(fā)育，單井出水量可達100～150L／s。建議進行碳酸鹽巖分布區(qū)的找水勘察，查清地下水的富集規(guī)律，制定地下水開采方案，充分開發(fā)利用地下水資源。

5 結(jié)論

遼寧西部地區(qū)地下水資源貧乏，生態(tài)環(huán)境脆弱，是遼寧省最為缺水的區(qū)域，水資源短缺一直困擾著該地區(qū)工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高。

該地區(qū)現(xiàn)狀供水缺口約為10%，到2015年供水缺口為達30%。水資源缺口較大，供需矛盾十分突出，解決用水問題已成為該地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和居民生活水平改善的重大問題。

需充分、科學、合理的開發(fā)利用地下水資源，推動缺水地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，改善當?shù)厝嗣竦纳钏胶蜕鷳B(tài)環(huán)境建設，使有限的資源轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢。

[1]楊建平,丁永建,陳仁升,劉連友,近40a中國北方降水量與蒸發(fā)量變化［ J］中國科學院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所; 北京師范大學資源環(huán)境研究所,2003.

[2]董榮春，張玉書， 紀瑞鵬，氣候變化對遼寧水資源可持續(xù)利用的影響，遼寧氣象， 2000.

[3]白建和等，遼寧省地下水資源復核計算及規(guī)劃報告，遼寧省國土資源廳.

Factor Analysis of Lack-water and Development and Utilization of Groundwater Resources in the Western Area of Liaoning Province

WANG Qingyu, LIU Kai, ZHU Jincheng

( Liaoning Engineering Investigation Institute, Jinzhou, Liaoning Province 121000 )

The fresh-water is a kind of the strategic economic resources of human life and civil economy, also is the control factor of the construction of the ecological environment. In the western area of Liaoning Province, the groundwater is poor and its ecological environment is frail, so it needs developing the fresh-water scientifcally and reasonably, which can promote the development of the lack-water area’s economy and improve local people’s living, and ameliorate the construction of the ecological environment. Thus the limited resources can be transformed into the advantage of economy.

Lack-water area; Groundwater resources; Civil economy; People’s living, Ecological environment; Economic benefts

P641.8

A

1007-1903(2010)04-0017-04