沈樂,郭紅麗,張青,龔來存
(江蘇省水文水資源勘測局南京分局,江蘇南京210008)
地下水是人類賴以生存的飲用水源。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展、區(qū)域人口的增長,城鎮(zhèn)、工農(nóng)業(yè)等用水需求增加,地下水資源成為僅次于地表水資源的重要供水水源。長期無節(jié)制的開采會引發(fā)地下水水位持續(xù)下降、地面沉降、土地沙化等一系列環(huán)境地質(zhì)問題[1-3]。為有效預(yù)防或解決因地下水不合理開發(fā)利用引發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題,維系區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán),2012年《國務(wù)院關(guān)于實行最嚴格水資源管理制度的意見》(國發(fā)【2012】3號)明確提出,需實行地下水取用水總量和水位雙重控制管理[4]。
南京市位于江蘇省的西南部,橫跨長江兩岸,東與揚州、鎮(zhèn)江、常州三市接壤,南、西、北三面與安徽毗鄰,是江蘇省的政治、經(jīng)濟、文化、交通中心。總面積6 587 km2。多年的降水資料分析得出,全市多年降水量1 082.3 mm,南多北少,長江以南地區(qū)降雨普遍多于長江以北,全市地下水資源依然貧乏[5]。為此,《南京市最嚴格水資源管理制度實施方案》提出“到2015年,地下水年開采量控制在800萬m3以內(nèi)”。根據(jù)《南京市水資源公報》,2013年南京市地下水年開采量達到895萬m3,地下水限采迫在眉睫。本文通過調(diào)查五年以來南京市深層地下水資源開發(fā)利用情況,研究五年間深層地下水動態(tài)變化特征,分析地下水可開采趨勢,提出南京市地下水資源可持續(xù)開發(fā)利用措施及建議,為區(qū)域深層地下水資源開發(fā)及管理提供參考和技術(shù)支持。
南京市屬揚子地層區(qū)下?lián)P子分區(qū),位于江蘇地層南區(qū)。區(qū)內(nèi)深層地下水可分為孔隙水、巖溶水與裂隙水三大類型,類型分布詳見圖1??紫端x存于新生代以來松散堆積物孔隙中的地下水,主要分布在長江漫灘、滁河漫灘、秦淮河漫灘、高淳的運糧河及胥河漫灘和六合北部山區(qū)。巖溶水主要賦存于碳酸鹽巖類、碳酸鹽巖夾碎屑巖類的裂隙溶洞之中,巖溶水主要分布在仙鶴門—攝山、老山、幕府山、棲霞山、龍?zhí)?、青龍山、黃龍山、孔山、大連山、湯山等地,在六合的冶山,高淳的花山也有少量分布。裂隙水主要賦存于碎屑巖或火成巖類的構(gòu)造裂隙中,裂隙水在各區(qū)域均有分布。
根據(jù)《中華人民共和國水法》的有關(guān)規(guī)定和江蘇省水利廳的統(tǒng)一部署,南京市開展深層地下水的監(jiān)測工作,2012年南京市開展深層地下水監(jiān)測井實地勘察工作,為科學規(guī)劃,優(yōu)化配置,合理開發(fā)利用地下水資源,積累了一定的資料。深層地下水水位監(jiān)測按《地下水監(jiān)測規(guī)范》(SL/183-2005)[6]等有關(guān)規(guī)范進行監(jiān)測。本研究所用資料為南京市19處深層地下水監(jiān)測井5年來逐月的地下水埋深數(shù)據(jù)。深層地下水監(jiān)測井位置詳見圖2。
圖1 南京市深層地下水類型分布圖
圖2 南京市深層地下水監(jiān)測井分布圖
本文通過開采系數(shù)法界定本區(qū)域地下水可開采潛力。地下水開采系數(shù)[7]是表征地下水可開采潛力的指標之一,計算公式為:Kc=Q實際開采/Q可開采。一般認為,Kc=1時,地下水開采平衡;Kc<0.3時,開采潛力巨大;Kc>1.2 時,地下水嚴重超采。
根據(jù)南京市水利局發(fā)布的《南京市水資源公報》,2014年南京地下水資源量6.598億m3(含地表水與地下水的重復計算量0.870億m3),比多年平均地下水資源量6.401億m3(1998年-2014年)多3.1%。近五年來地下水水資源量變化趨勢詳見圖3。目前南京市地下水資源年可開采量為37 119萬m3,2014年全市深層地下水開采量約為506萬m3,開采系數(shù)為0.01,由此說明盡管南京地下水資源貧乏,但可開采空間較大。五年來深層地下水開采量變化趨勢詳見圖3。
2010年-2013年間,南京市地下水水資源量呈逐漸降低趨勢,2014年地下水資源量有所增加;隨著最嚴格水資源管理制度中地下水用水總量各項措施的逐步落實,2014年地下水開采量506萬m3,比2013年減少了389萬m3,地下水資源量與2013年相比增加了23.9%。
圖3 南京市近五年地下水水資源量和開采量變化趨勢
對于同一個地下水監(jiān)測井,地下水埋深越大,地下水位越低;反之,越高。地下水水位變化影響因素包括降水、溫度、人工開采、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造和巖性等,主要取決于降水和人工開采[8]。深層地下水一般由淺層地下水越流補給,受降水影響較?。?],因此深層地下水水位的變化可以直觀反映該監(jiān)測井代表區(qū)域地下水資源開發(fā)利用情況。根據(jù)2010-2014年5年深層地下水埋深監(jiān)測數(shù)據(jù),分析地下水水位動態(tài)變化特征。
南京市深層地下水水位以下降為主要發(fā)展趨勢,部分區(qū)域2014年地下水位有所回升。全市63.2%地下水監(jiān)測井代表區(qū)域地下水埋深隨時間呈逐漸增加趨勢,地下水位呈逐漸下降趨勢,主要分布在六合區(qū)、浦口區(qū)、高淳區(qū)和江寧區(qū)湯山街道和淳化街道,這是區(qū)域深層地下水資源開發(fā)利用的結(jié)果;其中江寧區(qū)湯山街道因溫泉而得名,湯山溫泉日出水量可達萬噸,是目前長三角地區(qū)規(guī)模最大、設(shè)施最先進、項目最具特色的溫泉度假、休閑療養(yǎng)勝。26.3%地下水監(jiān)測井代表區(qū)域地下水埋深隨時間呈逐漸減少趨勢,地下水位呈逐漸上升趨勢,主要分布在浦口區(qū)湯泉鎮(zhèn)、江寧區(qū)東善橋街道、棲霞區(qū)、溧水區(qū)。10.5%監(jiān)測井代表區(qū)域地下水埋深隨時間變化趨勢不明顯。詳見圖4。
圖4 近年南京市深層地下水位動態(tài)變化趨勢圖
1)南京市地下水資源緊缺,但仍有較大的開采空間,在不大幅度影響開采潛力的前提下可以適當放寬區(qū)域總開采量。2010年-2013年間,南京市地下水水資源量呈逐漸降低趨勢;隨著最嚴格水資源管理制度—地下水用水總量控制各項措施的逐步落實,2014年地下水資源量比2013年增加了23.9%。
2)南京市深層地下水水位以下降為主要發(fā)展趨勢,部分區(qū)域2014年地下水位有所回升。2010-2013年期間,全市63.2%地下水監(jiān)測井代表區(qū)域地下水埋深隨時間呈逐漸增加趨勢,地下水位呈逐漸下降趨勢,主要分布在六合區(qū)、浦口區(qū)、高淳區(qū)和江寧區(qū)湯山街道和淳化街道。
3)根據(jù)《南京市最嚴格水資源管理制度實施方案》,制定《南京市地下水逐年開發(fā)利用與保護實施方案》,開展地下水動態(tài)模擬和分析預(yù)測,建立地下水開采量預(yù)警機制。
4)通過2012年南京市深層地下水監(jiān)測井實地勘察,發(fā)現(xiàn)很多監(jiān)測站點不方便人工采集數(shù)據(jù),這給常規(guī)監(jiān)測帶來了難度,勢必影響監(jiān)測精度。為了及時掌握地下水動態(tài)變化情況,建議采用先進的地下水自動監(jiān)測測報設(shè)備、建立地下水自動監(jiān)測系統(tǒng),提高地下水監(jiān)測自動化水平,實現(xiàn)水位、水質(zhì)、水量監(jiān)測數(shù)據(jù)測報準確、及時。
5)近年來,項目開發(fā)、地下水監(jiān)測井類型使得原有的地下水監(jiān)測站網(wǎng)已不能全方位滿足水位、水質(zhì)、水量資料常規(guī)監(jiān)測與管理需求,有些站點已停測,有些站點不方便管理,站網(wǎng)密度遠低于法國、荷蘭、德國等一些發(fā)達國家[10]。有必要開展監(jiān)測站網(wǎng)調(diào)整,以便更好的為水行政主管部門決策提供技術(shù)支撐和管理建議。
[1]黃愛國,張 兵.南京地下水開采引起的環(huán)境地質(zhì)問題及防治對策[J].江蘇地質(zhì).1999,23(1):45-48.
[2]李霞,奚海明.水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)運行存在的問題與建議[J].環(huán)境科學與技術(shù).2010,33(S1):503-505.
[3]曾洪濤,符向前,蔣勁,等.漢江多參數(shù)水質(zhì)連續(xù)自動在線監(jiān)測系統(tǒng)[J].中國農(nóng)村水利水電.2009(9):23-25.
[4]張遠東,王策.地下水取用水總量與水位雙重控制芻議[J].中國水利.2014(9):7-9.
[5]樂峰,方瑞,吳健.加強我省地下水超采區(qū)治理的情況分析和對策探討[J].江蘇水利.2014(5):42-43.
[6]SL/183-2005地下水監(jiān)測規(guī)范[S].
[7]王垠,王鐵良,周浩,李 波,冮行久.柳繞養(yǎng)淺層地下水資源評價及可開采潛力[J].遼寧工程技術(shù)大學學報(自然科學版).2014,33(3):336-341.
[8]王凱燕,王文卓,李瓊芳,虞美秀,李鵬程.天津地區(qū)近21年地下水埋深變化特征及其影響因素[J].水資源保護.2014,30(3):45-49.
[9]楊耀棟,李曉華,王蘭化,李長青,劉振輝.天津平原區(qū)地下水位動態(tài)特征與影響因素分析[J].地質(zhì)調(diào)查與研究.2011,34(4)313-320.
[10]楊建青,章樹安,陳 喜,楊艷燕,章雨乾.國內(nèi)外地下水監(jiān)測技術(shù)與管理比較研究[J].水文.2013,33(3):18-24.