孫 超，趙文蓮，商 磊，馬 寧

(1.河北省環(huán)境地質(zhì)勘查院，河北 石家莊 050021;2.河北省地勘局第二地質(zhì)大隊(duì)，河北 唐山 063004)

邯鄲市地表水資源缺乏，地下水長(zhǎng)期作為主要的工農(nóng)業(yè)及生活用水水源。1963年以來(lái)，由于邯鄲市國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)水資源的需求逐年增加的同時(shí)缺少對(duì)地下水資源的科學(xué)管理，開(kāi)采量大幅度超過(guò)補(bǔ)給量，地下水水位持續(xù)下降，形成了數(shù)個(gè)地下水水位漏斗區(qū)，即化工區(qū)地下水水位漏斗、城區(qū)地下水水位漏斗以及由城區(qū)漏斗發(fā)展演化而來(lái)的城區(qū)南、城區(qū)北地下水水位漏斗。致使地下水流向、分布、埋藏、運(yùn)移、循環(huán)、補(bǔ)給源以及化學(xué)組成發(fā)生了變化，并產(chǎn)生了一系列環(huán)境水文地質(zhì)問(wèn)題。

1 地下水水位漏斗

1.1 化工區(qū)地下水水位漏斗

化工區(qū)水位漏斗屬常年性工業(yè)開(kāi)采型漏斗，漏斗范圍限于樹(shù)脂廠周圍，開(kāi)采深度0～80 m，主要開(kāi)采Ⅰ、Ⅱ含水組。該漏斗形成于六十年代中后期，發(fā)現(xiàn)于1972年，當(dāng)時(shí)漏斗面積 0.5 km2，中心位于樹(shù)脂廠，中心水位埋深 11.39 m[1]。

該漏斗主要受工業(yè)開(kāi)采影響，因開(kāi)采強(qiáng)度大，多年來(lái)漏斗區(qū)地下水位以下降為主。1972-1980年，漏斗面積由0.5 km2增加至2.78 km2，漏斗中心水位埋深由11.39 m增大到35.12 m，下降速度2.97 m/a;至 1991年，漏斗面積增加至最大值 6.0 km2，漏斗中心水位埋深 33.60 m;至 1995年，漏斗面積縮小至 4.0 km2，漏斗中心水位埋深 34.78 m[2]，面積縮小的主要原因?yàn)樵摃r(shí)期區(qū)域地下水整體下降及地下水的夷平作用，即在漏斗區(qū)，一個(gè)含水系統(tǒng)里面的兩個(gè)以上漏斗存在水力聯(lián)系，或者是不同含水系統(tǒng)之間存在著兩個(gè)漏斗而發(fā)生了水力聯(lián)系，主要是因?yàn)槁┒返陌l(fā)展使漏斗邊緣水向中心匯集，使一個(gè)系統(tǒng)里邊的兩個(gè)漏斗的水相互補(bǔ)給，甚至不同系統(tǒng)的漏斗之間發(fā)生了水力聯(lián)系，由于這種作用，使漏斗周圍水位降低，而中心水位下降速度減慢或者水位回升，形成了漏斗的夷平作用[3];1996年由于市區(qū)開(kāi)展節(jié)水措施，限制地下水開(kāi)采，關(guān)停自備井，漏斗面積逐年減小，1997年以后漏斗基本消失，至2010年原漏斗中心水位埋深已恢復(fù)至4.78 m[4](見(jiàn)圖 1，表 1)。

1.2 城區(qū)地下水水位漏斗

城區(qū)地下水水位漏斗位于沁河、渚河沖洪積扇中部及前緣地帶，開(kāi)采深度在120 m以上，為常年性混合開(kāi)采型漏斗[5]。

城區(qū)地下水水位漏斗形成于1972年以前，發(fā)現(xiàn)于1972年，當(dāng)時(shí)漏斗面積11.56 km2，中心位于叢臺(tái)新村，中心水位埋深 18.31 m[1]。

邯鄲市城區(qū)漏斗主要受人為開(kāi)采和降雨的影響[6]。1972年至1977年，漏斗區(qū)降水量高于或接近多年平均降水量，地下水開(kāi)采量增長(zhǎng)幅度不大，漏斗在這一時(shí)期處于緩慢擴(kuò)展，緩慢下降期，到1978年，漏斗面積擴(kuò)展到29.0 km2，漏斗中心水位埋深23.50 m，下降速率0.87 m/a;1978至 1982年，由于連續(xù)干旱，地下水開(kāi)采量迅速增加，漏斗的擴(kuò)展速度和下降速度增加，1982年漏斗面積擴(kuò)展到 80.74 km2，漏斗中心水位埋深51.85 m，下降速率 7.09 m/a，達(dá)到歷史最大值;1983至1985年，降雨量、地表水流量均顯著增加，羊角鋪水源地開(kāi)始向市區(qū)供水，市區(qū)內(nèi)停采76眼開(kāi)采井，漏斗區(qū)地下水位開(kāi)始回升至 37.40 m，漏斗面積 80.5 km2;1986至1990年，隨著地下水新的平衡的建立，漏斗中心在電力修造廠與國(guó)棉一廠間波動(dòng)，至1990年，漏斗中心國(guó)棉一廠水位埋深27.50 m，漏斗面積61.30 km2(見(jiàn)表2);1991至1995年，邯鄲市城區(qū)漏斗逐漸呈南北向展布，中部高水位區(qū)把漏斗分割成南、北兩個(gè)漏斗區(qū)[7]。

圖1 化工區(qū)地下水水位漏斗中心動(dòng)態(tài)曲線

表1 化工區(qū)地下水水位漏斗要素表

1.2.1 城區(qū)南地下水水位漏斗

城區(qū)南地下水水位漏斗是由邯鄲市城區(qū)地下水水位降落漏斗的南部發(fā)展形成，該區(qū)域原為農(nóng)業(yè)開(kāi)采為主，隨著邯鄲城市的發(fā)展，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕芄まr(nóng)業(yè)混合開(kāi)采影響，開(kāi)采深度120 m以上。1995年漏斗面積36.35 km2，漏斗中心位于小北堡，中心水位埋深27.56 m。

由于降雨量較大且開(kāi)采量較小，該漏斗自1995年形成以來(lái)，水位基本呈回升趨勢(shì)，至2000年小北堡水位回升至27.20 m，已逐漸融入肥鄉(xiāng)天臺(tái)山漏斗。

1.2.2 城區(qū)北地下水水位漏斗

城區(qū)北地下水水位漏斗是由邯鄲市城區(qū)地下水水位降落漏斗的北部發(fā)展形成，開(kāi)采深度120 m以上。1995年漏斗面積13.65 km2，中心位于西耒馬臺(tái)，中心水位埋深16.00 m。

由于漏斗所在區(qū)域?yàn)楹愂兄饕l(fā)展區(qū)域，該漏斗除個(gè)別年份由于降雨量大水位出現(xiàn)回升外，其余年份均以下降為主，且隨著城市發(fā)展的加速，漏斗也加速發(fā)展，多年來(lái)漏斗面積基本呈波動(dòng)擴(kuò)張，漏斗中心水位埋深呈逐步增加的態(tài)勢(shì)，至 2010年，漏斗面積 47.87 km2，中心水位埋深 39.42 m，下降速率1.6 m/a(見(jiàn)表3)。

表2 城區(qū)地下水水位漏斗要素表

表3 城區(qū)北地下水水位漏斗要素表

2 地下水水位漏斗主要形成因素

邯鄲市區(qū)地下水水位漏斗的形成主要由于超采地下水的結(jié)果，同時(shí)受氣候、水文地質(zhì)條件等內(nèi)因及工農(nóng)業(yè)用水的外部因素的影響。

氣候因素:邯鄲市屬暖溫帶半濕潤(rùn)半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，降水量呈現(xiàn)年內(nèi)分布不均，年際差異懸殊的特點(diǎn)，多年平均降水量 548.9 mm(1956-2000年)[8]，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，邯鄲市年降水量呈下降趨勢(shì)，其中除1956-1963年為豐水期，1973-1977年為平水期外，1964-1972年、1978-2010年均處于枯水期[9]，1956年至2010年的 55年中，枯水期有42年，占比76%。為克服干旱，必然需要大量開(kāi)采地下水用以滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。

水文地質(zhì)條件:邯鄲市位于沖洪積平原水文地質(zhì)區(qū)，含水層以細(xì)砂、砂礫石為主，厚度10～20 m，含水性能好，水量大，但周邊補(bǔ)給條件差，體積小，庫(kù)容有限[10]。上述特點(diǎn)導(dǎo)致市區(qū)內(nèi)地下水大量開(kāi)采但得不到有效補(bǔ)充，加速了漏斗的發(fā)展。

工農(nóng)業(yè)用水量增長(zhǎng)迅速:1970年，邯鄲市區(qū)總?cè)丝?1萬(wàn)人，工業(yè)總產(chǎn)值 14億[11];2012年，邯鄲市區(qū)總?cè)丝?148萬(wàn)人，生產(chǎn)總值660億[12]。工農(nóng)業(yè)發(fā)展和人口增多都加大了地下水資源負(fù)荷程度。

3 產(chǎn)生地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施

由于地下水長(zhǎng)期超采，水位持續(xù)下降，使水動(dòng)力條件和物理化學(xué)環(huán)境遭到破壞，進(jìn)而引起一系列地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。

地下水水質(zhì)惡化:城區(qū)地下水漏斗內(nèi)水質(zhì)均屬于地下水Ⅳ或Ⅴ類水，主要影響物質(zhì)是總硬度和硫酸鹽[13]。

含水層疏干:邯鄲市區(qū)含水層疏干深度16～35 m，疏干厚度 5 ～ 10 m，疏干面積 80 km2[14]。

地面沉降:邯鄲市區(qū)地面沉降北起北十里鋪南至張莊橋，西起京廣鐵路東到柳林橋，地面沉降中心位于國(guó)棉一廠附近。自1963年至2008年，累計(jì)沉降0.4 m[13]。同時(shí)由于地面沉降市區(qū)內(nèi)曾出現(xiàn)多條地裂縫，其中最大的一條自休干所經(jīng)電臺(tái)、東莊至和平路，長(zhǎng) 1 850 m，寬 2 ～10 cm[15]，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。其余地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題還包括機(jī)井報(bào)廢、基礎(chǔ)設(shè)施破壞等。

因此，采取有效措施遏制地下水超采，合理開(kāi)發(fā)利用地下水資源，減緩地下水漏斗區(qū)擴(kuò)延，已成為邯鄲城市發(fā)展中的一項(xiàng)緊迫任務(wù)。首先應(yīng)加強(qiáng)水資源管理，合理開(kāi)發(fā)地下水資源，確定地下水允許開(kāi)采量，控制過(guò)量開(kāi)采，做到采補(bǔ)平衡;其次，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展節(jié)水型工業(yè)、農(nóng)業(yè);再次，有條件的地區(qū)加強(qiáng)人工補(bǔ)給地下水的工作，選擇適宜的地段、層次，在汛期利用雨水補(bǔ)給地下水，使地下水的采補(bǔ)趨于平衡，以此來(lái)控制地下水降落漏斗的進(jìn)一步發(fā)展。

[1]肖國(guó)強(qiáng)，吳潤(rùn)革，王建民，等.河北省邯鄲市地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)報(bào)告(1981-1985年)[R].河北省環(huán)境水文地質(zhì)總站.1986.

[2]張輝軍，孟祥玲，高生平，等.1980-2000年邯鄲市區(qū)地下水動(dòng)態(tài)研究報(bào)告[R].河北省環(huán)境地質(zhì)勘察院等.2003.

[3]張念龍，張希中，焦鵬，等.地下水位降落漏斗的形成及夷平作用[J].地下水.2001，23(2):76-77.

[4]孫超，陳志，張輝軍，等.河北省邯鄲地市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)報(bào)告(2005-2010年)[R].河北省環(huán)境水文地質(zhì)總站.2011.

[5]盧巖，陸利鵬，韓曉寶，等.邯鄲市規(guī)劃區(qū)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與承載力評(píng)價(jià)報(bào)告[R].河北省地礦局國(guó)土資源勘查中心.2011.

[6]李紅，肖國(guó)強(qiáng)，靖鳴彥，等.河北省邯鄲地區(qū)及邯鄲市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)報(bào)告(1986-1990年)[R].河北省環(huán)境水文地質(zhì)總站.1991.

[7]王付良，葉慶良，張輝軍，等.河北省邯鄲市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)報(bào)告(1991-1995年)[R].河北省環(huán)境地質(zhì)勘查院.1996.

[8]杜富慧，郝振純，陳新美，等.邯鄲地區(qū)年降水量統(tǒng)計(jì)特征[J].水資源保護(hù).2009，25(6):16.

[9]趙國(guó)麗，李保敏.邯鄲市近55年降水量特征及變化趨勢(shì)分析[J].南水北調(diào)與水利科技.2012，10(2):53-55.

[10]韓慧中，溫弘元.邯鄲市城區(qū)水源保護(hù)研究報(bào)告[R].邯鄲市衛(wèi)生防疫站.1980.

[11]邯鄲市衛(wèi)生防疫站.邯鄲環(huán)境水文地質(zhì)研究基礎(chǔ)資料[M].邯鄲:邯鄲地區(qū)印刷廠.1988，469-472.

[12]邯鄲市統(tǒng)計(jì)局.邯鄲統(tǒng)計(jì)年鑒2013[M].北京:中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社.2013.

[13]徐勝?gòu)?qiáng)，劉鳳嶺.邯鄲市淺層漏斗區(qū)地下水水質(zhì)現(xiàn)狀、存在問(wèn)題及防治措施[J].地下水.2010，32(4):76-77.

[14]邯鄲市水利局.河北省邯鄲市水資源評(píng)價(jià)[M].北京:學(xué)苑出版社.2008.233-234.

[15]邯鄲市衛(wèi)生防疫站.邯鄲環(huán)境水文地質(zhì)研究資料集[M].邯鄲:邯鄲地區(qū)印刷廠.1988.214.