楊海珍

(山西省運(yùn)城市水文水資源勘測(cè)分局，山西 運(yùn)城 044000)

運(yùn)城中深層地下水資源開(kāi)發(fā)利用與保護(hù)

楊海珍

(山西省運(yùn)城市水文水資源勘測(cè)分局，山西 運(yùn)城 044000)

[摘要]運(yùn)城市供水緊張，過(guò)度依靠地下水，導(dǎo)致地下水位迅速下降，地下水資源過(guò)度開(kāi)發(fā)。結(jié)合相關(guān)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，詳細(xì)地分析了目前山西運(yùn)城地下水資源現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題，在此背景下，筆者借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的地下水保護(hù)理念與技術(shù)，結(jié)合山西運(yùn)城地下水資源的實(shí)際情況，提出了“以地表水供水為主，大力發(fā)展雨水搜集與節(jié)水技術(shù)，地表水、地下水以及可再生水資源聯(lián)合供水”的保護(hù)式開(kāi)發(fā)對(duì)策，并制定了具體落實(shí)策略?？蔀榇_保地下水降落漏斗不再擴(kuò)大或逐漸收縮，可持續(xù)的保護(hù)、開(kāi)發(fā)利用山西運(yùn)城中深層地下水資源提供參考與借鑒。

[關(guān)鍵詞]中深層地下水；水位降落漏斗；環(huán)保節(jié)水；水質(zhì)污染

人類(lèi)文明起源都是圍繞著淡水河流、湖泊興起的[1]，人均占有淡水總量W值是衡量一個(gè)地區(qū)生存環(huán)境最為重要的幾個(gè)因子之一，按照目前國(guó)家相關(guān)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，W=1 100 m3為人類(lèi)適合生存最低標(biāo)準(zhǔn)，W=1 700 m3時(shí)為嚴(yán)重警戒線。

山西運(yùn)城人口眾多(525萬(wàn)，2014年)，地表水主要有黃河、汾河、涑水河以及姚暹渠，地表水供給嚴(yán)重不足，需要靠地下水補(bǔ)給，據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，山西運(yùn)城的W值(2013年)僅為577.61 m3，不足全國(guó)平均值的1/4，是我國(guó)最為缺水的幾個(gè)城市之一[2～4]。根據(jù)山西運(yùn)城年鑒統(tǒng)計(jì)，將近幾年來(lái)山西運(yùn)城市中深層地下水開(kāi)采情況列于表1[6～8]。

表1　山西運(yùn)城2008～2013年中深層地下水開(kāi)采情況

分析表1可知，山西運(yùn)城的中深層地下水開(kāi)采量每年呈指數(shù)遞減(6年內(nèi)約遞減了16.9倍)，理論上說(shuō)，隨著中深層地下水開(kāi)采量的大幅減少，地下水資源應(yīng)該越來(lái)越充盈，逐漸恢復(fù)供水能力，然而實(shí)際情況并非如此，甚至與此相反，本文將詳細(xì)對(duì)山西運(yùn)城中深層地下水資源進(jìn)行研究。

1山西運(yùn)城中深層地下水現(xiàn)狀

山西運(yùn)城全年受季風(fēng)活動(dòng)影響，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候。降雨集中在6～9月，年均降水量500 mm左右。淺層含水層(地表以下60 m內(nèi)的淺水)分布較少，僅萬(wàn)榮縣、稷山縣等幾個(gè)區(qū)縣有較為集中的淺層含水層。中深層含水層(地表以下60～300 m內(nèi)的含水層)按照單井出水量可分為強(qiáng)富水區(qū)(2 000≤Q≤3 000 m3/d)、富水區(qū)(1 000≤Q≤2 000 m3/d)和貧水區(qū)(0≤Q≤1 000 m3/d)。目前，山西運(yùn)城中深層地下水以貧水區(qū)與富水區(qū)為主，其中，貧水區(qū)面積占整個(gè)運(yùn)城面積的59.3%。

2山西運(yùn)城中深層地下水存在的問(wèn)題

2.1水質(zhì)污染

地下水與地表水系統(tǒng)聯(lián)系緊密，組成系統(tǒng)的水網(wǎng)系統(tǒng)，當(dāng)?shù)乇硭约皽\層地下水受到污染時(shí)，顯然，污染物會(huì)快速的擴(kuò)散到中深層地下水，尤其是密度較大的重金屬污染。對(duì)山西運(yùn)城51個(gè)地下水采集點(diǎn)進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)，將檢測(cè)結(jié)果與《國(guó)家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行對(duì)比，并將對(duì)比結(jié)果列于表2。

表2　山西運(yùn)城地下水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果

從表2中可看出，50個(gè)地下水采集點(diǎn)中含有各類(lèi)重金屬元素比例極高，且地下水存在硬水的比例高達(dá)96%，從超標(biāo)率也可看出，最低特征指標(biāo)的超標(biāo)率都高達(dá)24%，可見(jiàn)目前山西運(yùn)城地下水污染較為嚴(yán)重。

2.2降落漏斗問(wèn)題

由于山西運(yùn)城地下水長(zhǎng)期超采、濫采，地下水位下降速度驚人，據(jù)統(tǒng)計(jì)，自上世紀(jì)90年代以來(lái)，山西運(yùn)城地下水位以每年1.5 m的驚人速度下降，在某些降落漏斗中心區(qū)域，該下降速度甚至能達(dá)到2.25 m/a。隨著山西運(yùn)城地下水位不斷下降，地下水降落漏斗面積也迅速增大，截止到2013年，該項(xiàng)特征值已經(jīng)達(dá)到2 100 km2(330 m水位等值線圈)，超過(guò)了全國(guó)94.27%的城市。

2.3地下水超采引起的地表沉降

地下水體是地質(zhì)基礎(chǔ)構(gòu)成的重要組成部分，并且能夠有效填補(bǔ)地基土體縫隙，增加基礎(chǔ)密實(shí)度，提高地基承載力。在山西運(yùn)城多處區(qū)域，由于地下水超采，地下水位嚴(yán)重下降，增大了地基空隙，多處地基已出現(xiàn)沉降與塌陷。由于缺乏更多的地基資料監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，本文無(wú)法分析山西運(yùn)城多處沉降、塌陷的具體原因以及影響比例，但是顯然，由于地下水超采肯定是引起這些事件的主要原因之一。

3山西運(yùn)城中深層地下水保護(hù)式開(kāi)發(fā)對(duì)策

根據(jù)“十二五”重點(diǎn)戰(zhàn)略計(jì)劃，有效保護(hù)、綜合利用、合理開(kāi)發(fā)是當(dāng)前地下水開(kāi)發(fā)的核心戰(zhàn)略思想?；谠搼?zhàn)略發(fā)展規(guī)劃，并根據(jù)山西運(yùn)城中深層地下水的實(shí)際情況，筆者提出了“以地表水供水為主，大力發(fā)展雨水搜集與節(jié)水技術(shù)，地表水、地下水以及可再生水資源聯(lián)合供水”的保護(hù)式開(kāi)發(fā)對(duì)策。

3.1作好中深層地下水的研究與規(guī)劃

對(duì)山西運(yùn)城的地下水資源作詳細(xì)的研究與規(guī)劃，按照各區(qū)域的地下水資源的資源狀況以及開(kāi)采程度，合理劃分為潛在開(kāi)采區(qū)域、一般開(kāi)采區(qū)域、過(guò)度開(kāi)采區(qū)域與重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域。同時(shí)，市水務(wù)部門(mén)與供水部門(mén)應(yīng)根據(jù)實(shí)際供水需求，盡可能規(guī)劃地表水與可再生水資源進(jìn)行主要供水，對(duì)不足部分再用地下水進(jìn)行補(bǔ)充。對(duì)于過(guò)度開(kāi)采區(qū)以及重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域，必須制定嚴(yán)格的防止地下水超采制度，有效遏制地下水位下降，采取回灌、養(yǎng)息等有效措施保證地下水補(bǔ)給，構(gòu)建合理的地下水供給體系。

3.2按質(zhì)供水、合理利用

在對(duì)山西運(yùn)城地下水資源分布、用水需求分布進(jìn)行研究分析的同時(shí)，也應(yīng)詳細(xì)確定山西運(yùn)城水資源質(zhì)量分布、各質(zhì)量層用水需求分布。對(duì)各水層水質(zhì)進(jìn)行分級(jí)，將水質(zhì)好的Ⅰ、Ⅱ類(lèi)地下水優(yōu)先考慮生活供水以及食品加工業(yè)供水，將水質(zhì)稍差的Ⅱ、Ⅲ類(lèi)水作為清潔用水以及普通工業(yè)用水，合理調(diào)度水資源。對(duì)于一些缺水區(qū)域，可將用水消耗量大的企業(yè)、工廠遷至水資源相對(duì)較廣、人均密度相對(duì)稀疏的區(qū)域，對(duì)于一些節(jié)水效率較差、水資源消耗量過(guò)大的企業(yè)，下令整改。

3.3開(kāi)發(fā)節(jié)水技術(shù)

該部分內(nèi)容包括兩塊，一部分是開(kāi)發(fā)節(jié)約用水技術(shù)，減少水資源消耗，另一部分是研究水資源再生措施。

3.3.1開(kāi)發(fā)節(jié)水技術(shù)

加大投資進(jìn)行節(jié)水技術(shù)研發(fā)，并引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)理念、技術(shù)，加大經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)懲力度，實(shí)行節(jié)獎(jiǎng)超罰，降低工業(yè)用水的單位消耗量，降低水資源供給的耗損率，建設(shè)“節(jié)水型城市”。

3.3.2研究水資源再生措施

引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，大力發(fā)展研究雨水搜集、生活用水重復(fù)利用等環(huán)保技術(shù)，減輕地下水供水壓力。對(duì)于相關(guān)技術(shù)企業(yè)，應(yīng)提高政策獎(jiǎng)勵(lì)，鼓勵(lì)環(huán)保技術(shù)發(fā)展。

3.4規(guī)范地下水監(jiān)測(cè)作業(yè)、增大監(jiān)測(cè)力度

目前山西運(yùn)城共有地下水位長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)點(diǎn)138個(gè)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)51個(gè)，水位統(tǒng)測(cè)點(diǎn)368個(gè)，且目前監(jiān)測(cè)均以人工監(jiān)測(cè)為主，且多數(shù)為民用生產(chǎn)井，數(shù)據(jù)測(cè)量頻度較低且存在格式不一致、統(tǒng)計(jì)不規(guī)范等問(wèn)題。因此，筆者建議大規(guī)模引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，既能規(guī)范監(jiān)測(cè)頻率、格式，同時(shí)也能減少人工讀數(shù)誤差，減少人工費(fèi)用。同時(shí)，由于山西運(yùn)城地下水位采集點(diǎn)數(shù)眾多，應(yīng)進(jìn)一步增大監(jiān)測(cè)力度，增加水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，多布設(shè)專(zhuān)用觀測(cè)井，以獲得更為系統(tǒng)、精度更高的山西運(yùn)城地下水資源水質(zhì)、水量的相關(guān)數(shù)據(jù)。

4結(jié)語(yǔ)

山西運(yùn)城市中國(guó)最主要的缺水城市之一，其中深層地下水主要埋藏于地下60～300 m之間。根據(jù)本文分析結(jié)果，目前山西運(yùn)城水質(zhì)污染嚴(yán)重，多處檢測(cè)出鐵、汞、錳等重金屬元素，且超標(biāo)率較高；同時(shí)地下水超采嚴(yán)重，地下水位迅速下降，截止2013年，山西運(yùn)城地下水降落漏斗面積已經(jīng)達(dá)到2 100 km2(330 m等水壓線圈內(nèi))，超過(guò)了全國(guó)94.27%的城市，過(guò)度的超采也影響了地基土承載力，容易引發(fā)地表沉降甚至塌陷。鑒于上述情況，本文提出了“以地表水供水為主，大力發(fā)展雨水搜集與節(jié)水技術(shù)，地表水、地下水以及可再生水資源聯(lián)合供水”的保護(hù)式開(kāi)發(fā)對(duì)策，制定了做好中深層地下水的研究與規(guī)劃，按質(zhì)供水、合理利用，開(kāi)發(fā)節(jié)水技術(shù)，規(guī)范地下水監(jiān)測(cè)作業(yè)、增大監(jiān)測(cè)力度等多項(xiàng)有效措施，以確保地下水降落漏斗不再擴(kuò)大或逐漸收縮，可持續(xù)的保護(hù)、開(kāi)發(fā)利用山西運(yùn)城中深層地下水資源。

參考文獻(xiàn)

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Deep Groundwater Resources Development and Utilization and Protection in Yuncheng Area

YANG Hai-zhen

(Yuncheng hydrology and water resources Survey Bureau，Yuncheng 044000，Shanxi)

Abstract:For Shanxi yuncheng area, the water supply is serious, excessive rely on groundwater, resulting in a decline in groundwater level rapidly, excessive development of groundwater resources. Combining with the related experimental data, a detailed analysis of the current shanxi yuncheng groundwater resource status quo and existing problems, in this context, the author of groundwater protection concepts and advanced technology at home and abroad for reference, combining with the actual situation of shanxi yuncheng groundwater resource, put forward "is given priority to with surface water, developing rainwater collection and water-saving technology, surface water, groundwater and the joint water supply of renewable water resources" protection type development countermeasure, and formulate the specific implementation strategy. Can in order to ensure the drawdown funnel to expand or shrink, no longer sustainable protection, exploitation and utilization of deep groundwater resources in shanxi yuncheng provide reference and reference.

Key words:In the deep groundwater；Drawdown funnel；Environmental protection of water-saving and Water pollution

[收稿日期]2016-01-08

[作者簡(jiǎn)介]楊海珍(1972-)，女，山西萬(wàn)榮人，工程師，主要從事水文水資源管理工作。

[中圖分類(lèi)號(hào)]P641.8

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B

[文章編號(hào)]1004-1184(2016)03-0057-02