韓玉英

(山東省地礦工程勘察院，山東 濟(jì)南　250014)

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山東半島海岸帶南段主要富水地段地下水資源開發(fā)利用潛力分析

韓玉英

(山東省地礦工程勘察院，山東 濟(jì)南250014)

摘要：對山東半島海岸帶南段主要富水地段地下水資源潛力進(jìn)行了分析，采用地下水資源潛力系數(shù)公式計(jì)算分析各地段的開采程度，判定其開采潛力。區(qū)內(nèi)9個(gè)富水地段平均潛力系數(shù)1.43，地下水開采潛力大。但為了保證水源地的供水安全，提出了相應(yīng)的保護(hù)對策。

關(guān)鍵詞：海岸帶；地下水資源；潛力分析；山東半島

引文格式：韓玉英.山東半島海岸帶南段主要富水地段地下水資源開發(fā)利用潛力分析[J].山東國土資源，2016,32(6)：46-50.HAN Yuying. Analysis on Groundwater Resources Development and Utilization Potentiality of the Water-Rich Areas in Southern Coastal Zones in Shandong Peninsula [J].Shandong Land and Resources, 2016,32(6)：46-50.

山東半島海岸帶南段位于膠東半島東部沿海地帶，以日照嵐山區(qū)汾水鎮(zhèn)—威海榮成成山衛(wèi)的黃海南部海岸線為界，包括陸域和海域2部分，總面積15 890 km2。海岸帶南段陸域主要包括日照東港區(qū)、嵐山區(qū)和青島市南區(qū)、市北區(qū)、四方區(qū)、嶗山區(qū)、李滄區(qū)、黃島區(qū)、城陽區(qū)、即墨市、膠州市、膠南市以及威海榮成市、文登市、乳山市等部分行政區(qū)范圍。從水文地質(zhì)條件分析，主要富水地段有日照市付疃河、繡針河水源地，青島市大沽河、白沙河、洋河、王戈莊河、吉利河水源地，威海市乳山河乳山寨水源地、老母豬河林村水源地。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，工農(nóng)業(yè)用水日趨增加，地下水水資源開發(fā)利用和供需矛盾日趨突出。因此，摸清區(qū)內(nèi)富水地段的地下水開發(fā)利用潛力，有利于實(shí)現(xiàn)區(qū)域地下水資源的可持續(xù)開發(fā)利用[1-3]。

1富水地段水文地質(zhì)特征

調(diào)查區(qū)地處膠東半島東部沿海，地下水資源相對貧乏，具有實(shí)際供水意義的富水地段全部為沿海河流中下游孔隙水水源地，主要水源地分布見圖1。其水文地質(zhì)特征分述如下*山東省地礦工程勘察院，山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)1∶10萬水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查報(bào)告，2011年。：

圖1　主要水源地分布圖

1.1日照市兩城河、付疃河、繡針河水源地

日照市富水地段主要集中在付疃河、繡針河中下游地區(qū)，是城市供水的主要水源地，其中以付疃河供水意義最大。

付疃河水源地以第四系沖積—沖洪積層孔隙水為主，地下水主要賦存于沖積—沖洪積下部的中粗砂及砂礫石層中，主要以大氣降水、河流側(cè)滲及上游水庫放水滲漏補(bǔ)給為主。河谷地帶富水性較強(qiáng)，單井出水量1 000～3 000 m3/d，兩側(cè)逐漸變差，由500～1 000 m3/d至小于500 m3/d。地下水水化學(xué)類型，在空間分布上自上游—下游呈由簡單—復(fù)雜的變化規(guī)律，地下水類型由HCO3-Ca向HCO3·Cl-Ca·Na型過渡，礦化度一般小于1g/L。

繡針河水源地位于嵐山區(qū)繡針河中下游，地貌為山間河谷。水源地補(bǔ)給來源為大氣降水及河流側(cè)滲。含水層巖性以含礫中粗砂為主，透水性、富水性較好，單井涌水量500～1 000 m3/d，水位埋深3～4.5 m，年變幅2.5 m左右。地下水類型為HCO3·Cl-Ca·Mg型，礦化度小于1g/L。

1.2青島市大沽河水源地

大沽河水源地為青島市區(qū)主要供水水源地。地下水主要以大氣降水、河流側(cè)滲為主，含水砂層分布面積大，有利于地下水的賦存。含水層巖性主要為中粗砂、中細(xì)砂及砂礫石，砂層厚2～8 m，單井出水量1 000～3 000 m3/d，河道邊緣砂層減小到5 m左右，單井出水量500～1 000 m3/d。該富水地段淺層孔隙水與海水聯(lián)系密切，水化學(xué)不穩(wěn)定，水化學(xué)類型以HCO3·SO4-Na型水為主。

1.3白沙河—城陽河水源地

水源地位于白沙河—城陽河河谷地帶及兩河間沖洪積平原，大氣降水、河流側(cè)滲為其主要補(bǔ)給來源。下伏地層為白堊系下統(tǒng)青山群、王氏群及少量嶗山花崗巖，均為不透水層界面，上覆第四系上更新世—全新世沖積、沖洪積等多成因類型的松散堆積物，賦存孔隙潛水及微承壓水。該層多為雙層結(jié)構(gòu)，平均厚度18m，表層為粘性土層，底層以卵石、砂礫石及中粗砂為主，含水層厚度一般8～10 m，最厚可達(dá)15m，單井涌水量在1 000～3 000 m3/d以上。水化學(xué)類型為HCO3·Cl-Na型。

1.4洋河水源地

含水層分布受古河道主流帶控制，底部為含礫泥質(zhì)中粗砂，分選性差，個(gè)別地段含泥質(zhì)成分較多，富水性較差，中上部為中粗砂、粗中砂、細(xì)中砂互層并夾粉細(xì)砂或粘質(zhì)砂土。以中粗砂為主的強(qiáng)富水區(qū)含水層上覆粉土質(zhì)粘質(zhì)砂土，滲透系數(shù)2.67～4.33 m/d，滲透性較強(qiáng)，有利于接受大氣降水滲入和灌溉水的回滲補(bǔ)給。該區(qū)臨近現(xiàn)代河床，河水與地下水聯(lián)系密切，有利于接受河水的側(cè)向補(bǔ)給。因所處地理位置不同，地下水水化學(xué)類型上游地帶為HCO3-Ca型水或Cl·HCO3-Ca型水，礦化度小于0.5g/L。下游地帶臨近膠洲灣，水質(zhì)漸差，水化學(xué)類型為HCO3·Cl-Na型或HCO3·Cl-K·Na型水，礦化度為0.5～1g/L。

1.5威海乳山河乳山寨富水地段

地下水賦存于松散巖孔隙中，松散層堆積厚度8～18 m，含水層巖性為中、粗砂，含水層厚度3～6 m，單井涌水量河谷地帶一般1 000～3 000 m3/d，兩側(cè)為500～1 000 m3/d。地水化學(xué)類型為HCO3·Cl-Na·Mg型。地下水的補(bǔ)給來源為大氣降水入滲、農(nóng)田灌溉回滲、側(cè)向徑流補(bǔ)給和河流滲漏，接受補(bǔ)給的地下水沿河流方向自北向南徑流，地下水的排泄方式為人工開采和向下徑流排泄。

1.6文登市老母豬河林村水源地

地下水賦存于河流沖積而成的松散巖孔隙中，滲透性好，地下水類型為孔隙潛水和微承壓水，主要接受大氣降水和上游潛水的越流補(bǔ)給。松散層堆積厚度6～20 m，含水層巖性為中粗砂及礫石，厚度3～13 m，呈一元結(jié)構(gòu)和二元結(jié)構(gòu)，中部見淤泥質(zhì)透鏡體，地下水為孔隙潛水和微承壓水，單井涌水量500～1 000 m3/d或1 000～3 000 m3/d。地下水質(zhì)量較好，各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。水化學(xué)類型為Cl·HCO3-Ca·Na和HCO3·Cl-Ca·Na型。

2富水地段地下水資源計(jì)算

富水地段主要分布在較大型河流沖洪積河谷及山前(濱海)平原區(qū)，地下水類型為松散巖類孔隙水，地下水資源量計(jì)算選取了區(qū)內(nèi)資料較豐富、數(shù)據(jù)較齊全的典型富水地段或水源地開展資源量復(fù)核，復(fù)核過程根據(jù)已有數(shù)據(jù)情況選擇均衡法、模數(shù)法、數(shù)值法、開采抽水法等計(jì)算方法。

根據(jù)收集的資料、成果，對部分資料較豐富、數(shù)據(jù)較齊全的典型富水地段開展資源量復(fù)核，概算后進(jìn)行匯總(表1)。計(jì)算結(jié)果表明，全區(qū)現(xiàn)有10個(gè)富水地段中地下水可采資源總量為72.89×104m3/d，其中可采資源量大于15×104m3/d的只有大沽河中下游富水地段，可建特大型供水水源地；可采資源量(5～15)×104m3/d可建大型供水水源地的富水地段有5個(gè)，分別是付疃河下游、白沙河中下游、白馬河-吉利河、王戈莊河、黃壘河下游、老母豬河下游等；其余富水地段可采資源量(1～5)×104m3/d，可建中型供水水源地。

表1　富水地段地下水資源量概算匯總

3富水地段地下水資源潛力分析

根據(jù)山東半島海岸帶南段地下水富水地段的分布情況，結(jié)合計(jì)算結(jié)果和其他資料，將部分典型富水地段地下水資源量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(表2)。表中“地段”為富水地段名稱；“面積”為富水地段面積，單位為“km2”；可采模數(shù)為可開采資源量模數(shù)，單位為“萬m3/km2·a”；“可采量”和“實(shí)采量”分別指復(fù)核評價(jià)的可開采資源量和2010—2013年調(diào)查統(tǒng)計(jì)的實(shí)際開采資源量，“可增采”指可增加開采資源量，為“可采量”和“實(shí)采量”之差值，該三量單位均為“萬m3/d”；“潛力”指地下水資源潛力，即地下水資源在開發(fā)利用的現(xiàn)狀條件下，尚可挖掘的供水潛力，以潛力系數(shù)表示；水位動(dòng)態(tài)曲線取典型觀測點(diǎn)2000—2011年水位數(shù)據(jù)繪制成圖。

地下水資源潛力系數(shù)公式：α=Q開資/Q開采[4]

式中：α為地下水潛力系數(shù)；Q開資為開采層的可開采資源量；Q開采為富水地段的實(shí)際開采量。

按照地下水潛力系數(shù)進(jìn)行潛力分級：α<1為無地下水潛力；1≤α<1.2為地下水潛力一般；1.2≤α<1.4為地下水潛力較大；α≥1.4為地下水潛力大。

由表2和圖2、圖3可以看出，區(qū)內(nèi)9個(gè)富水地段地下水可采資源總量67.41×104m3/d，實(shí)際開采總量45.73×104m3/d，可増采總量21.68×104m3/d，平均潛力系數(shù)1.43。各富水地段中地下水資源潛力系數(shù)差異較大，介于0.93～8.72之間。其中吉利河潛力系數(shù)最大為8.72，可采資源量為5.06×104m3/d，實(shí)際開采量0.58×104m3/d，目前基本處于未開采階段。地下水資源潛力大的富水地段還有青島市白沙河、洋河和威海市乳山河、黃壘河及母豬河等；日照市付疃河下游富水地段潛力系數(shù)為1.38，屬于地下水資源潛力較大；青島大沽河中下游地下水資源潛力系數(shù)為1.03，屬于潛力一般；日照市繡針河目前處于超采狀態(tài)，潛力系數(shù)0.93，屬無潛力區(qū)[5]。

4水源地地下水優(yōu)化配置方案

根據(jù)當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)特征，青島市大沽河水源地針對儲(chǔ)水層厚度較薄*青島海洋地質(zhì)研究所，青島市地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)和生態(tài)與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展調(diào)查研究報(bào)告，2006年。，分布面廣的特點(diǎn)，地下水開采方式采用局部相對集中開采與面上分散開采相結(jié)合的方式，在現(xiàn)代河床之下修筑取水工程效果比較理想；白沙河-城陽河水源地采用面上分散開采的方式，井型以大口徑管井為宜，下游地段不宜長期開采，以免引發(fā)海水入侵；洋河水源地第四系厚度小，含水層較薄，調(diào)蓄能力差，應(yīng)沿洋河古河道主流帶和現(xiàn)代河床附近以井排方式布置開采井；威海市老母豬河水源地、乳山河乳山寨富水地段可采用傍河大口井、河灘滲井或水平集水管方式開采。

表2富水地段地下水資源潛力分析

圖2　各富水地段地下水資源調(diào)查評價(jià)柱形圖

圖3　各富水地段地下水資源潛力餅圖

5水源地地下水保護(hù)對策

為了切實(shí)保證水源地地下水的供水安全，提出如下對策：

(1)加強(qiáng)水源地開采管理。水資源管理機(jī)構(gòu)應(yīng)統(tǒng)一負(fù)責(zé)水資源的規(guī)劃、調(diào)度和保護(hù)，建立健全管理制度，實(shí)現(xiàn)地下水資源的有序開采。

(2)調(diào)整優(yōu)化開采布局。建立地下水水質(zhì)、水量監(jiān)測網(wǎng)，進(jìn)行地下水環(huán)境動(dòng)態(tài)長期觀測，對于開采強(qiáng)度過大，引發(fā)了一系列環(huán)境地質(zhì)問題的地段，應(yīng)進(jìn)一步調(diào)整優(yōu)化開采布局；對于曾出現(xiàn)過地下水降落漏斗的地段，應(yīng)限制開采強(qiáng)度。

(3)沿海地段防止海水入侵。建設(shè)地下防滲墻，遏制海水入侵。

(4)植樹造林，綠化環(huán)境。搞好植樹造林，促進(jìn)水土保持，防止水土流失，涵養(yǎng)水分，改善自然環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐軍祥，康鳳新.山東省地下水資源可持續(xù)開發(fā)利用研究[M].北京：海洋出版社，2001.

[2]張妍，尚金成，于相毅.吉林省水資源可持續(xù)利用研究[J].水科學(xué)進(jìn)展，2003，14(4)：489-493.

[3]Swift D J P. Coastal erosion and transgressive stratigraphy[J]. The Journal of Geology, 1968, (76): 444-456.

[4]馬龍，馮超臣.菏澤黃泛平原地區(qū)淺層地下水資源持續(xù)開發(fā)利用潛力分析[J].山東國土資源，2014,30(2)：43-46.

[5]徐建國，衛(wèi)政潤，張濤，等.環(huán)渤海山東地區(qū)淺層地下水資源潛力分析及利用對策[J].地質(zhì)調(diào)查與研究，2004，27(3)：203-207.

Analysis on Groundwater Resources Development and Utilization Potentiality of the Water-Rich Areas in Southern Coastal Zones in Shandong Peninsula

HAN Yuying

(Shandong Geo-engineering Exploration Institute，Shandong Jinan 250014，China)

Abstract:Groundwater resource potentiality in main water-rich areas in southern coastal zones in Shandong Peninsula has been analyzed. By using groundwater resource potentiality coefficient, exploitation degree in different areas have been calculated. Average potentiality coefficient of 9 water rich areas is 1.43. It proved that groundwater exploitation potentiality is great. But in order to ensure the safety of water supply area, corresponding protection measures should be carried out.

Key words:Coastal zones；groundwater resource；potentiality analysis; Shandong Peninsula

收稿日期：2015-08-14；

修訂日期：2016-02-15；編輯：王敏

作者簡介：韓玉英(1977—)，女，山東濰坊人，工程師，主要從事水工環(huán)地質(zhì)工作；E-mail:hanyuy@126.com

中圖分類號(hào)：P641.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B