，，

(山東省地礦局第三水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，山東 兗州 272100)

地下水是水資源的重要組成部分，是人類賴以生存和發(fā)展的寶貴的、不可取代的自然資源[1]。我國(guó)的地下水資源量約占全國(guó)水資源量的1/3，其中，北方地區(qū)(占全國(guó)總面積的64%)地下水資源量為2 458億 m3，約占全國(guó)地下水資源量的30%[2]。作為我國(guó)北方的文化大省和經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省，山東省優(yōu)質(zhì)地下水資源的評(píng)價(jià)研究對(duì)地區(qū)社會(huì)穩(wěn)定、水資源保護(hù)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

近年來(lái)，隨著人口的增加和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，山東省地下水環(huán)境問(wèn)題日漸突出[3-14]，主要表現(xiàn)為水質(zhì)型缺水和水源型缺水兩方面。

(1)水質(zhì)型缺水

包括人為水質(zhì)型缺水和天然水質(zhì)型缺水兩方面。人為水質(zhì)型缺水是指在人類活動(dòng)影響下，地下水各組分含量逐漸增加，導(dǎo)致局部地區(qū)地下水水質(zhì)不符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，如大武水源地現(xiàn)狀[15]；天然水質(zhì)型缺水是指在天然狀態(tài)下，由于水巖相互作用以及其他水文地球化學(xué)反應(yīng)的影響，地下水水質(zhì)不符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，如魯西南地區(qū)地氟病現(xiàn)象[16]。

(2)水源型缺水

水源型缺水是指由于地形地貌、地層巖性以及地質(zhì)構(gòu)造等的影響，地下水富水性差，從而造成區(qū)域上缺水的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在魯東低山丘陵變質(zhì)巖、火成巖分布區(qū)及沂蒙山區(qū)變質(zhì)巖、火成巖、碳酸鹽巖低山丘陵區(qū)。

基于此，為評(píng)價(jià)研究山東省優(yōu)質(zhì)地下水資源現(xiàn)狀，結(jié)合山東省不同地區(qū)地下水環(huán)境背景差異，魯中南和魯東低山丘陵區(qū)，將水質(zhì)符合國(guó)土資源部2015年發(fā)布的《地下水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(DZ/T0290--2015)Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)的地下水作為優(yōu)質(zhì)地下水資源；魯西北平原區(qū)，地下水水質(zhì)背景較差，根據(jù)現(xiàn)狀用水狀況，將TDS小于2 g/L、其它水質(zhì)指標(biāo)符合Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)的地下水，納入本次工作研究范圍。

富水地段是指含水層空間發(fā)育、富水性強(qiáng)，地下水補(bǔ)給、匯集條件較好，適宜集中開(kāi)采的地段。一般發(fā)育在地形地貌和補(bǔ)給條件有利、且分布區(qū)域性主要含水巖層的區(qū)域或區(qū)段。魯東地區(qū)，以剩余開(kāi)采量為標(biāo)準(zhǔn)，將剩余開(kāi)采量大于3 000 m3/d的范圍圈定為富水地段；省內(nèi)其他地區(qū)，將剩余開(kāi)采量大于5 000 m3/d的范圍圈定為富水地段。地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性及地形地貌組合，決定了地下水的補(bǔ)徑排蓄條件和賦存、富集特征，不同的地層巖性直接決定不同地下水類型富水地段。魯西北平原由黃河沖積平原和山前沖洪積平原兩部分組成，地下水類型以孔隙水為主；魯中南中低山丘陵處于魯西北平原與沂沭斷裂帶之間，廣泛分布碳酸鹽巖，地下水類型以巖溶水為主；魯東低山丘陵為沂沭斷裂帶以東的低山丘陵區(qū)，廣泛分布變質(zhì)巖、巖漿巖和碎屑巖，山間平原分布沖洪積層，地下水類型主要為孔隙水和裂隙水。

1 數(shù)據(jù)獲取

在充分收集利用山東省17地市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)資料的基礎(chǔ)上，主要進(jìn)行水化學(xué)測(cè)試和抽水試驗(yàn)等原始數(shù)據(jù)獲取方法。

水化學(xué)分析的測(cè)試是在山東省魯南地質(zhì)工程勘察院甲級(jí)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心運(yùn)用火焰光度計(jì)和紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)試完成的。取樣之前，先觀察記錄其顏色、氣味等物理指標(biāo)，再用便攜式水質(zhì)分析儀測(cè)試其pH、EH、TEP、TDS和電導(dǎo)率等指標(biāo)，用待采水對(duì)2 L聚乙烯瓶進(jìn)行2～3次潤(rùn)洗，采樣完成后保證取樣瓶?jī)?nèi)不留氣泡并密封保存，用野外記號(hào)筆對(duì)其編號(hào)并注明取樣日期、取樣地點(diǎn)和化驗(yàn)項(xiàng)目，HCO3-含量是取樣之后24 h之內(nèi)用滴定法測(cè)定的。

富水性是通過(guò)開(kāi)展簡(jiǎn)易抽水試驗(yàn)獲得的。抽水開(kāi)始前，觀測(cè)其靜止水位，開(kāi)泵初期1 h進(jìn)行水位、水量加密觀測(cè)，其后每隔30 min觀測(cè)一次，抽水靜止后觀測(cè)恢復(fù)水位，直到完全恢復(fù)自然狀態(tài)為止；水位觀測(cè)采用電測(cè)水位計(jì)，出水量使用水表或TDS-100H超聲波流量計(jì)計(jì)量；抽水結(jié)束后，及時(shí)進(jìn)行觀測(cè)資料整理，繪制了水位降深、出水量隨抽水時(shí)間的變化過(guò)程曲線、單位涌水量與水位降深關(guān)系曲線，計(jì)算含水層水文地質(zhì)參數(shù)。抽水試驗(yàn)全程由水文地質(zhì)技術(shù)人員親自參與完成，觀測(cè)、記錄數(shù)據(jù)真實(shí)、可靠，水位、水量穩(wěn)定延續(xù)時(shí)間符合要求，取得了反映含水層客觀富水性的試驗(yàn)資料，滿足了區(qū)域含水巖組富水性分析和部分水文地質(zhì)參數(shù)計(jì)算要求。

2 評(píng)價(jià)流程

2.1 水質(zhì)評(píng)價(jià)

選擇表1所示29項(xiàng)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)因子，采用《地下水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中推薦的“單指標(biāo)評(píng)價(jià)法”，先進(jìn)行單指標(biāo)評(píng)價(jià)確定特定指標(biāo)地下水水質(zhì)類別，然后按其評(píng)價(jià)結(jié)果的最高類別確定地下水的水質(zhì)類別。

表1 地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)因子表

通過(guò)分析收集及新采集的529個(gè)地下水樣品發(fā)現(xiàn)，25個(gè)樣品符合地下水Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)，占4.73%；130個(gè)符合Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)，占24.57%；107個(gè)符合Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，占20.23%；131個(gè)屬于Ⅳ類水，占24.76%；136個(gè)屬于Ⅴ類水，占25.71%。水樣超標(biāo)率達(dá)50.47%，主要超標(biāo)水點(diǎn)集中分布于魯西北地區(qū)，優(yōu)質(zhì)水主要分布在魯中南山區(qū)和魯東低山丘陵區(qū)。

2.2 可開(kāi)采量計(jì)算

2.2.1 水源地可開(kāi)采量計(jì)算

水源地可開(kāi)采量的計(jì)算主要用到水量均衡法(如清泥溝水源地、羊里水源地和望城水源地等)、數(shù)值法(如孔村水源地、桓臺(tái)水源地、劉征水源地和沭河水源地等)和補(bǔ)償疏干法(如大南鋪水源地、濰寒水源地和大沽夾河水源地等)等方法，各計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

2.2.2 富水地段可開(kāi)采量計(jì)算

富水地段可開(kāi)采量是在充分開(kāi)展水文地質(zhì)基礎(chǔ)工作的基礎(chǔ)上，用水量均衡法及水位動(dòng)態(tài)法(如麻蘭富水地段、馬牧池富水地段、姚店子富水地段、泉頭富水地段和稅郭富水地段等)計(jì)算獲取的。

2.3 實(shí)際開(kāi)采量計(jì)算

主要統(tǒng)計(jì)了各水源地實(shí)際開(kāi)采量、工礦企業(yè)生產(chǎn)生活用水開(kāi)采量、農(nóng)業(yè)灌溉用水開(kāi)采量以及農(nóng)村分散式用水開(kāi)采量。

各水源地實(shí)際開(kāi)采量和工礦企業(yè)生產(chǎn)生活用水開(kāi)采量在山東省17地市地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)站及水利主管部門獲取；農(nóng)業(yè)灌溉用水開(kāi)采量和農(nóng)村分散式用水開(kāi)采量的獲取是在野外實(shí)際調(diào)查資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)灌溉面積、灌溉定額以及人口數(shù)量、人均定額計(jì)算獲取。

2.4 開(kāi)采程度評(píng)價(jià)

在計(jì)算可開(kāi)采量和實(shí)際開(kāi)采量的基礎(chǔ)上，按照《水文地質(zhì)調(diào)查規(guī)范(1:50 000)》(DZ/T0282—2015)規(guī)定方法，進(jìn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算和開(kāi)采程度分級(jí)，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。計(jì)算公式為：

式中：Q潛為地下水開(kāi)采潛力，(m3/d)；Q可為地下水可開(kāi)采資源量，(m3/d)；Q開(kāi)為地下水實(shí)際開(kāi)采量，(m3/d)；β為地下水開(kāi)采程度。

表2 地下水開(kāi)采程度分級(jí)表

分析發(fā)現(xiàn)，具開(kāi)采潛力地區(qū)主要分布在魯中南、魯東及魯北地區(qū)的山前平原區(qū)、沿黃地帶。以水文地質(zhì)區(qū)來(lái)看，魯西北平原區(qū)優(yōu)質(zhì)地下水開(kāi)采潛力為7.51×108m3/a，魯中南中低山丘陵區(qū)地下水開(kāi)采潛力為23.63×108m3/a，魯東低山丘陵區(qū)開(kāi)采潛力為9.81×108m3/a；以行政區(qū)來(lái)看，臨沂市、煙臺(tái)市剩余可采資源量較大，分別達(dá)到了9.62×108m3/a、6.43×108m3/a，東營(yíng)市最小，開(kāi)采潛力僅為0.03×108m3/a。

3 綜合評(píng)價(jià)

在綜合考慮水質(zhì)和開(kāi)采潛力的基礎(chǔ)上，共圈定富水地段及具開(kāi)采潛力水源地88處，其中富水地段28處，具開(kāi)采潛力水源地60處，見(jiàn)表3。

表3 水文地質(zhì)亞區(qū)優(yōu)質(zhì)地下水富水地段/水源地開(kāi)采潛力評(píng)價(jià)表 104 m3/d

續(xù)表3

續(xù)表3

注：表中加黑字體為有潛力水源地，其它為新增富水地段

由上述可知，全省88處新圈定富水地段及具開(kāi)采潛力水源地地下水允許開(kāi)采資源量為339.099×104m3/d，其中孔隙水富水地段(水源地)26處，允許開(kāi)采量135.516×104m3/d，裂隙水富水地段10處，允許開(kāi)采量18.49×104m3/d，巖溶水富水地段52處，允許開(kāi)采量185.098×104m3/d。富水地段剩余開(kāi)采量為184.095×104m3/d，其中孔隙水剩余開(kāi)采量為57.342×104m3/d，裂隙水剩余開(kāi)采量11.62×104m3/d，巖溶水剩余開(kāi)采量為115.133×104m3/d。Ⅰ～Ⅱ類水剩余開(kāi)采量42.36×104m3/d，Ⅲ類水剩余開(kāi)采量141.735×104m3/d。全省優(yōu)質(zhì)地下水富水地段(水源地)剩余開(kāi)采量可滿足一千余萬(wàn)人生活飲用需求，應(yīng)急情況下富水地段(水源地)允許開(kāi)采量為434.299×104m3/d，應(yīng)急開(kāi)采潛力為279.295×104m3/d，可解決兩千余萬(wàn)人生活用水困難。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)山東省水質(zhì)超標(biāo)率達(dá)50.47%，主要超標(biāo)水點(diǎn)集中分布于魯西北地區(qū)；優(yōu)質(zhì)水占49.53%，主要分布在魯中南山區(qū)和魯東低山丘陵區(qū)。

(2)新圈定優(yōu)質(zhì)地下水富水地段及有開(kāi)采潛力水源地共計(jì)88處，評(píng)價(jià)優(yōu)質(zhì)地下水允許開(kāi)采量184.095×104m3/d，可滿足一千余萬(wàn)居民生活用水需求。