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        濰坊市淺層地下水超采區(qū)含水層疏干危害研究

        2022-03-29 11:54:06劉英昊唐培軍徐莉娜王晶凱徐效濤
        地下水 2022年1期
        關(guān)鍵詞:昌邑壽光開采量

        劉英昊,唐培軍,徐莉娜,王晶凱,徐效濤,周 磊

        (1.濰坊市水文中心,山東 濰坊 261061;2.山東省調(diào)水工程運行維護中心昌邑管理站,山東 濰坊 261061)

        地下水是維系山東省區(qū)域生態(tài)環(huán)境的基本要素之一,同時也是人類社會賴以生存和發(fā)展不可替代的自然資源。地下水的可持續(xù)開發(fā)利用是保障飲水安全、糧食安全和生態(tài)安全的重要前提。濰坊北部地區(qū)是山東省重要的工業(yè)基地和糧食基地,伴隨著城鎮(zhèn)化的快速建設(shè),人口急劇膨脹,用水量逐年加大。而由于地表水資源量利用率較低,工農(nóng)業(yè)的用水需求使得人們過度開采地下水,造成地下水位大幅度下降,形成地下水超采區(qū)[1-4]。

        1 水文地質(zhì)條件

        本文以濰坊北部平原為研究區(qū),根據(jù)其地形地貌特征及水文地質(zhì)條件,劃分為濰北山前沖洪積平原和濰北沖洪積平原等兩個水文地質(zhì)單元[5-7]。

        1.1 山前沖洪積平原

        沿膠濟鐵路分布,自南向北,含水層厚度逐漸變薄,由一層變?yōu)槎鄬樱蓾撍饾u過渡為微承壓水,含水層巖性為砂、中粗砂、礫石,單井出水量在500 m3/d以上。補給來源以大氣降水補給為主,其次為洪水期的河流側(cè)滲及南部地下徑流補給。排泄方式以向北部徑流和開采為主。

        1.2 沖積平原

        分布在濰河、彌河及白浪河沖洪積扇的軸部及外圍,含水層巖性為粘質(zhì)砂土、砂質(zhì)粘土、粉砂、中粗砂、卵石等,單井涌水量一般1 000~3 000 m3/d,強富水地段可達5 000 m3/d。大氣降水滲入是該區(qū)的主要補給來源,次為南部沖洪積平原孔隙水徑流補給和河流季節(jié)性滲入補給;北部靠近沿海一帶以大氣降水滲入和海潮補給為主。淺部巖性顆粒細小,徑流遲緩,水交替循環(huán)條件不好,淺層水水質(zhì)差,僅在該區(qū)南部邊緣有淺層淡水零星分布。地下水流向,由南向北或北東向運動,水位埋藏較淺,徑流遲緩,蒸發(fā)為其主要排泄方式,次為鹵水和淡水的開采。地下水與地表水關(guān)系密切,一般為枯排豐補。深層淡水一般埋深50~250 m以下,自南向北埋深增大,地下水承壓自流,受氣象因素影響小。補給來源主要為南部山前地下水經(jīng)深部徑流補給,然后又向北及北東向徑流排泄。

        2 研究區(qū)地下水位動態(tài)特征及其演化

        2.1 孔隙淡水

        本區(qū)孔隙淡水主要受開降雨量的影響,人為開采量次之,富水性一般,隨著開采量的下降,水位應(yīng)該出現(xiàn)回升,但是同時最近幾年由于降雨量的減少,逼近歷史最低值,地下水沒有得到補充,水位出現(xiàn)了下降趨勢,降水因素影響大于地下水開采影響,如果未來幾年降雨量持續(xù)下降,本區(qū)孔隙水依然會出現(xiàn)下降的趨勢。

        2.2 鹵(咸)水

        壽光北部、寒亭北部、昌邑北部從2007年開始,地下水開采量明顯減少,水位出現(xiàn)回升,本區(qū)富水性強,隨著降雨量的減少,開采量的下降,水位出現(xiàn)回升趨勢,人為地下水開采影響大于降雨因素影響,如果未來幾年,控制本區(qū)的地下水開采量,水位能恢復(fù)到平衡狀態(tài)。

        3 地下水超采漏斗動態(tài)變化特征

        早在上世紀(jì)八十年代初期,位于濰北平原的壽光市、濰坊市、寒亭區(qū)及昌邑市等地就因地下水超采出現(xiàn)了地下水降落漏斗。從本區(qū)多年地下水動態(tài)觀測資料可以看出,比較大的地下水降落漏斗有牛頭鎮(zhèn)—壽光、留呂、濰寒、昌邑前四個漏斗。各漏斗詳細情況及變化狀況分述如下:

        3.1 牛頭鎮(zhèn)—壽光漏斗

        位于壽光市以北的牛頭鎮(zhèn)—壽光一帶,該漏斗自1983年即已形成,當(dāng)時漏斗中心最大水位埋深4.24 m,最低水位標(biāo)高-0.62 m。以-10.0 m線圈閉,呈北西—南東向展布。漏斗形狀為一向西北方張開的半橢圓形,漏斗面積為160.0 km2。

        該漏斗自形成至今,形狀及展布方向基本沒變,隨漏斗內(nèi)各部位開采量的不同,中心點時有位移,2016年,豐水期漏斗中心水位-27.38 m,漏斗以-12.0 m線封閉,面積29.02 km2。近幾年該漏斗基本穩(wěn)定,面積變化不大(圖1)。

        圖1 牛頭漏斗1983-2016年漏斗面積演變圖

        3.2 留呂漏斗

        位于壽光市留呂一帶,自1983年形成,當(dāng)時漏斗中心為017點,最大水位埋深10.68 m,最低水位標(biāo)高-1.71 m,漏斗以0 m線圈閉,形狀為一略向西北擴展的不規(guī)則圓形,面積110.0 km2。

        該漏斗自1995-2000年,中心點每年都有位移,漏斗面積時大時小,形狀及展布方向上無大的變化。2000年最大水位埋深35.00 m,最低水位標(biāo)高-25.20 m,面積261.0 km2。2016年豐水期漏斗中心水位-34.65 m,漏斗以0 m封閉,面積為108.11 km2(圖2)。

        圖2 留呂漏斗1983-2016年漏斗面積演變圖

        3.3 濰寒漏斗

        該漏斗位于濰坊市城區(qū)以東的濰寒水源地內(nèi),自1983年形成,當(dāng)時漏斗中心最大水位埋深26.03 m,最低水位標(biāo)高-1.58 m,漏斗以0 m線圈閉,面積24.0 km2,形狀為一近南北向展布的似橢圓形。該漏斗自八十年代中后期至今,因集中開采位置沒變,漏斗中心一直位于寒亭區(qū)東寺村。2016年豐水期漏斗中心水位為-7.49 m,漏斗以0 m線封閉,面積為5.66 km2(圖3)。

        圖3 濰寒漏斗1983-2016年漏斗面積演變圖

        3.4 昌邑漏斗

        該漏斗位于昌邑市城區(qū)周邊,自1984年形成,漏斗中心位置最大水位埋深8.59 m,水位標(biāo)高最低為-2.02 m,以0 m等水位線圈閉,形狀為一近南北向展布的長圓形,漏斗面積170.2 km2。自1993年開始,昌邑市由第二水源地供水。漏斗面積逐年減小,1996年時達到最小值約65.5 km2,但因工農(nóng)業(yè)用水量增大,漏斗面積逐年增大。2016年豐水期漏斗中心水位為-28.84 m,以0 m等值線線封閉的漏斗面積為125.38 km2(圖4)。

        圖4 昌邑漏斗1983-2016年漏斗面積演變圖

        4 含水層疏干危害程度分析

        為查明昌邑、寒亭和壽光淺層地下水超采區(qū)因水位下降造成的含水層疏干情況,在各超采區(qū)內(nèi)選擇典型井進行抽水試驗。根據(jù)以往2012年的抽水試驗成果,選擇與典型井處于同一水文地質(zhì)單元且井深相近的井的資料進行綜合分析研究。根據(jù)研究結(jié)果,淺層地下水超采區(qū)因水位下降造成的含水層疏干,及由此引起的單井出水量減少的危害程度,可以用最大涌水量隨含水層疏干厚度的變化程度D來表示(表1)。

        表1 超采區(qū)典型井水文參數(shù)統(tǒng)計表

        5 結(jié)語

        (1)濰坊市是一座缺水城市,地下水開采量大,地下水動態(tài)變化受多種因素綜合影響,主要影響因素是降水和人工開采。

        (2)1983年時,研究區(qū)最低水位-1.71 m,全區(qū)漏斗面積176.06 km2;至2000年,由于北部形成了大的漏斗群帶,全區(qū)漏斗面積達1 405.4 km2,至2016年時,全區(qū)最低水位為-34.65 m,全區(qū)各漏斗向著逐漸恢復(fù)、減少的趨勢發(fā)展。

        (3)通過研究可知,壽光地區(qū)因地下水超采造成含水層疏干危害程度最嚴(yán)重,昌邑地區(qū)次之,寒亭地區(qū)較輕。

        (4)建議嚴(yán)格執(zhí)行最嚴(yán)格水資源管理制度,實施開采總量控制,進一步健全監(jiān)測體系,完善監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),加強農(nóng)業(yè)工業(yè)節(jié)水及雨洪水高效利用,以實現(xiàn)水資源開持續(xù)開發(fā)利用,促進經(jīng)濟社會發(fā)展。

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