德州市德城區(qū)地下水現(xiàn)狀分析及保護(hù)對(duì)策

潘立云　傅　靜　紀(jì)　如

摘要：文章分析了德城區(qū)淺、深層地下水漏斗區(qū)逐年發(fā)展動(dòng)態(tài)和現(xiàn)狀。闡述了造成淺、深層地下水超采、地下水漏斗區(qū)逐年增大以及形成地面沉降的主要原因及其危害，指出了只有提高水危機(jī)意識(shí)，廣泛宣傳有關(guān)水資源保護(hù)知識(shí)，遵循“多年調(diào)節(jié)、采補(bǔ)失衡”的科學(xué)原則，加強(qiáng)水資源統(tǒng)一管理和調(diào)度。才能保護(hù)和合理地利用地下水資源。

關(guān)鍵詞：地下水；現(xiàn)狀分析；保護(hù)對(duì)策；德州市

中圖分類號(hào)：P641

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-2374(2009)04-0150-02

一、基本情況

1.氣候氣象。德城區(qū)位于德州市的西北部，面積539km²，屬于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，具有溫度適宜、光照充足、四季分明的特點(diǎn)。由于受季風(fēng)氣候影響，降雨具有顯著的季節(jié)性，且時(shí)空分布不均，年內(nèi)降雨量70％以上集中于汛期。1—5月多年平均降雨量81.4mm；6～9月多年平均降雨量414.4min，占全年降雨量的76％；10～12月多年平均降雨量49.2mm。多年平均水面蒸發(fā)量1270.6mm，蒸發(fā)量是降雨量的2.28倍。由于降雨總量不足，降雨季節(jié)分配不均，導(dǎo)致德城區(qū)水資源奇缺，市區(qū)供水為深層地下水和黃河水。

2.水文地質(zhì)。德城區(qū)地層主要是巨厚的第四系松散沉積物，松散巖類孔隙水豐富，主要含水層組可劃分為三層。第一含水層組：埋深0～60米，含水層底板埋深30～50米，厚10～20米，該層地下水稱為淺層地下水，主要用于農(nóng)業(yè)灌溉及農(nóng)村生活用水；第二含水層組：埋深60—200米，含水層厚度20米左右，該層地下水稱為中層微承壓咸水，利用價(jià)值不大；第三含水層組：埋深200～500米內(nèi)的地下淡水，含水層厚度15～40米，本層為深層地下水，單井出水量大，主要用于工業(yè)及居民生活用水。

二、淺層地下水動(dòng)態(tài)分析

1.動(dòng)態(tài)變化。根據(jù)2007年德城區(qū)地下水觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì)分析，1～3月份地下水水位變化較小，從春灌開始至5月底，淺層地下水水位急劇下降，地下水埋深降至年內(nèi)最低點(diǎn)9.08m。隨著汛期降水補(bǔ)給量的增加，地下水水位逐漸回升，至年底回升到次年最高點(diǎn)。

2.地下水動(dòng)態(tài)變化。從1975—1993年德城區(qū)地下水埋深年際變幅較小，埋深在2.46～2.77m之間波動(dòng)。1994年～2000年埋深呈逐年下降趨勢(shì)降幅較大，到2000年埋深降至5.18m。2001.2004年埋深年際變幅較小，地下水年平均埋深在6m以內(nèi)。自2004年后德城區(qū)淺層地下水位急劇下降，由于2006年降雨量偏少(全年降雨量?jī)H為296.9mm)，出現(xiàn)了嚴(yán)重的旱情，地下水位降至歷史最低值86m，

淺層地下水動(dòng)態(tài)變化主要受大氣降雨、地表水水體的灌溉和地下水的開采等因素影響。地下水埋深的變化規(guī)律一般為：1-5月份降水量少，農(nóng)業(yè)灌溉用水量大，地下水埋深逐漸下降；隨著汛期降雨量的增多、河道水量的補(bǔ)給和開采量的相對(duì)減少，地下水埋深逐漸有所回升，周而復(fù)始。

3.地下水降落漏斗分析。德城區(qū)地下水資源大規(guī)模開發(fā)利用始于20世紀(jì)70年代初期，隨著地下水開發(fā)量的加大，局部地區(qū)出現(xiàn)淺層地下水降落漏斗區(qū)(地下水埋深≥6m)。根據(jù)淺層地下水觀測(cè)資料顯示，1986年開始德城區(qū)的抬頭寺鄉(xiāng)出現(xiàn)漏斗區(qū)。自1996～2004年，淺層地下水呈逐年下降趨勢(shì)，2004～2007年淺層地下水位急劇下降，特別是2006年德城區(qū)降雨量嚴(yán)重偏少，全年降雨量?jī)H為296.9mm，比多年降雨量偏少45％(根據(jù)歷年降雨資料分析屬于56年一遇干旱年)。隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展及近幾年降水的偏少，淺層地下水被過(guò)量開采，形成大面積的淺層地下水降落漏斗區(qū)。2007年德城區(qū)淺層地下水平均埋深為7.5m，抬頭寺鄉(xiāng)淺層地下水埋深達(dá)15m以下，趙虎鎮(zhèn)西部淺層地下水埋深也在12m以下。超采現(xiàn)象比較嚴(yán)重，全區(qū)降落漏斗面積已達(dá)506km²。

淺層漏斗區(qū)形成及擴(kuò)展成因有：首先，氣候持續(xù)干旱、降雨量偏少。在20世紀(jì)五六十年代，德城區(qū)氣候處于濕潤(rùn)周期，降雨量充沛，但自70年代中期德城區(qū)轉(zhuǎn)入干旱周期，降雨量持續(xù)偏少。1952—1977年德城區(qū)平均降雨量為590.2mm，1978—2007年德城區(qū)平均降雨量為501mm，比1952-1977年偏少15.2％。其次，淺層地下水采、補(bǔ)失調(diào)。一是不透水面積比重很大，徑流系數(shù)明顯偏高，降雨大部直接進(jìn)入河床。近年來(lái)，由于城市內(nèi)有大量的人工構(gòu)筑物，水泥化鋪路使城市地面吸收雨水和雪水的機(jī)會(huì)被阻，城市的地下水位回升難。二是隨著城市化及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，工、農(nóng)業(yè)及城鎮(zhèn)人口用水量大幅度增加。當(dāng)?shù)氐乇韽搅饔植怀渥悖┧粗荒芤揽康叵滤忘S河水。因此農(nóng)業(yè)灌溉主要依靠井灌抗旱，致使該漏斗區(qū)的地下水長(zhǎng)期超采，又無(wú)法引水補(bǔ)源而導(dǎo)致采補(bǔ)失調(diào)。造成地下水漏斗中心區(qū)逐年加深并向周邊擴(kuò)展。三是粗放的農(nóng)業(yè)灌溉方式，農(nóng)業(yè)灌溉用水約占地下水年開采量75.7％。目前農(nóng)田灌溉仍主要采用傳統(tǒng)粗放的灌水定額高而利用率低的大水漫灌方式，造成水資源浪費(fèi)。

4.地下水超采的危害。淺層地下水常年超采造成地下水水位持續(xù)下降，常常引起機(jī)井吊泵，增加工、農(nóng)業(yè)取用地下水成本；地面附近含水層很容易疏干，易出現(xiàn)植被退化、土壤沙化等環(huán)境現(xiàn)象，造成大面積地面沉降。

三、深層地下水動(dòng)態(tài)及災(zāi)害分析

深層地下水是不可再生資源，補(bǔ)給量很少，屬于嚴(yán)格控制開采資源。

1.地下水開發(fā)利用史及現(xiàn)狀。德城區(qū)內(nèi)深層地下水開采始于1965年。1980年前，成井深度350m左右，1980～1985年，成井深度增加到400—500m，目前開采深度已達(dá)到了800m。自1985年，區(qū)內(nèi)深層地下水開采量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了可開采資源量，一直處于超采狀態(tài)。1985年后，針對(duì)城市用水供需矛盾和深層地下水位迅速下降的嚴(yán)重情況，市政府采取了引黃補(bǔ)欠的措施，興建了日供水能力40000m³/d的第三水廠，并且限制500m深度內(nèi)再成深井，但是由于500m以下含水層組地下水的超采，深層地下水降落漏斗仍向縱深方向發(fā)展。

據(jù)2006年地下水開采量資料統(tǒng)計(jì)，區(qū)內(nèi)目前共有開采深井263眼，主要開采層為第三層及以下含水層組，主要供給工業(yè)生產(chǎn)和生活用水。開采井主要分布于德城區(qū)陳莊、長(zhǎng)莊地段；其次分布于二屯、開發(fā)區(qū)宋官屯、于官屯地段；外圍地段開采井?dāng)?shù)量較少。全區(qū)平均深層地下水平均埋深95米，城區(qū)范圍內(nèi)平均埋深達(dá)到105m。

2.年內(nèi)動(dòng)態(tài)變化。深層地下水年水位變化趨勢(shì)與開采量的大小十分密切。3—7月份，由于深層地下水連續(xù)開采，且開采量大，漏斗內(nèi)壓力水頭急劇下降；7月至翌年2月由于大量引黃，部分企業(yè)深機(jī)井關(guān)閉，開采量明顯減少，隨著城區(qū)開采量的減少，地下水位下降有所回升?；厣容^小(≤1.0m)。

3.多年動(dòng)態(tài)變化。德城區(qū)深層地下水1965年初始埋深

2.0m左右，隨著深層地下水的開發(fā)利用，開采強(qiáng)度加大，深層地下水位呈單邊持續(xù)下降趨勢(shì)。自1978～2005年水位下降78.24m，平均年降速2.7—3.1m／a。

4.深層地下水降落漏斗現(xiàn)狀。德城區(qū)深層地下水降落漏斗屬區(qū)域性地下水降落漏斗，根據(jù)2000～2001年深層地下水位資料顯示，區(qū)內(nèi)地下水降落漏斗已與衡水地下水降落漏斗、滄州地下水降落漏斗連接，漏斗總面積約4577.5km²。成為華北大漏斗的一部分。

5.深層地下水降落漏斗的形成與發(fā)展。深層地下水降落漏斗形成于1970年，形成的主要原因?yàn)槌块_采深層地下水。1965年以前，南運(yùn)河是區(qū)內(nèi)主要供水水源，但由于運(yùn)河斷流，1965年以后，開始開采深層地下水為城市生活和工業(yè)供水。隨著深層地下水開采量的不斷加大與時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，深層地下水降落漏斗不斷在縱向與橫向上加深發(fā)展。

德城區(qū)1965年前。深層地下水位埋深2.0m左右，1970年深層地下水降落漏斗已形成。到1973年降落漏斗中心水位埋深已達(dá)30.0m，1978年，降落漏斗中心水位埋深41.5m，1985年后，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，深機(jī)井?dāng)?shù)量急劇增加，深層地下水位迅速下降，到1990年降落漏斗中心水位埋深76.23m。隨著深層地下水的不斷超采，到2000年，降落漏斗中心水位埋深105.3m。目前，德城區(qū)全區(qū)539 km²均在深層地下水降落漏斗范圍之內(nèi)，漏斗中心位置位于陳莊鄉(xiāng)張莊一帶，水位埋深129.2m，等水壓線呈漏斗狀。

四、地面沉降

1.地面沉降現(xiàn)狀及發(fā)展。德城區(qū)地面沉降發(fā)生于70年代后期，隨著城區(qū)深層地下水長(zhǎng)期過(guò)量開采，沉降量逐漸增加，地面沉降范圍在不斷擴(kuò)展。1991年10mm沉降線位于城區(qū)外圍，漏斗總面積67km²；2000年10mm沉降線圈閉面積2037.5km²；2005年地面沉降漏斗范圍和程度不斷加大，400mm沉降線圈閉面積擴(kuò)大至260km²；2006年400mm沉降線圈閉面積擴(kuò)大至344km²附近。

據(jù)2007年資料統(tǒng)計(jì)，沉降量大于250mm的面積已達(dá)4438km²，最大累計(jì)沉降量1081mm。沉降速率大于10mm的沉降面積為4120km²。沉降中心在國(guó)棉一廠院內(nèi)，15年累計(jì)沉降量為992mm，多年平均沉降速率為66.1mm／a，2005～2006沉降速量為56mm。城區(qū)各觀測(cè)點(diǎn)多年平均沉降總量(1991～2006年)為710.5mm，年均沉降量為47.4mm。根據(jù)地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，市區(qū)外圍累計(jì)沉降量明顯小于市區(qū)沉降量，建筑物沉降量與周圍地面點(diǎn)沉降量無(wú)明顯區(qū)別。

2.地面沉降的危害。地面沉降是一種緩變過(guò)程。一般發(fā)生得比較緩慢而難以明顯感覺，當(dāng)沉降量累計(jì)到一定程度，它所造成的危害就會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)，影響沉降區(qū)內(nèi)人民生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，給政府經(jīng)濟(jì)造成不必要的損失。地面沉降造成的危害有以下幾種情況：毀壞建筑物和生產(chǎn)設(shè)施；不利于建設(shè)事業(yè)和資源開發(fā)；城市排水不暢；河堤下沉，河道防洪能力降低；給水供氣管道安全受到威脅；鐵路安全受到威脅；地面高程資料大范圍失效。

五、合理開發(fā)利用和保護(hù)漏斗區(qū)地下水資源的管理對(duì)策建議

1.優(yōu)化城市供水結(jié)構(gòu)，提高引黃河水供水能力，擴(kuò)大自來(lái)水供水量；科學(xué)有序地封停自備井，限量開采深層水和深層優(yōu)質(zhì)、熱溫礦泉水，嚴(yán)格控制開采量。

2.積極開發(fā)替代水源，提高城市污廢水處理能力；攔蓄雨洪資源；做好規(guī)劃，充分利用南水北調(diào)東線工程水源。

3.進(jìn)一步加強(qiáng)節(jié)水工作，強(qiáng)化節(jié)水意識(shí)，挖掘節(jié)水潛力；大力推行節(jié)約用水新設(shè)備、新技術(shù)。提高水的重復(fù)利用率。

4.嚴(yán)格執(zhí)行取水許可制度，要求新建、擴(kuò)建工業(yè)項(xiàng)目必須進(jìn)行水資源論證工作。

5.農(nóng)業(yè)灌溉加強(qiáng)引水、蓄水、小水源建設(shè)；應(yīng)用先進(jìn)的灌水技術(shù)與灌水方法，大力推廣噴、滴、微灌節(jié)水基本實(shí)現(xiàn)農(nóng)田灌溉節(jié)約用水，提高灌溉用水率。