平原地下水的開發(fā)與保護

□宋曉寧（許昌勘測設計研究院）

□宋海寧（許昌市潁汝灌溉管理局）

□王靜華（許昌水利鑿井工程有限公司）

隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展和人民群眾生活水平的提高，開發(fā)利用地下水顯得日益重要。地下水資源以其分布廣、儲量大、水質好等特點，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中被大量開發(fā)利用。在平原有大面積的飲水不安全地區(qū)，開采深層淡水資源越來越受到人們的重視。

開發(fā)利用地下水不僅要掌握區(qū)域水文地質資料，了解地下水補給、徑流與排泄關系，還必須掌握如何才能科學合理地開發(fā)利用地下水，保護地下水資源安全和可持續(xù)開發(fā)利用，為人類造福。

1.水文地質條件

1.1 地質概況

平原在地質歷史過程中受古氣候影響，地下水分布有一定規(guī)律性。上層以潛水為主，中、深層均以承壓水為主。中部地層是由河流的泛濫、改道而形成，含水層和隔水層以近期堆積為主，成層不穩(wěn)定，在水平方向和垂直方向上變化很大，含水層分布不廣，補給源相對較近；深部地層是第四系中更新世到下更新世湖河相-湖相沉積物，成層穩(wěn)定延伸遠，含水層分布廣泛，補給源較遠，補給區(qū)層位高。所以，中部承壓水有隨深度遞減的趨勢，而深部承壓水有隨深度遞增的趨勢。同時受地質歷史濕潤期、干旱期的影響，地下水化學類型多為氯化物-硫酸鹽型水，在垂向分布上屬于咸-淡型或咸-淡-咸型水。

1.2 地下水補給、徑流和排泄

1.2.1 地下水補給

淺層地下水的補給主要靠大氣降水、河道側向入滲和灌溉回歸水補給，主要是通過表層松散沉積物垂直滲入補給。所以，在開采淺層地下水時只要考慮上述三方面補給量，地下水補給是有保證的，適度開采一般不會造成水質惡化、地下水位下降等情況的。

中、深層地下水補給一般是通過山前地帶對地下水作側向補給，補給源遠，補給量有限。所以，對中、深層地下水的開采必須持慎重態(tài)度，不宜過量開采。在一些淺層地下水已受污染不能飲用的地區(qū)，考慮到人民群眾身心健康問題，適量開采中深層淡水作為飲用水源是很有必要的。要避免將中、深層淡水作為工業(yè)用水進行過量開采，以免出現(xiàn)有采無補或采大于補，造成區(qū)域下降漏斗、水質惡化等情況發(fā)生。

1.2.2 地下水徑流

地下水徑流與含水層巖性和含水層底板坡降有關系。因為平原地區(qū)地下含水層巖性較細，水力坡降平緩，所以該地區(qū)水平徑流緩慢，呈現(xiàn)緩流型特性。又因中層地下水補給區(qū)層位相對不高，承壓力較之潛層水壓力相對較低，所以地下水垂直運動強烈。正因為如此，在開采中層淡水資源時，如果成井質量不高，封閉不密實，最易造成中層淡水被上層咸水污染的嚴重后果。

1.2.3 地下水排泄

地下水排泄途徑有：蒸發(fā)排泄、向下游排泄（地下徑流）、人工開采地下水排泄。其中向下游排泄是造成地下水點污染（單井水污染）向面污染轉化的最主要原因。

2.地下水利用現(xiàn)狀

近年來，隨著河南經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)化進程加快，對水的需求也越來越大。相對于中、深層地下水來說，地表水和淺表層地下水由于受工業(yè)廢水、生活污水以及農(nóng)作物施放的化肥、農(nóng)藥淋失的影響，已造成許多地區(qū)地表水及淺表層地下水水質惡化。而中、深層地下水深埋于地表以下，較之地表水和淺表層地下水不易受到污染，可通過鑿井抽水的方式直接獲取，不受地理位置限制。所以，在今后相當長一段時期，鑿井取水仍將是開采地下水的最主要方式。

目前，鑿井市場混亂，持假證、無證施工現(xiàn)象嚴重，再加上水行政主管部門實施對水資源統(tǒng)管起步較晚，水政監(jiān)察隊伍力量薄弱，管理跟不上，給有些鑿井施工隊伍以可乘之機；生產(chǎn)企業(yè)年用水量不能得到有效控制，想用多少就用多少，特別是那些高耗水企業(yè)，受地方保護，亂采亂抽，超采嚴重；施工單位為追求最大出水量、滿足合同要求，采用淺、中、深層地下水混合開采的方式抽取地下水，在各含水層壓力差和地下徑流影響下，致使中、深層地下水被淺表層水污染，水質惡化，使我們有限的水資源遭到嚴重破壞。

3.存在的問題

3.1 市場混亂、管理不到位，已危及地下水環(huán)境安全

在平原地區(qū)由于地質條件不很復雜，800m以上多為第四系松散沉積層，鑿井施工難度相對較小，所以鑿井市場比較活躍。據(jù)不完全統(tǒng)計，鑿井施工單位很多都屬“三無”企業(yè)，而真正擁有鑿井資質的還不到2/5。在此種情況下，由于水資源統(tǒng)管起步較晚，缺乏管理經(jīng)驗，水資源管理更多地停留在對水資源費的征收上，所以，造成鑿井市場混亂，給鑿井施工以可乘之機，亂采亂抽，取水失控，成井質量沒有保證。盡管在施工中有些也采取了一定措施：粘土球封閉止水、分層取水等，但由于對材料把關不嚴，給成井質量留下隱患，封閉不密實，井筒多處漏水，造成水質惡化，甚至大量涌砂，已危及地下水環(huán)境安全。

3.2 過量開采造成地下水位持續(xù)下降

目前過量開采現(xiàn)象嚴重：采用大泵量、大降深強力抽取地下水；在有限的范圍內布井太多，井點密度大，有些地方已出現(xiàn)采大于補甚至出現(xiàn)有采無補的現(xiàn)象。過量開采已造成地下水位連年下降，并形成了以開采區(qū)為中心的降落漏斗，漏斗區(qū)最大水位降深達60m左右。以許昌地區(qū)為例，據(jù)許昌市地質環(huán)境監(jiān)測站監(jiān)測：20世紀90年代以前，許昌市城市供水主要是開采地下水資源，年均可開采量為2809.8萬m3，而年均實際開采量為3599萬m3。從等水位線圖上可以明顯反映出以市區(qū)為中心的降落漏斗，其長軸呈南北向，長約12km，市區(qū)附近大面積水位埋深已降至70m左右，漏斗中心水位埋深已＞80m，現(xiàn)已限量開采，水位下降趨勢有所減緩。

3.3 混合開采造成水體嚴重污染

由于過量開采，地下水位下降，單獨開采淺層水已不能滿足使用要求，多與中層承壓水混合開采。隨著企業(yè)數(shù)量的增多和規(guī)模的擴大，工業(yè)生產(chǎn)用水量不斷增加，企業(yè)為獲得穩(wěn)定的最大出水量，強力開采抽取地下水，再加上淺層地下水多來源于地表補給，受季節(jié)性影響大，水質、水量均沒保證；中層地下水分布范圍小，富水性較弱，水量小，單獨開采很少，多與深層地下水混合開采。

由于淺層地下水受工業(yè)廢水、生活污水和農(nóng)作物施放化肥、農(nóng)藥淋失的影響已普遍遭到污染，水質較差。在各含水層壓力差作用下，已污染的淺層地下水通過上層濾水管源源不斷地流入井內，并通過下層濾水管滲入中層和深層地下含水層中，從而造成中、深層地下水體污染。

據(jù)不完全統(tǒng)計，目前混合開采方式建成的機井已超過50%，并呈逐年上升的趨勢。機井采用混合開采方式抽水，使淺、中、深層地下水互相貫通，受各層水頭壓力差影響，各層地下水垂直流動、相互補給，淺層污染水源滲入中、深層含水層，成為中、深層地下水的污染源。所以，治理中、深層地下水污染已到了刻不容緩的地步。

4.措施與對策

4.1 加大管理力度，提高管理水平

水資源管理是搞好地下水環(huán)境治理，實現(xiàn)地下水可持續(xù)開采的重要手段之一。要統(tǒng)籌規(guī)化，實行科學管理。要采取合理布局、限量開采、分層取水的方法，嚴禁無證施工，確保工程質量。在審批鑿井許可證的同時應密切關注井深、水量及止水深度，并嚴格進行把關，確保分層取水的順利實施。

4.2 分層取水，限量開采

各級水資源管理部門要根據(jù)當?shù)貙嶋H水文地質條件確定淺層、中層和深層地下水埋深區(qū)段，估算各層出水量，為分層取水提供理論依據(jù)。根據(jù)各層補給量，確定各層可開采量，并結合用戶用水需求合理確定井深和止水深度。

對已混合開采的管井，如果淺層受污染地下水的壓力大于深層淡水的壓力，則必須對井進行回填封閉，切斷污染路徑、控制污染源。

在嚴重缺水地區(qū)和降落漏斗區(qū)應嚴格控制高耗水企業(yè)亂采亂抽現(xiàn)象不再發(fā)生，必要時可減小高耗水企業(yè)的規(guī)模，以免造成不良的環(huán)境地質問題。

4.3 采用回灌技術，修建引水補源工程

由于地下水過量開采，水位下降，造成地面沉降，為減少不良的環(huán)境地質問題，應采用回灌技術、人工調控地下水位，增大地下水補給量。可修建引水渠至補源地區(qū)進行地下水補給。對于淺層地下水的補給可直接通過引水渠道和修建人工景觀湖入滲補給；對于中、深層地下水的補給可引水至各補源井進行回灌入滲補給。例如，許昌市修建的引汝補源工程引北汝河水至許昌東城區(qū)，通過“三縱三橫”景觀河道進行淺層地下水補給，效果明顯，目前水位下降趨勢明顯減緩。

5.結語

地下水的開發(fā)要合理地開發(fā)、科學地開發(fā)、適度地開發(fā)，開發(fā)利用地下水的同時要保護地下水資源不被污染。開發(fā)利用地下水要適量開采，必須根據(jù)當?shù)氐叵滤Y源可開采量合理進行分配，限量開采，同時，為保護地下水資源不被污染，必須分層開采、分段取水，為實現(xiàn)水資源可持續(xù)開發(fā)利用創(chuàng)造條件。

[1]於益民.地下水找水技術.山東水利?？茖W校.1991.

[2]王式成.淮北地區(qū)現(xiàn)階段地下水資源的開發(fā)利用.中國農(nóng)業(yè)科技出版社.2000.