安徽省淮北地區(qū)巖溶水資源分布及開發(fā)利用淺析

陳小鳳

(1.安徽省水利水資源重點(diǎn)實驗室，安徽蚌埠233000;2.安徽省水利部淮河水利委員會水利科學(xué)研究院，安徽蚌埠233000)

安徽省淮北地區(qū)是資源型缺水、工程型缺水和水質(zhì)性缺水并存的地區(qū)。區(qū)域人均水資源量約450 m3，僅占全省人均水資源量的1/3，占全國的1/5，以全省約11%的水資源量，支撐著全省50%耕地和44%人口的用水要求［1］，是安徽省及淮河流域水資源最緊缺及開發(fā)利用程度最高的地區(qū)之一。隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、城市化進(jìn)程的進(jìn)一步加快和人口的穩(wěn)步增長，區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對水資源提出了更高的要求，供水與用水、城市與農(nóng)村、工業(yè)、農(nóng)業(yè)與生態(tài)之間的矛盾將會日益突出。地下水資源是安徽省淮北地區(qū)最主要的供水水資源，其中巖溶水資源在解決安徽省淮北地淮北、宿州等市的城鄉(xiāng)居民生活和工業(yè)生產(chǎn)供水方面起著至關(guān)重要的作用。因此系統(tǒng)地分析該區(qū)巖溶水資源分布情況、開發(fā)利用情況及存在的問題，并提出相應(yīng)的保護(hù)措施將能夠在一定程度上能夠保障區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

1 研究區(qū)概況

安徽淮北地區(qū)位于安徽省北部、黃淮海平原南端，地處東徑 114°55'～118°10'和北緯 32°25'～ 34°35'之間，包括阜陽、宿州、淮北、淮南、蚌埠、亳州6個市27個縣(市郊區(qū))。全區(qū)總面積37 421 km2，耕地面積213萬 hm2，是全省乃至淮河流域重要的糧油棉基地。該區(qū)為廣大沖積平原，海拔高程一般在20～40 m，地勢由西北向東南傾斜，地面坡度較小，支流或人工河道多流入淮河或洪澤湖。區(qū)域多年平均降水量886 mm，多年平均蒸發(fā)量為851 mm，多年平均氣溫14.6℃，多年平均日照時數(shù)2 200～2 425 h，最大年降水1 372.9 mm(2003年)是最小年降水562.3 mm(1978年)的2.44倍。

2 巖溶水資源分布情況

安徽省淮北地區(qū)巖溶水含水層組為古生代震旦系～奧陶系的碳酸鹽巖和碳酸鹽巖夾碎屑巖，分布面積5 520 km2，其中構(gòu)成水源地面積3 380 km2，主要分布在東北部的蕭縣、淮北市區(qū)、濉溪縣至宿州市區(qū)、靈璧縣、泗縣一線以北地區(qū)以及渦陽東北、蒙城縣城西北部局部地段，詳見表1。

安徽省淮北地區(qū)基巖裂隙巖溶水源地按埋藏條件可分為裸露型、隱伏型和連通型，含水層段埋藏淺，一般不超過120 m，具有承壓性質(zhì)。按水源地所在地區(qū)可劃分為相山濉溪水源地、徐樓水源地、二電廠水源地、符離集水源地、夾溝水源地、靈壁泗縣水源地、蕭縣水源地。相山濉溪水源地包括高岳～相山及淮北發(fā)電廠～三堤口、濉溪縣城區(qū)，巖溶水分布面積101.4 km2，有裸露區(qū)、隱伏區(qū)、連通區(qū)三種類型。徐樓水源地巖溶水分布面積176.63 km2，均為隱伏區(qū)類型。二電廠水源地包括時村、青谷、孟山、穆淺子～趙集一帶，巖溶水分布面積241.4 km2，有裸露區(qū)、隱伏區(qū)、連通區(qū)三種類型。符離集水源地包括橫口、黃橋，巖溶水分布面積109.22 km2，有裸露區(qū)、隱伏區(qū)、連通區(qū)三種類型。夾溝水源地包括張莊～趙集、康湖西和城孜集(支河)，巖溶水分布面積346 km2，有裸露區(qū)、隱伏區(qū)、連通區(qū)三種類型。靈璧泗縣巖溶水源地面積380 km2，有裸露區(qū)、隱伏區(qū)、連通區(qū)三種類型。蕭縣巖溶水源地面積870 km2，均為隱伏區(qū)類型。

由于勘測資料有限，本次不對渦陽東北、蒙城縣城西北部局部地段的巖溶水做詳細(xì)的分析研究。

3 巖溶水資源量計算及開發(fā)利用情況

3.1 巖溶水資源量計算

巖溶水資源量計算采用均衡法，其補(bǔ)給來源主要由降水入滲補(bǔ)給、孔隙水向下越流補(bǔ)給和側(cè)向越流補(bǔ)給，涉及的參數(shù)有:降水入滲補(bǔ)給系數(shù)αg、導(dǎo)水系數(shù)T、越流系數(shù)巖溶水的水力坡度Ⅰ、孔隙水與巖溶水水頭差(H孔-H巖)，根據(jù)對淮北地區(qū)進(jìn)行的抽水試驗結(jié)果分析，經(jīng)分析取用參數(shù)如下。

(1)降水入滲補(bǔ)給系數(shù)αg、取值見表2。

表1 安徽省淮北地區(qū)巖溶水資源分布情況

表2 淮北地區(qū)巖溶裂隙水降水入滲補(bǔ)給系數(shù)取值表

(2)相山濉溪水源地、徐樓水源地、二電廠水源地、符離集水源地、夾溝水源地導(dǎo)水系數(shù)T取值據(jù)抽水試驗的結(jié)果分析，分別為 5 000 m2/d、5 660 m2/s、5 000 m2/d、5 659.7 m2/d、6 818.5 m2/d。

(3)相山濉溪水源地、徐樓水源地、二電廠水源地、符離集水源地、夾溝水源地越流系數(shù)取值據(jù)勘察報告中抽水試驗結(jié)果分析，分別為 0.000 41、0.000 28、0.000 35、0.000 28、0.000 19。

(4)根據(jù)天然狀況下和不同開采條件下地下水等水位線圖分析，相山濉溪水源地、徐樓水源地、二電廠水源地水力坡度取值為0.001 5，符離集水源地、夾溝水源地取水力坡度分別為 0.001 3、0.000 7。

(5)孔隙水與巖溶水水頭差的確定，根據(jù)實際監(jiān)測和現(xiàn)場調(diào)研資料，相山濉溪水源地的水頭埋深一般在1.0～2.5 m之間變化、徐樓水源地在0.5～1.5 m之間、二電廠水源地在1.0～2.0 m之間、符離集水源地在1～2 m之間、夾溝水源地在 1.0～1.5 m 之間。

通過計算，淮北地區(qū)巖溶水資源量為31 706萬 m3/a、折合86.9 m3/d。相山濉溪水源地、徐樓水源地、二電廠水源地、符離集水源地、夾溝水源地巖溶水資源量為19 376萬m3/a，其中降雨入滲補(bǔ)給量、越流補(bǔ)給量、側(cè)向補(bǔ)給量分別占水資源量的 32.4% 、55.0% 、12.6% 。

通過計算，安徽省淮北地區(qū)巖溶水資源量為31 706萬m3/a、折合86.9 m3/d。其中相山濉溪水源地、徐樓水源地、二電廠水源地、符離集水源地、夾溝水源地巖溶水資源量為19 376萬m3/a，靈璧泗縣水源地和蕭縣水源地由于缺少實測資料，只能進(jìn)行估算，各巖溶水資源地水資源量詳見表3。

表3 淮北地區(qū)巖溶水資源計算成果表

3.2 開發(fā)利用情況

安徽省淮北地區(qū)地表水資源極度匱乏，地下水資源是該區(qū)最主要的供水水源，在城市生活、工業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。因此巖溶水資源在區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)著重要的地位，但是由于未指定合理的開采方案，引發(fā)了一系列環(huán)境地質(zhì)問題;有些巖溶水原地尚未開采，造成了優(yōu)質(zhì)水源的浪費(fèi)，存在的問題主要如:

(1)相山濉溪水源地巖溶水資源量4 123萬 m3/a(11.3萬 m3/d)，可開采量2 969萬 m3/a(即8.1萬 m3/d)，可開采系數(shù)0.72?，F(xiàn)狀實際開采量8 943萬 m3/a，即24.5萬 m3/d，超采系數(shù)為3.1。該區(qū)巖溶水資源嚴(yán)重超采，超采區(qū)面積以達(dá)到260 km2，造成了地下水位持續(xù)下降，巖溶水降落漏斗面積不斷擴(kuò)大，地下水硬度和礦化度呈逐年升高態(tài)勢。

(2)二電廠水源地水資源量5 818萬 m3/a(即15.9萬m3/d)，可開采量4 189萬 m3/a(即11.5萬 m3/d)，可開采系數(shù)0.72?，F(xiàn)狀實際開采量 1 460萬 m3/a，即 4.0萬 m3/d。該水源地目前整體沒有超采，但是由于開采井布置不合理，造成二電廠附近由于局部超采形成尖而瘦的漏斗，由于上層淺層地下水對巖溶水的補(bǔ)給，也形成了漏斗，這樣形成了雙層漏斗。

(3)目前符離集和夾溝兩個巖溶水源地每年零星開采量300萬 m3左右，且主要集中于符離集鎮(zhèn)及其附近地帶，用于鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活供水、食品加工和水泥廠生產(chǎn)［2］。夾溝巖溶水源地所在區(qū)域主要用水戶為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)民生活用水，且開發(fā)的主要是淺層孔隙水。上述兩個水源地水質(zhì)好，宜作為居民生活飲用水。

(4)靈璧泗縣水源地和蕭縣巖溶水源地目前尚未大規(guī)模的開采，造成了優(yōu)質(zhì)水資源的浪費(fèi)，這些優(yōu)質(zhì)的巖溶水應(yīng)該作為居民生活用水，并提前采取相應(yīng)的保護(hù)措施。

4 結(jié)語

安徽省淮北地區(qū)是水資源嚴(yán)重緊缺的地區(qū)，地下水在區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要的作用，巖溶水資源在該區(qū)的淮北、宿州等市居民生活和工業(yè)主要的水源之一。安徽省淮北地區(qū)巖溶水資源量約31 706萬 m3/a，折合86.9萬 m3/d，主要包括相山濉溪水源地、徐樓水源地、二電廠水源地、符離集水源地、夾溝水源地、靈璧泗縣水源地和蕭縣水源地。由于長期開采存在不合理，引發(fā)了一系列的環(huán)境地質(zhì)等問題，主要包括:(1)由于長期過度開采，地下水位下降，造成了地下水開采漏斗，地下水硬度和礦化度呈逐年升高態(tài)勢;(2)由于開采井布置的不合理，造成了局部巖溶水和上覆的淺層地下水形成了雙層漏斗區(qū);(3)部分水源地優(yōu)質(zhì)的巖溶水用于工業(yè)生產(chǎn)，并且有些尚未得到有效地開發(fā)利用，造成了優(yōu)質(zhì)水資源的浪費(fèi)。

為了保證水源地的可持續(xù)開發(fā)利用和保障區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，提出以下措施:

1)嚴(yán)格執(zhí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度，制定合理的巖溶水資源開發(fā)利用方案，解決現(xiàn)狀開發(fā)利用中出現(xiàn)的問題。首先對超采區(qū)進(jìn)行控采、限采;其次要優(yōu)化調(diào)整開采井的布局，合理布置開采井，以實現(xiàn)巖溶水資源的可持續(xù)開發(fā)利用;對尚未大規(guī)模開發(fā)的符離集、夾溝、靈璧泗縣、蕭縣巖溶水源地采取集中開采，并進(jìn)行開采方案的論證。

2)建立巖溶水動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對巖溶水水位、水質(zhì)、降落漏斗、開采量及補(bǔ)排轉(zhuǎn)化的水文地質(zhì)參變量進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測。通過對巖溶水超采漏斗的監(jiān)測，可調(diào)整控制措施，以尋求防治超采漏斗的最佳方案［3-4］。

3)對巖溶水源地要盡快劃分飲用水水源保護(hù)區(qū)，并盡快采取相應(yīng)的水源地保護(hù)措施，做好周邊的綠化，涵養(yǎng)巖溶水資源;開展環(huán)境整理，減少周邊的污染源;做好隔離防護(hù)工程等。

4)當(dāng)?shù)氐乃姓鞴懿块T應(yīng)加強(qiáng)對巖溶水水源地的管理，制定相關(guān)的巖溶水水源地管理辦法。同時要做好水源地的開發(fā)利用規(guī)劃工作，對取水工程必須進(jìn)行建設(shè)項目水資源論證。

［1］安徽省水利廳.2010 年安徽省水資源公報［R］.2011，5.

［2］王振龍，馬倩.淮北地區(qū)夾溝—符離集水源地巖溶水資源評價與利用研究［J］.地下水.2005，10，27:(5):.367-368.

［3］滕曉明，徐得潛.安徽省淮北地區(qū)地下水資源現(xiàn)狀及可持續(xù)利用對策［J］.治淮.2005，12:9-11.

［4］胡巍巍，王式成，王根緒等.安徽省淮北平原地下水動態(tài)變化研究［J］.自然資源學(xué)報.2009，11，24(11):1893-1901.