惠山區(qū)深層地下水水位開采量演變情勢分析

朱 驪 祁旭東 錢冠群

（1.江蘇省水文水資源勘測局無錫分局，江蘇 無錫 214000；2.江蘇省無錫市惠山區(qū)水利農(nóng)機局，江蘇 無錫 214174；3.江蘇省無錫市惠山區(qū)錢橋街道水利農(nóng)機服務(wù)站，江蘇無錫 214151）

無錫市惠山區(qū)位于東經(jīng)120°04′～120°24′，北緯31°～32°46′之間，地處中國經(jīng)濟最發(fā)達(dá)的“長三角”腹地，無錫市西北部，北接江陰，南臨北塘，西靠常州，東連錫山。惠山區(qū)是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)源地，是傳統(tǒng)的工業(yè)強區(qū)，經(jīng)濟發(fā)達(dá)，是無錫特大城市規(guī)劃藍(lán)圖中的副中心之一，“長三角”國際制造業(yè)基地的重要板塊。

20 世紀(jì)70年代以來，伴隨著區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的崛起，制造業(yè)的飛速發(fā)展，眾多企業(yè)無序無節(jié)制的開采地下水，形成了局部地下水降落漏斗，惠山區(qū)洛社鎮(zhèn)為當(dāng)時錫澄地區(qū)第Ⅱ承壓地下水漏斗中心。地下水位快速下降，漏斗中心的出現(xiàn)，隨之而來的是地面沉降，有些地區(qū)甚至超過1 m 以上，情況相當(dāng)嚴(yán)重。

2000年8月26日，江蘇省第九屆人民代表大會常務(wù)委員會第十八次會議通過《關(guān)于在蘇錫常地區(qū)限期禁止開采地下水的決定》，要求蘇錫常地區(qū)（宜興市、金壇市、溧陽市除外）2005年12月31日前全面實現(xiàn)禁止開采地下水（特種行業(yè)除外），決定所稱地下水是指第Ⅱ承壓及其以下含水層的地下水（下稱《決定》）。

《決定》通過以來，當(dāng)?shù)厮姓块T嚴(yán)格按照要求，大力進行封井禁采，對區(qū)內(nèi)違法開采進行查處和制止，第Ⅱ承壓水水位連年回升。近年來第Ⅱ承壓水水位更是有了可喜的變化，錫澄地下水第Ⅱ承壓水水位漏斗中心已經(jīng)從惠山區(qū)洛社鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移至江陰市祝塘鎮(zhèn)。本文對禁采以來惠山區(qū)開采量的逐年變化進行闡述，對第Ⅱ承壓水及漏斗中心轉(zhuǎn)移著重分析，探討降落漏斗中心區(qū)地下水位變化趨勢的時空規(guī)律，對于研究地下水位回升規(guī)律及今后地下水資源的保護和合理利用、優(yōu)化配置等具有重要現(xiàn)實意義。

1 地下水資源影響因素分析

1.1 地下水開采量演變分析

2000年，惠山區(qū)開采量達(dá)到最大值，大量鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)無序大量取用地下水，用作工業(yè)用水。禁采后，當(dāng)?shù)厮姓块T按照《決定》要求，逐年有序封井，縮減地下水開采計劃，通過配置替代水源和工業(yè)用水二次利用等措施，減少各企業(yè)對地下水需求。這些舉措保護了地下水資源，對于促進地下水位平穩(wěn)回升，扼制該地區(qū)地面沉降起到重要的作用。

2000年惠山區(qū)開采各類地下水1467.66×104t，至2013年惠山區(qū)開采各類地下水2.01×104t，開采量減少1465.65×104t，開采量壓縮了99.9%。2013年所開采地下水中，基巖裂隙水開采量為0.42×104t，占年度開采計劃的20.90%；第Ⅱ承壓水（特種行業(yè)保留井）開采量1.59×104t，占年度開采計劃的79.10%。表1 為2000～2013年地下水開采量對照表。

1.2 氣候變化對地下水資源影響分析

表1 歷年地下水開采量對照表 （單位：104t）

地下水資源量的多寡與當(dāng)年的降水量有緊密聯(lián)系，降水從地表進入土壤，又通過土壤及隔水層緩慢分層地入滲補給地下水，所以年降水量較大時，當(dāng)年地下水資源量也會增多。研究地下水資源量變化需結(jié)合2000～2013年年降水量進行分析，本文以本地區(qū)多年平均降水量為基準(zhǔn)，統(tǒng)計14年的年降水量數(shù)據(jù)，分析惠山區(qū)地下水資源顯著變化是否由降水量變化引起。由圖1 可見，2000～2013年年平均降水量相對多年平均降水量分布較為均勻，并未有歷史最大或最小年降水量在此間出現(xiàn)，也無持續(xù)多年降水量大大超過多年平均降水量的情況發(fā)生，分析時段年降水入滲補量給對地下水資源變化影響不大，惠山區(qū)地下水位回升的主要原因并非是降水量影響。

2 地下水位變化趨勢的時空特征

2.1 地下水空間分布規(guī)律

利用Autocad 及南方繪圖軟件，分別繪制2000年末及2013年末惠山區(qū)第Ⅱ承壓水水位等值線圖，對惠山區(qū)地下水位進行內(nèi)插，得到地下水位空間分布圖，見圖2。如圖2（a）所示，2000年末整個惠山區(qū)第Ⅱ承壓水水位埋深皆大于60 m，全區(qū)處于地下水降落漏斗區(qū)。這種地下水位空間分布格局主要是受歷史原因所決定，惠山區(qū)為鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)聚集地，2000年前，取用地下水處于無序狀態(tài)，長時間大量開采地下水使得惠山區(qū)全境處于地下水降落漏斗區(qū)；如圖2（b）所示，2013年末惠山區(qū)僅有洛社鎮(zhèn)部分地區(qū)第Ⅱ承壓水水位埋深大于60 m，處于地下水降落漏斗區(qū)。

圖1 2000-2013年降水量過程圖

通過圖2（a）和（b）對比可以發(fā)現(xiàn)，2013年末埋深大于60 m 范圍面積相較2000年末明顯縮小，50 m、40 m、30 m 水位埋深線向內(nèi)縮進。惠山區(qū)地下水位空間變化規(guī)律為以洛社鎮(zhèn)為中心，各水位埋深線依次向內(nèi)縮進。原錫澄地區(qū)第Ⅱ承壓水漏斗中心區(qū)最深點為洛社鎮(zhèn)，通過水行政部門多年努力，水位回升態(tài)勢良好，目前最深點已轉(zhuǎn)移至江陰市祝塘鎮(zhèn)。洛社鎮(zhèn)監(jiān)測井2000年末地下水位88.06 m，2013年末該井地下水位升至60.18 m，洛社鎮(zhèn)不再是錫澄地區(qū)第Ⅱ承壓水漏斗中心區(qū)最深點。

2.2 地下水位時間變化規(guī)律

本文選取惠山區(qū)堰橋鎮(zhèn)和洛社鎮(zhèn)2 個2000年以來有連續(xù)資料的第Ⅱ承壓水監(jiān)測站點進行分析。

2000年以前惠山區(qū)第Ⅱ承壓水水位持續(xù)下降，形成地下水降落漏斗；禁采工作從2000年開始，每年逐步封井，至2005年12月31日全面完成。此后到2013年為地下水自然回補過程，2000年至今的水位走向與開采量存在對應(yīng)關(guān)系，并隨著開采量大小的變化，水位回升幅度也相應(yīng)變化。2000～2013年，隨著地下水開采量減少，地下水位呈現(xiàn)逐步回升狀態(tài)，可分兩個階段進行闡述。2000～2005年，封井禁采工作進行中，部分深井已封，還有部分深井仍在取用地下水，直至2005年末全面封井完成。地下水開采量的壓縮是個逐步的過程，因此這一階段，地下水位的回升已有跡象，但回升態(tài)勢并不明顯，回升幅度不甚迅猛。2006～2013年，惠山區(qū)第Ⅱ承壓水已無取用（特殊行業(yè)保留井除外），開采量極速減小，目前開采量僅為2000年開采量的1%。地下水位回升迅猛，此段時間內(nèi)地下水位逐年大幅回升。

圖2

圖3 為對2000～2013年開采量統(tǒng)計，選取對應(yīng)時間各代表區(qū)域水位數(shù)據(jù)，繪制地下水開采量—水位過程線圖，著重表現(xiàn)了2000～2013年開采量-水位關(guān)系。2000年惠山區(qū)洛社鎮(zhèn)為錫澄地區(qū)第Ⅱ承壓水降落漏斗中心，2013年末第Ⅱ承壓水降落漏斗中心已從惠山區(qū)轉(zhuǎn)移，最深點惠山區(qū)洛社鎮(zhèn)地下水位較2000年末回升了27.88 m。

3 地下水水質(zhì)分析

2013年10月15日，對惠山區(qū)3眼第Ⅱ承壓井、1 眼基巖裂隙井進行采樣監(jiān)測分析。

3.1 化學(xué)類型

根據(jù)地下水化學(xué)類型舒卡列夫分類法，玉祁鎮(zhèn)第Ⅱ承壓水、錢橋鎮(zhèn)基巖裂隙水均為4-A 型，即HCO3—Na·Ca 型水。堰橋鎮(zhèn)第Ⅱ承壓水為7-A 型，即HCO3—Na 型水。本次監(jiān)測的地下水均屬較高礦化度、適度硬水。

3.2 水質(zhì)評價

（1）感官指標(biāo)：所監(jiān)測的不同類型地下水水樣均無色、無味、無臭，無肉眼可見物，感官指標(biāo)基本符合I 類水標(biāo)準(zhǔn)。

（2）一般化學(xué)性指標(biāo)：pH 值均屬中偏堿性，符合Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)。氯化物、硫酸鹽達(dá)到Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)；總硬度評價為I～Ⅱ類；氟化物均符合Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)。

圖3 2000-2013年開采量水位對比圖

（3）毒理學(xué)指標(biāo)和金屬元素：毒理學(xué)指標(biāo)氰化物（CN）、揮發(fā)酚類（C6H5OH）、鉻（Cr6+）、汞（Hg）均未檢出，金屬元素銅均為小于0.0005 mg/L，鋅在0.0036～0.0648 mg/L 之間，鉛、鎘未檢出，全部符合Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)；砷（As）在0.0004～0.0007 mg/L 之間，均符合Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)。

（4）污染指標(biāo)：本次監(jiān)測的不同類型地下水中硝酸鹽氮、高錳酸鹽、亞硝酸鹽氮檢測均符合Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)；氨氮檢測值評價在Ⅰ～Ⅲ類之間。

本次監(jiān)測的各類型地下水均屬較高礦化度、適度硬水。堰橋、玉祁鎮(zhèn)第Ⅱ承壓水以及錢橋鎮(zhèn)基巖裂隙水水質(zhì)綜合評價均為Ⅲ類。

4 結(jié)語

惠山區(qū)作為錫澄地區(qū)第Ⅱ承壓水曾經(jīng)的漏斗中心區(qū)，其地下水位演變情勢具有重要研究意義。自2000年禁采后，當(dāng)?shù)厮姓块T嚴(yán)格按照《決定》，禁止取用第Ⅱ承壓水，目前第Ⅱ承壓水漏斗中心已從惠山區(qū)洛社鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移。本文選取2000-2013年系列資料，結(jié)合氣候變化、人類活動影響等因子，分析了地下水資源影響因素，從時間和空間兩方面闡述地下水降落漏斗中心區(qū)地下水位變化規(guī)律。從空間上來看，禁采后，惠山區(qū)地下水位等高線表現(xiàn)為以洛社鎮(zhèn)為中心，各水位埋深線向內(nèi)縮進，水位埋深大于60 m 面積從2000年惠山區(qū)全境減小為目前洛社鎮(zhèn)部分地區(qū)。從時間上來看，地下水位變化規(guī)律為隨著年開采量減少，地下水位逐年上升。2000～2005年，封井禁采中，地下水水位緩慢回升，2006年開始，禁采全面完成，地下水位回升迅猛，一直保持著良好的變化態(tài)勢。從水質(zhì)上來看，根據(jù)現(xiàn)有監(jiān)測成果，惠山區(qū)各類型地下水均屬較高礦化度、適度硬水。堰橋、玉祁鎮(zhèn)第Ⅱ承壓水以及錢橋鎮(zhèn)基巖裂隙水水質(zhì)綜合評價均為Ⅲ類。

隨著社會快速發(fā)展，人類活動對水體影響增強，多地區(qū)出現(xiàn)水質(zhì)性缺水，地下水位下降嚴(yán)重，研究惠山區(qū)地下水回升規(guī)律，了解一個原地下水降落漏斗中心地下水位如何回升，以至漏斗中心轉(zhuǎn)移，對于更好地保護地下水資源、促進地下水資源合理開發(fā)利用具有重要現(xiàn)實意義。