聊城市地下咸水地質(zhì)特征與綜合開發(fā)利用

許慶濤（聊城市水利工程總公司，山東 聊城 252000）

聊城市地下咸水地質(zhì)特征與綜合開發(fā)利用

許慶濤
（聊城市水利工程總公司，山東 聊城 252000）

【摘要】通過分析聊城市地下咸水的地質(zhì)特征，論述了其開發(fā)利用的意義與綜合利用的方法，提出有關(guān)問題和建議。

【關(guān)鍵詞】聊城市；地下咸水；地質(zhì)特征；開發(fā)利用

聊城市位于山東西部，總面積約8715km2，為半干旱地區(qū)，人均占有淡水資源量?jī)H為全國(guó)平均水平的6.5%，其缺口部分主要靠引調(diào)黃河水解決，客水量約占總用水量的50%，為典型的缺水地區(qū)。聊城工業(yè)及生活用水主要靠開采地下水，致使地下水位逐年下降，已形成多個(gè)區(qū)域性漏斗區(qū)。然而在大部分地區(qū)廣泛分布有淺層和中層咸水，一直未得到充分利用。因此，科學(xué)合理開發(fā)利用地下咸水，不僅可增加水資源的可利用量，還可增加淡水的地質(zhì)庫(kù)容，加速降水入滲。

1　地下咸水的地質(zhì)特征

1.1咸水的分布及成因

聊城市地下咸水主要賦存于第四系松散層中，少部分在新近系明化鎮(zhèn)組（N1-2m）上部微膠結(jié)地層中，除本區(qū)沿黃附近地帶，其他縣（市、區(qū)）均有咸水分布，約占聊城總面積的80%；水化學(xué)分帶在垂直方向呈淡——咸——淡或咸——淡分布。對(duì)于存在淺層淡水的區(qū)域，咸水層的頂界面一般在30～85m；咸水層的底界面起伏較大，一般在150～300m。

本區(qū)咸水均為次生咸水，在地質(zhì)歷史上地勢(shì)低洼，地表水與地下水匯集排泄不暢、半封閉的水文地質(zhì)條件下，由于大陸鹽化作用和長(zhǎng)期干旱蒸發(fā)濃縮形成的。對(duì)于淺層咸水，開采量很少，徑流不暢，抬升了水位，也加劇了水質(zhì)咸化。

1.2咸水的水質(zhì)特征

根據(jù)多年水質(zhì)檢測(cè)資料統(tǒng)計(jì)分析，本區(qū)咸水的水化學(xué)類型主要與埋藏深度和礦化度相關(guān)，與地域分布關(guān)系不大，礦化度一般在2～3.5g/L，僅局部區(qū)域在4～5g/L。本區(qū)咸水層特別是中層咸水，在深層淡水過度開采的漏斗區(qū)，水質(zhì)礦化度下降明顯，主要原因是咸水向下越流補(bǔ)給，上部淡水下滲的結(jié)果。

1.3咸水含水層及富水性特征

淺層咸水含水層 （底板埋深一般小于80m）在本區(qū)的冠縣、高唐縣基本呈連續(xù)片狀分布且面積較大，在其他縣（市、區(qū)）呈分散片狀分布，不連續(xù)；中層咸水層除沿黃全淡區(qū)外均有分布。含水層巖性均以河湖沉積相的粉細(xì)砂、中細(xì)砂為主。淺層咸水含水層單層厚度一般在2～12m，每米含水層單位降深出水量一般在0.3～0.5m3/（h·m·m），單井涌水量一般在25～60m3/h，屬潛水——微承壓水。中層咸水含水層單層厚度一般3～15m，每米含水層單位降深出水量一般在0.1～0.4m3/(h·m·m），單井涌水量一般在40～90m3/h，屬典型承壓水。

1.4咸水的補(bǔ)給與排泄

本區(qū)淺層咸水主要接受大氣降水、河流側(cè)向滲漏、農(nóng)田灌溉、地下水側(cè)向徑流等補(bǔ)給；排泄途徑在大部分區(qū)域以少量人工開采為主，在水位埋深較淺的部分地區(qū)，以地表蒸發(fā)和向低洼渠道排泄為主。中層咸水特別是上部存在淺層淡水的區(qū)域，由于上部普遍分布有較穩(wěn)定的黏性土隔水層，基本得不到地表水體及大氣降水的補(bǔ)給；在開采條件下，該咸水含水層靠本身彈性釋水、弱透水層壓密釋放及側(cè)向徑流進(jìn)行補(bǔ)給。由于水質(zhì)較差，埋藏深度較大，人工開采量也很小。

2　開采利用現(xiàn)狀及存在的問題

2.1開采利用現(xiàn)狀

本區(qū)咸水開采量相對(duì)較小并且用途比較單一，主要開采淺層咸水用于農(nóng)田灌溉，主要集中在冠縣、莘縣、高唐3個(gè)縣的部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)，均為引黃灌溉條件差的地區(qū)，灌溉次數(shù)為每年2～3次，礦化度一般均在2～3.5g/L。由于開采咸水灌溉均在當(dāng)?shù)赜袔资甑臍v史，積累了較多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，均未對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)及土壤造成不良影響。中層咸水由于埋藏深度大，基本未得到專門開采。

2.2存在的問題

1）開采量少，用途單一。本區(qū)地下咸水無(wú)論是作為應(yīng)急抗旱水源進(jìn)行農(nóng)田灌溉，還是作為工業(yè)用水，開采量均比較小。據(jù)調(diào)查，采用咸水進(jìn)行灌溉的區(qū)域，基本都是農(nóng)戶自發(fā)集資建機(jī)井，數(shù)量少，規(guī)劃設(shè)計(jì)不合理。

2）對(duì)咸水認(rèn)識(shí)程度不足，缺乏利用規(guī)劃。自20世紀(jì)70年代末以來，聊城市歷次地下水普查或建設(shè)項(xiàng)目水資源論證，均是針對(duì)本區(qū)的淺層淡水或深層淡水，對(duì)咸水調(diào)查也僅限于頂界面和底界面，尚未進(jìn)行過專門的勘查評(píng)價(jià)；對(duì)咸水灌溉尚未開展過專門的試驗(yàn)；由于對(duì)咸水認(rèn)識(shí)程度不夠，迄今為止，地下咸水尚未列入本區(qū)的水資源利用規(guī)劃之中。

3　開發(fā)利用的意義

3.1增加了水資源可開采量，節(jié)約淡水資源

本區(qū)約80%區(qū)域分布有地下咸水，尤其是位于淺層淡水之下的中層咸水，厚度較大，平均為122m，且尚未得到大面積開采；但本區(qū)深層淡水多年超采，已形成多個(gè)區(qū)域性的漏斗區(qū)，淺層淡水亦是如此。如果得到科學(xué)合理的綜合利用，可使聊城市地下水資源可開采量增加60%，節(jié)約了寶貴的淡水資源。

3.2促進(jìn)淺層咸水淡化，增加淡水地下庫(kù)容

淺層咸水由于含鹽量高，開采利用程度低，地下水位埋深較淺，不僅地面蒸發(fā)掉大量水資源，加劇土壤鹽漬化，還占據(jù)著地質(zhì)空間，限制了地面降水入滲，地下水徑流滯緩。若咸水得到開采利用，不僅騰出地下庫(kù)容，加速地面降水入滲，還可使水循環(huán)加快，咸水逐漸淡化。

3.3平衡咸淡水體壓力，阻止深層淡水咸化

本區(qū)深層淡水由于長(zhǎng)期超量開采，已經(jīng)形成了以高耗水工業(yè)區(qū)為中心的多個(gè)漏斗區(qū)，致使該層水位持續(xù)下降，而咸水層由于開采量小，水位基本穩(wěn)定，破壞了咸淡水體的天然平衡。在臨清、茌平等縣（市），深層淡水與其上覆咸水層水位差達(dá)50～80m，懸殊的水頭壓力差導(dǎo)致咸水向下部淡水越流補(bǔ)給，深層淡水咸化，導(dǎo)致相當(dāng)一部分深水井報(bào)廢。通過開采中層咸水，降低水頭壓力，可阻止深層淡水進(jìn)一步咸化。

4　開發(fā)利用措施

4.1農(nóng)業(yè)灌溉

采用咸水灌溉在我國(guó)積累了不少成功經(jīng)驗(yàn)，如寧夏、河南、河北等在20世紀(jì)70年代就開展了咸水灌溉試驗(yàn)，均取得了成功的經(jīng)驗(yàn)。結(jié)合本區(qū)的土壤及氣候條件，對(duì)于礦化度2～3g/L的微咸水均可在小麥、棉花、玉米各個(gè)生長(zhǎng)階段使用，基本無(wú)不良影響，多年使用未出現(xiàn)土壤含鹽量升高現(xiàn)象；對(duì)于礦化度大于3～5g/L半咸水，可用于小麥拔節(jié)后抗旱澆灌使用，每年不超過2次。

4.2特色水產(chǎn)養(yǎng)殖

與海水相比，本區(qū)地下咸水無(wú)污染，水質(zhì)安全、穩(wěn)定有保障，可開采量大且分布廣泛，可以開展咸水養(yǎng)殖，如河蟹、中國(guó)對(duì)蝦、俄羅斯鱘魚等。以上在類似咸水地區(qū)均有成功的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

4.3用于部分工業(yè)用水

本區(qū)大型電解鋁、化工、發(fā)電等工業(yè)的冷卻用水目前基本均為淡水，若采用咸水，每年可節(jié)約大量的淡水資源。對(duì)于氯堿化工企業(yè)，咸水不僅可作為鹽溶劑，還可從其中回收一部分氯化納。

本區(qū)約80%區(qū)域分布有地下咸水，分布廣泛，且可開采量大，科學(xué)合理利用咸水資源，對(duì)于每年總用水量約50%依靠客水資源的聊城市來說，具有十分重要的意義。

（責(zé)任編輯崔春梅）

【中圖分類號(hào)】P641.8

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【文章編號(hào)】1009-6159（2015）-06-0051-02

收稿日期：2015-02-25

作者簡(jiǎn)介：許慶濤(1978—)，男，工程師