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僅為全國平均水平的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，致使地下水位呈逐年降低趨勢，特別是深層淡水，已經(jīng)形成多個區(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，一直未得到大面積的開采利用。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，一定程度上緩解水資源供需矛盾，還能增加淡水的地質(zhì)庫容，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

該區(qū)咸水均為次生咸水，其形成地質(zhì)時代主要在早更新世(Q1)—中更新世(Q2);是在地質(zhì)歷史上地勢低洼，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期干旱蒸發(fā)濃縮形成的。對于淺層咸水，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)檢測資料統(tǒng)計分析，該區(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。詳見下表。

聊城市地下咸水水質(zhì)特征一覽表

該區(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給，上部淡水下滲。

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)在該區(qū)的冠縣、高唐基本呈連續(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(頂板埋深一般在40～80m)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，累計厚度一般在10～25m，每米含水層單位降深出水量一般在0.3～0.5m3/(h·m2)，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在3～15m，累計厚度一般在20～40m，底板埋深最大可達(dá)300m，每米含水層單位降深出水量一般在0.1～0.4m3/(h·m2)，單井涌水量一般在40～90m3/h，屬典型承壓水。

1.4 咸水的補給與排泄

該區(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，致使水環(huán)境相對封閉，基本得不到地表水體及大氣降水的補給。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)向徑流進行補給。由于水質(zhì)較差，埋藏深度較大，人工開采量也很小。但在部分地區(qū)，由于過量開采深層淡水，形成漏斗區(qū)，存在中層咸水向下越流補給的現(xiàn)象。該層水的總體流向與下部深層淡水具有一致性，呈西南—東北向。

2 地下咸水的開采利用現(xiàn)狀及存在的問題

2.1 開采利用現(xiàn)狀

該區(qū)咸水開采量相對較小且用途比較單一，主要開采淺層咸水用于農(nóng)田灌溉，主要集中在冠縣、莘縣、高唐三個縣的部分鄉(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。由于開采咸水灌溉在當(dāng)?shù)匾延袔资甑臍v史，積累了較多的實踐經(jīng)驗，均未對農(nóng)作物生長及土壤造成不良影響。中層咸水由于埋藏深度大，基本未開采。隨著近幾年政府興建村村通自來水工程，農(nóng)村不再開采苦咸水作為生活飲用水。

2.2 存在的問題

2.2.1 開采量少，用途單一

翟大姐一開始不敢做，一來怕成本太高，二來自己對化肥行業(yè)不是很懂。但是聽到百姓的心聲，翟大姐決定滿足百姓的需求，不懂就親自去考察化肥品種。哪種牌子的化肥好用，哪種化肥能幫助農(nóng)民增產(chǎn)就賣哪種。翟大姐說：“我選化肥的時候看了好幾個品種，當(dāng)時自己開車去了好幾個省，光是東北和山東就跑了兩趟，最后還是選擇了大廠家，第一次拉貨拉了90多噸，沒想到第二年就翻了好幾倍，賣了400多噸?！?/p>

該區(qū)地下咸水無論是作為應(yīng)急抗旱水源進行農(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，采用咸水進行灌溉的區(qū)域，基本都是農(nóng)戶自發(fā)集資建機井，數(shù)量少，規(guī)劃設(shè)計不合理。

2.2.2 對咸水認(rèn)識程度不足，缺乏利用規(guī)劃

自20世紀(jì)70年代末以來，聊城歷次地下水普查或建設(shè)項目水資源論證，均是針對該區(qū)的淺層淡水或深層淡水，對咸水調(diào)查也僅限于頂界面和底界面，尚未進行過專門的勘查評價;對咸水灌溉尚未開展過專門的試驗;由于對咸水認(rèn)識程度不夠，迄今為止，地下咸水尚未列入該區(qū)的水資源利用規(guī)劃之中。

3 地下咸水的綜合開發(fā)利用

3.1 綜合開發(fā)利用的意義

3.1.1 增加水資源可開采量，節(jié)約淡水資源

該區(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，尚未得到大面積開采;但該區(qū)深層淡水多年超采，已形成多個區(qū)域性的漏斗區(qū)，淺層淡水也是如此。如果得到科學(xué)合理的綜合利用，保守估計可使聊城地下水資源可開采量增加60%，節(jié)約寶貴的淡水資源，對于每年水資源用量缺口約50%的聊城來說，具有十分重要的意義。

3.1.2 促進淺層咸水淡化，增加淡水地下庫容

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，可騰出地下庫容，加速地面降水入滲，水循環(huán)加快，使咸水逐漸淡化。

3.1.3 平衡咸淡水體壓力，阻止深層淡水咸化

該區(qū)深層淡水由于長期超量開采，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，這樣懸殊的水頭壓力差導(dǎo)致咸水向下部淡水越流補給，深層淡水咸化，導(dǎo)致相當(dāng)一部分深水井報廢。通過開采中層咸水，可降低水頭壓力，阻止深層淡水進一步咸化。

3.2 綜合開發(fā)利用的措施

3.2.1 農(nóng)業(yè)灌溉

采用咸水灌溉在我國積累了不少成功經(jīng)驗，如:寧夏、河南、河北等在20世紀(jì)70年就開展了咸水灌溉試驗，均取得了成功的實踐經(jīng)驗，并得到推廣。結(jié)合該區(qū)的土壤及氣候條件，對于2～3g/L的微咸水均可在小麥、棉花、玉米各個生長階段使用，基本無不良影響，多年使用未出現(xiàn)土壤含鹽量升高現(xiàn)象;對于大于3～5g/L的半咸水，可用于小麥拔節(jié)后抗旱澆灌，每年不超過兩次。有條件的地區(qū)，可咸淡水混合開采、混灌、輪灌，以節(jié)約淡水資源，加速咸淡水循環(huán)交替，使咸水逐步淡化。

3.2.2 特色水產(chǎn)養(yǎng)殖

與海水相比，該區(qū)地下咸水無污染，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、中國對蝦、俄羅斯鱘魚等。以上在類似咸水地區(qū)均有成功的實踐經(jīng)驗，具有廣闊的市場前景。

3.2.3 用于部分工業(yè)用水

該區(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)約數(shù)量可觀的淡水資源。對于氯堿化工企業(yè)，咸水不僅可作為鹽溶劑，還可從其中回收一部分NaCl。

4 問題與建議

聊城市約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，對于每年總用水量約50%依靠客水資源的聊城來說，具有十分重要的意義。若盲目開采利用，可能會導(dǎo)致土壤次生鹽堿化、澇漬、污染水源及地質(zhì)環(huán)境等問題。因此，為實現(xiàn)咸水的可持續(xù)開發(fā)利用，應(yīng)加強以下幾個方面的研究:

a.開展適合該區(qū)特點的咸水利用技術(shù)研究，保證其科學(xué)安全合理應(yīng)用。

b.對咸水資源進行論證評價，查清其供水水文地質(zhì)條件，這是咸水實現(xiàn)可持續(xù)開采的決策依據(jù)。

c.由于咸水具有腐蝕性，增加了供水井、給水管道和設(shè)備的建設(shè)成本，加之咸水本身應(yīng)用的局限性，對其推廣應(yīng)用造成了較大困難，建議對于咸水資源的利用給予政策支持?！?/p>

[1] 聊城地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測站.聊城地區(qū)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測報告(1991—1995)［R］.1996.

[2] 郭永杰，崔云玲，呂曉東，等.國內(nèi)外微咸水利用現(xiàn)狀及利用途徑［J］.甘肅農(nóng)業(yè)科技，2003(8):3-5.

[3] 王衛(wèi)光，王修貴，沈榮開，等.微咸水灌溉研究進展［J］.節(jié)水灌溉，2003(2):9-11.