菏澤市淺層地下水動(dòng)態(tài)變化規(guī)律與保護(hù)措施研究

周 慶 白 強(qiáng) 侯士鋒

菏澤市淺層地下水動(dòng)態(tài)變化規(guī)律與保護(hù)措施研究

周 慶 白 強(qiáng) 侯士鋒

山東省菏澤市屬于嚴(yán)重缺水地區(qū)，而淺層地下水供水占全市總供水量的50%左右，加強(qiáng)地下水的監(jiān)測(cè)管理和分析研究對(duì)保障全市供水意義重大。用多年積累的長(zhǎng)系列的地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料及時(shí)地分析地下水動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，對(duì)有效保護(hù)地下水資源，實(shí)現(xiàn)地下水資源的可持續(xù)利用，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

一、菏澤市地下水監(jiān)測(cè)站網(wǎng)分布

為掌握淺層地下水的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，從20世紀(jì)70年代起，菏澤市水文局就在全市建立了地下水監(jiān)測(cè)井網(wǎng)。全市現(xiàn)有地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)井180眼(包括專用井81眼)，其中基本井150眼，重點(diǎn)井30眼。

二、菏澤市降雨量的時(shí)空分布分析

菏澤地區(qū)由于降水量年際、年內(nèi)分配不均，季節(jié)性春旱和秋澇時(shí)常發(fā)生。菏澤市1953～2014年全市平均月降水量的統(tǒng)計(jì)分析（見圖1）顯示：1～5月份、汛期（6～9月份）、10～12月份的降水量分別占全年降水量的20%、69%、11%。而汛期降水又以7、8兩月最為集中，約占全年降水量的47%。

圖1 菏澤市1953～2014年平均月降水量分布圖

降水量年際變化較大是該區(qū)氣象方面的另一個(gè)顯著特點(diǎn)，菏澤市1953～2014年全市平均年降水量的變化情況見圖2 。菏澤市多年平均降水量657.1mm，年最大降水量多達(dá)1054mm（1964年），而年最小降水量?jī)H為372mm（1988年），最多年份降水量為最少年份的2.83倍。

圖2 菏澤市1953～2014年逐年降水量圖

三、菏澤市地下水的動(dòng)態(tài)變化特征

菏澤市淺層地下水動(dòng)態(tài)屬降水入滲—開采—蒸發(fā)型，地下水以垂直運(yùn)動(dòng)為主，水平徑流滯緩。據(jù)1975～2014年系列地下水動(dòng)態(tài)資料分析，1975～2002年菏澤市地下水位埋深呈增大趨勢(shì)，其中2001年、2002年為降水量連枯年，地下水位埋深大幅度增加。2003年、2004年、2005年為豐水年，地下水位埋深大幅度減小。全市地下水埋深在2～7m之間變化，地下水位變動(dòng)范圍在在4～5m。菏澤市地下水多年埋深綜合過程線圖（見圖3）。

四、菏澤市地下水資源開發(fā)利用情況

地下水是菏澤市的主要供水水源，生活、工業(yè)用水主要依靠地下水，部分灌區(qū)農(nóng)田灌溉用水也采用地下水。地下水供用水量占菏澤市總供用水量50%以上。2002～2014年全市平均地下水開采量10.54億m3，由于2002年和2003年汛前持續(xù)嚴(yán)重干旱，降雨量極少，因此大量超采地下水，分別開采地下水量12.51 億 m3，12.14億 m3，出現(xiàn)了大面積漏斗區(qū)。漏斗區(qū)曾一度達(dá)5000多km2，中心埋深達(dá)17.67m。

五、菏澤市地

下水漏斗區(qū)的形成與發(fā)展

根據(jù)淺層孔隙水漏斗區(qū)劃定標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合菏澤市的實(shí)際情況，把地下水埋深大于6m的地區(qū)作為漏斗區(qū)。近年來隨著用水量的增加，菏澤市局部范圍內(nèi)因超采地下水形成了不同面積的漏斗區(qū)。各漏斗區(qū)發(fā)生的時(shí)間不同，發(fā)展速度各異。1984年開始在菏澤市東郊形成總面積約19.4km2的漏斗區(qū)，1987年單縣城關(guān)及蔬菜集中種植區(qū)出現(xiàn)漏斗區(qū)，1987～1990年菏澤市漏斗區(qū)面積迅速擴(kuò)大，1988年增加巨野縣營(yíng)里漏斗區(qū)。盡管1990年屬豐水年份，仍又增加鄆城黃安漏斗區(qū)、牡丹區(qū)岳程莊漏斗區(qū)。全市漏斗區(qū)面積已擴(kuò)大到726.6km2。隨著工農(nóng)業(yè)用水的增加，局部井灌區(qū)形成的漏斗區(qū)仍在繼續(xù)擴(kuò)大，至2002年末，埋深超過6m的漏斗區(qū)面積已達(dá)5561km2。由于2003年、2004年、2005年降水充足，各漏斗區(qū)地下水得到較好的回補(bǔ)，地下水位大幅度上升，漏斗區(qū)面積大大縮小，小面積的漏斗區(qū)消失，但單縣城關(guān)、巨野營(yíng)里等漏斗區(qū)仍不能完全恢復(fù)。

圖3 菏澤市地下水多年埋深綜合過程線圖

圖4 1999～2009年地下水漏斗區(qū)面積變化趨勢(shì)圖

選取典型年份1999～2009年全市地下水觀測(cè)井12月26日的實(shí)際監(jiān)測(cè)資料，利用GIS軟件繪制地下水埋深等值線及等值面并計(jì)算出各年份年末地下水埋深大于6m的面積。

地下水漏斗區(qū)面積變化趨勢(shì)圖見圖4。由于2001年、2002年菏澤市降水量偏少、地下水開采量猛增，埋深大于6m的地下水漏斗區(qū)面積急劇增大，2002年年末達(dá)5561km2。2003年屬40年一遇的豐水年份，地下水得到充分補(bǔ)充，地下水漏斗區(qū)面積大大減小，年末為1569km2。2004年、2005年屬豐水年份，2006～2009年屬平水年份，降水充足，使地下水得到較好的補(bǔ)給。2003年以來全市地下水漏斗區(qū)呈逐年減小趨勢(shì)，至2009年末僅為127km2。

六、合理開發(fā)利用和保護(hù)地下水資源的措施和建議

1.全面加強(qiáng)地下水監(jiān)測(cè)與管理

建立完善全市地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和監(jiān)督管理體系，提高地下水監(jiān)測(cè)手段和能力，提升水資源現(xiàn)代化服務(wù)水平，為實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度和生態(tài)文明建設(shè)提供有力的技術(shù)支撐。加強(qiáng)地下水水質(zhì)保護(hù)，防止由于生產(chǎn)活動(dòng)和污廢水的排放污染地下水，對(duì)于污染地區(qū)要查明污染現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，采取相應(yīng)措施進(jìn)行治理。對(duì)于較重要的地下水水源地，要在補(bǔ)給區(qū)設(shè)立地下水水質(zhì)保護(hù)區(qū)，加強(qiáng)地下水水量、水質(zhì)監(jiān)測(cè)，確保地下水源不受污染。

2.加強(qiáng)洪水資源利用

地下水是動(dòng)態(tài)資源，具有多年調(diào)節(jié)、以豐補(bǔ)歉的特性。豐富的降水，將為地下水回灌補(bǔ)源創(chuàng)造條件。全市多年平均河川徑流量6.21億m3，大部分集中在汛期。地表水?dāng)r蓄利用率占河川徑流量的比例不到一半。應(yīng)加大措施充分?jǐn)r截汛期雨洪徑流，對(duì)平原漏斗區(qū)進(jìn)行回灌補(bǔ)源，最大限度地恢復(fù)地下水位，改善水環(huán)境，提高水資源利用率。

3.通過立法，建立地下水資源保護(hù)區(qū)

嚴(yán)禁在水源地保護(hù)區(qū)內(nèi)新建、擴(kuò)建、改建危害水資源保護(hù)的一切項(xiàng)目，清除現(xiàn)有污染源，加強(qiáng)地下水水質(zhì)保護(hù)的力度。合理劃分地下水未超采區(qū)、超采區(qū)范圍；對(duì)于有開采潛力區(qū)的地下水資源進(jìn)行全面規(guī)劃，科學(xué)布局，合理開發(fā)利用；對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)地下水位持續(xù)下降、水質(zhì)惡化、地面塌陷等環(huán)境問題的地下水超采區(qū)和嚴(yán)重超采區(qū)，應(yīng)限制開采和禁止開采，并采取措施積極引水補(bǔ)源，實(shí)現(xiàn)地表、地下聯(lián)合調(diào)蓄，以維護(hù)生態(tài)平衡、實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)開發(fā)利用。

4.科學(xué)設(shè)定黃色預(yù)警線和禁采紅線，合理控制地下水開采量

在各水文地質(zhì)單元內(nèi)，地下水開采量均須小于多年平均補(bǔ)給量。特別是在水環(huán)境脆弱區(qū)，通過及時(shí)預(yù)警或叫停地下水開采，嚴(yán)防因水源地局部開采強(qiáng)度過大而引發(fā)地面沉降等不良環(huán)境問題，不可超過含水層的調(diào)蓄能力，調(diào)整開采布局，減小開采強(qiáng)度；要改變地下水掠奪式開采和地表水過度攔截的錯(cuò)誤做法，要有計(jì)劃地減少地下水開采量，加大放水補(bǔ)源，促進(jìn)采補(bǔ)平衡。

5.加強(qiáng)水資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，嚴(yán)格科學(xué)審批地下水取水許可

在地下水漏斗區(qū)應(yīng)加強(qiáng)引黃灌溉，以利用地表水資源為主；黃泛平原的沿黃地帶，地下水開發(fā)利用水平低，加之引黃灌溉滲漏補(bǔ)給及黃河側(cè)滲補(bǔ)給，致使地下水位長(zhǎng)年偏高，地下水資源豐富，開發(fā)利用潛力較大，沿黃區(qū)可以適量加大地下水的開采。此外還要進(jìn)一步調(diào)整用水結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度考核，將地表、地下及中水統(tǒng)一調(diào)度，科學(xué)利用。

6.盡可能利用地表水補(bǔ)源、地下水庫(kù)調(diào)蓄

地下水庫(kù)具有多年調(diào)節(jié)、減少蒸發(fā)、凈化水質(zhì)、免占耕地、無潰壩隱患等獨(dú)特優(yōu)越性，因地制宜利用地下含水層進(jìn)行調(diào)蓄，修建有壩地下水庫(kù)和無壩地下水庫(kù)，是優(yōu)化荷澤市水資源的重要手段。地下水庫(kù)投資少，見效快，受益持久，對(duì)改善生態(tài)環(huán)境有利■

（作者單位：山東省菏澤市水文局274000）