安徽省地下水資源量及開發(fā)利用特征分析

焦團(tuán)理，李玉明

(安徽省地質(zhì)調(diào)查院，安徽合肥 230001)

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安徽省地下水資源量及開發(fā)利用特征分析

焦團(tuán)理，李玉明

(安徽省地質(zhì)調(diào)查院，安徽合肥 230001)

在分析安徽省水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，將全省劃分為1 999個(gè)計(jì)算單元，以淺層地下水為主要評價(jià)對象，松散巖類孔隙水和碳酸鹽巖類裂隙水采用補(bǔ)給量法，基巖裂隙水采用徑流模數(shù)法，計(jì)算了全省多年平均天然補(bǔ)給資源量，采用生態(tài)環(huán)境約束法計(jì)算了全省地下水可開采資源量，并對其分布特征進(jìn)行了分析。最后分析了全省地下水資源開發(fā)利用存在的問題，提出了地下水合理開發(fā)利用的對策和建議。

地下水資源量；分布特征；開發(fā)利用；安徽省

安徽省供水主要依靠地表水解決，地下水在供水中所占比例很小，但其在全省特別是淮北地區(qū)的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著舉足輕重的作用。安徽省于1984和2002年先后兩次開展了全省地下水資源評價(jià)工作，計(jì)算了地下水天然資源量和可開采資源量，進(jìn)行了地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀評價(jià)和地下水資源潛力分析。上一輪水資源評價(jià)至今已近15年，受氣候及人類活動(dòng)等的影響，區(qū)域水資源補(bǔ)給條件、下墊面條件、地下水開發(fā)利用及水環(huán)境等發(fā)生了較大變化，產(chǎn)生了一系列環(huán)境地質(zhì)問題，需要對地下水資源量和開發(fā)利用情況進(jìn)行重新評價(jià)。地下水在安徽省特別是淮河以北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中起著舉足輕重的作用，是維持良好生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵因素。筆者在以往工作的基礎(chǔ)上，評價(jià)了地下水資源計(jì)算和開發(fā)利用情況，提出了相應(yīng)的對策建議，以期為社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和政府宏觀決策提供參考。

1　地下水資源評價(jià)

1.1地下水資源分區(qū) 安徽省地形復(fù)雜，地勢南高北低，西高東低，地貌類型復(fù)雜多變，山地、丘陵、平原俱全，區(qū)域差異明顯。地質(zhì)構(gòu)造和地形地貌控制了區(qū)域地下水含水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和流動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，據(jù)此可劃分為淮北平原、江淮波狀平原、皖西山地、沿江丘陵平原和皖南山地5個(gè)水文地質(zhì)區(qū)[1]。安徽省地下水資源分區(qū)主要按照流域分區(qū)，由北向南依次分為淮河流域地下水資源區(qū)、長江流域地下水資源區(qū)和新安江流域資源區(qū)，在此基礎(chǔ)上再劃分出1 999個(gè)計(jì)算單元。地下水的補(bǔ)給來源主要為大氣降水，地下水的徑流方向在天然狀態(tài)下與地表水基本相同，排泄方式平原區(qū)以垂向蒸發(fā)為主，山區(qū)以水平滲流方式排入溝谷，匯于江河。淺層地下水多為溶解性總固體小于1.0 g/L的淡水，大于1.0 g/L的微咸水主要零星分布于淮北平原。

1.2地下水天然補(bǔ)給資源量及分布特征采用補(bǔ)給量法(松散巖類孔隙水和碳酸鹽巖類巖溶裂隙水)和徑流模數(shù)法(碎屑巖、巖漿巖和變質(zhì)巖類裂隙水)計(jì)算全省多年平均地下水天然補(bǔ)給資源量。全省多年平均地下水天然補(bǔ)給資源量為208.592 3億m3/a。分布情況見表1、2。

表1　地下水資源分區(qū)多年平均地下水天然補(bǔ)給資源量

由表1可知，淮河流域淮河以北和長江流域長江以南水資源量和天然補(bǔ)給資源模數(shù)較大，淮河以南和長江以北較?。豢紫端烊谎a(bǔ)給資源量最大，裂隙水次之，巖溶水最少，但巖溶水分布面積少，天然補(bǔ)給資源模數(shù)較大。

由表2可知，淮北平原地下水天然補(bǔ)給資源量和天然補(bǔ)給資源模數(shù)均最大，主要為孔隙水。江淮波狀平原地下水天然補(bǔ)給資源模數(shù)最小，為10.500 3萬m3/(km2·a)，主要是地表更新世黏性土廣布，降水入滲系數(shù)小導(dǎo)致，主要為孔隙水。巖溶水主要分布于沿江丘陵平原和皖南山地。

表2　水文地質(zhì)分區(qū)多年平均地下水天然補(bǔ)給資源量

地下水資源量的分布受水文地質(zhì)、氣候、水文和水資源開發(fā)利用等因素的影響。全省孔隙水天然補(bǔ)給資源模數(shù)為3.237 5萬～37.775 2萬m3/(km2·a)，淮北平原一般為15萬～20萬m3/(km2·a)，北部故黃河泛濫平原和現(xiàn)代河流兩側(cè)為20萬～30萬m3/(km2·a)，西北部包氣帶巖性黏土、亞黏土區(qū)為10萬～15萬m3/(km2·a)，東北部低山丘陵外圍黏性土分布區(qū)為5萬～10萬m3/(km2·a)或小于5萬m3/(km2·a)；江淮波狀平原波狀、淺丘狀平原區(qū)為5萬～10萬m3/(km2·a)或小于5萬m3/(km2·a)，淠河、池河等河谷平原區(qū)為15萬～20萬m3/(km2·a)，局部為20萬～30萬m3/(km2·a)；沿江丘陵平原長江河谷平原一般為20萬～30萬m3/(km2·a)，長河、潛水、皖水河流的上游由于包氣帶巖性顆粒較粗，為30萬～40萬m3/(km2·a)，黏性土廣布的波狀平原和淺丘狀平原區(qū)，為5萬～15萬m3/(km2·a)。巖溶水天然補(bǔ)給資源模數(shù)一般大于20萬m3/(km2·a)，淮北平原和江淮波狀平原一般為20萬～30萬m3/(km2·a)；沿江丘陵平原的江北一般為30萬～40萬m3/(km2·a)，江南沿江地區(qū)為40萬～50萬m3/(km2·a)，南部及皖南山地均大于50萬m3/(km2·a)。裂隙水徑流模數(shù)均小于20萬m3/(km2·a)，淮北平原和江淮波狀平原均小于5萬m3/(km2·a)，紅層地區(qū)最小為0.73萬m3/(km2·a)；皖西山地淮河徑流區(qū)為10萬～15萬m3/(km2·a)，長江徑流區(qū)為15萬～20萬m3/(km2·a)；沿江丘陵平原的江北小于5萬m3/(km2·a)，沿江及江南地區(qū)為5萬～10萬m3/(km2·a)；皖南山地紅層分布區(qū)為5萬～10萬m3/(km2·a)，其他地區(qū)為10萬～15萬m3/(km2·a)。

1.3淺層地下水可開采資源數(shù)量及分布特征該研究主要考慮河流的生態(tài)環(huán)境，保持足夠的基流量(75%)，使河流不致因地下水過度開采而出現(xiàn)斷流。以多年平均地下水天然補(bǔ)給資源量與地表水基流量的75%之差作為(多年平均)地下水可開采資源量[2]。全省多年平均地下水可開采資源量為127.166 5億m3/a，占天然補(bǔ)給資源量的比例為60.96%(表3、4)。

由表3可知，總體上與天然補(bǔ)給資源量相似，淮河流域淮河以北和長江流域長江以北可開采資源量和可開采資源模數(shù)較大，淮河以南和長江以南較少；孔隙水可開采資源量最大，巖溶水次之，裂隙水最少。全省地下水可開采資源模數(shù)為9.422 3萬m3/(km2·a)，淮河以北地區(qū)地下水可開采資源模數(shù)最大，為13.938 2萬m3/(km2·a)，新安江流域最小，為4.307 4萬m3/(km2·a)。由表4可知，平原區(qū)可開采資源量和可開采資源模數(shù)均較山區(qū)大，這主要是由于淺層孔隙水的調(diào)節(jié)作用?；幢逼皆叵滤砷_采資源量和可開采資源模數(shù)均最大，分別為52.486 4億m3/a和13.938 2萬m3/(km2·a)，主要為孔隙水。皖西山地基本上為裂隙水，富水性差，地表水基流量相對值較高，可開采資源模數(shù)最小，為4.064 4萬m3/(km2·a)。

表3　地下水資源分區(qū)多年平均地下水可開采資源量

深層承壓水主要分布于淮北平原西部，賦存于阜陽凹陷內(nèi)巨厚的松散沉積層內(nèi)。深層承壓水主要包括黏性土壓密釋水和含水層彈性釋水量，可開采儲存量106.915 3億m3。

表4　水文地質(zhì)分區(qū)多年平均地下水可開采資源量

2　地下水開發(fā)利用概況

2.1地下水現(xiàn)狀開采量 安徽省供水主要依靠地表水資源。2013年全省水資源開發(fā)利用總量296.02億m3，其中地表水開發(fā)利用總量261.95億m3，占水資源開發(fā)利用總量的88.49%；地下水開發(fā)利用總量34.07億m3，占水資源開發(fā)利用總量的11.51%[3]。

由表5可知，安徽省的地下水開發(fā)集中在淮河以北地區(qū)。2013年5個(gè)水資源分區(qū)中，淮河流域的地下水開發(fā)量為31.98億m3，占全省地下水開采總量的93.87%，其中淮河以北地下水開發(fā)量為30.10億m3，占全省地下水開采總量的88.35%；長江流域的地下水開發(fā)量為1.93億m3，占全省地下水開采總量的5.67%；新安江流域的地下水開發(fā)量為0.16億m3，占全省地下水開采總量的0.47%。

安徽省地下水開采主要類型為孔隙水，其次為巖溶水，裂隙水最少?？紫端_采量為30.94億m3，占全省地下水開采總量的90.81%，其中淺層孔隙水23.13億m3，占全省地下水開采總量的67.88%，深層孔隙水7.81億m3，占全省地下水開采總量的22.91%。巖溶水開采量為2.27億m3，占全省地下水開采總量的6.65%。裂隙水開采量為0.86億m3，占全省地下水開采總量的2.52%。

表5　2013年地下水資源分區(qū)地下水開采量

廣大農(nóng)村地下水的開采方式以分散開采為主，主要采用家庭手壓井、自吸泵井、大口徑土井、農(nóng)灌小機(jī)井等，分散開采淺層孔隙水和少許巖溶水、裂隙水用于農(nóng)業(yè)灌溉和農(nóng)村人畜供水。近10年來，國家重視農(nóng)村引水安全問題，很多地區(qū)以村為單位開采深層地下水集中供水。城鎮(zhèn)供水方面，阜陽、亳州、界首、宿州、太和等市縣主要集中開采深層孔隙水；淮北、蕭縣、靈璧等市縣城區(qū)主要開采裂隙巖溶水；沿淮的城鎮(zhèn)及淮河以南的廬江、明光、來安等市城區(qū)開采孔隙水和裂隙水。淮北礦區(qū)和沿江多金屬礦區(qū)，多開采巖溶水、裂隙水作為供水水源。

2.2地下水利用情況 2013年安徽省地下水利用量34.07億m3，總體上占水資源利用的比例很小，但淮河以北地區(qū)地下水利用量在水資源利用量中占有相當(dāng)?shù)谋壤?，其他地區(qū)所占比例很小，均不足5%。地下水利用量中，用于農(nóng)業(yè)14.74億m3，占用水總量的43.26%；用于工業(yè)7.78億m3，占用水總量的22.84%；用于生活7.20億m3，占用水總量的21.13%；其他(包括城鎮(zhèn)公共和生態(tài)環(huán)境等)用水4.34億m3，占用水總量的12.74%。

從全省來看，農(nóng)業(yè)用水所占比例最大，其次為工業(yè)用水和生活用水，其他用水最少?；春恿饔蛞员钡叵滤_采量中4個(gè)方面的用水比例與全省相似，淮河以南工業(yè)與生活用水比例最大，但4個(gè)方面差別不明顯；長江流域以北工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水和生活用水所占比例相當(dāng)，長江以南地區(qū)則主要用于工業(yè)和生活；新安江流域主要用于生活，其次為工業(yè)。

3　地下水資源開發(fā)存在的問題及開發(fā)利用對策

3.1存在的問題

3.1.1地下水開采量逐年增長，地區(qū)差異明顯。近30年來，地下水開采量一直處于增長狀態(tài)，平均以每年1億m3的速度增加，地區(qū)差異顯著，主要集中于淮河以北地區(qū)開采，由于缺乏合理的規(guī)劃，局部地區(qū)超采嚴(yán)重。同時(shí)，節(jié)水措施不受重視，工業(yè)用水重復(fù)利用率低，農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)落后，利用系數(shù)低，導(dǎo)致水資源浪費(fèi)嚴(yán)重；礦山開采疏干排水不僅引發(fā)了一些地質(zhì)環(huán)境問題，還導(dǎo)致水資源浪費(fèi)。

3.1.2地下水資源地區(qū)分布差異較大，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展對水資源的需求不相適應(yīng)。淮北地區(qū)地下水資源相對豐富，但人口眾多，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水資源需求較大，同時(shí)地表水資源缺乏，導(dǎo)致水資源較為短缺。江淮和沿江的北部地區(qū)由于地形及地質(zhì)條件的限制，地下水資源貧乏，且地表水不豐富，水資源供需緊張。沿江地區(qū)雖賦存豐富的地下水，但因其地表水資源豐富，地下水開發(fā)利用程度較低。

3.1.3地表水和淺層地下水受到污染。部分地區(qū)由于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活等污染物影響或自然異常，導(dǎo)致地表水和淺層地下水受到污染，污染物主要為“三氮”、高錳酸鉀指數(shù)、少量重金屬及微量有機(jī)污染物等。地下水污染與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展有一定的密切關(guān)系，在城鎮(zhèn)、工業(yè)集中區(qū)等比較集中，在污染的地表水體周圍及農(nóng)灌區(qū)均有分布，且有擴(kuò)大趨勢，對當(dāng)?shù)鼐用竦慕】禈?gòu)成威脅。

3.1.4不合理開采誘發(fā)地面沉降和巖溶塌陷。安徽省雖然總體上開發(fā)程度較低，但由于不合理集中開采深層孔隙水和巖溶裂隙水，導(dǎo)致區(qū)域地下水位下降，誘發(fā)地面沉降和巖溶塌陷等環(huán)境問題?；幢逼皆捎诩虚_采深層地下水，目前在城鎮(zhèn)及礦區(qū)周圍已近形成若干個(gè)降落漏斗，以阜陽、渦陽、界首、太和、亳州為中心的降落漏斗已經(jīng)連成一體，形成區(qū)域性大漏斗，引發(fā)了嚴(yán)重的地面沉降，阜陽中心沉降量達(dá)1 567.2 mm，范圍達(dá)715.7 km2。因煤礦、銅礦開采或供水，大量疏干和抽取巖溶水，在淮南、銅陵和安慶地區(qū)引發(fā)嚴(yán)重的巖溶塌陷。

3.2開發(fā)利用對策

3.2.1加大淺層地下水開發(fā)力度。全省淺層地下水資源開發(fā)利用程度較低，具有較大的開采潛力，可大力開發(fā)利用淺層地下水。淮北平原主要以地下水作為主要供水水源，由于淺層地下水埋藏淺，分布廣泛，在水量滿足要求的情況下，可加大開發(fā)力度，但淺層地下水對區(qū)內(nèi)的生態(tài)環(huán)境起著重要作用，開采前應(yīng)進(jìn)行規(guī)劃和論證。同時(shí)，淮北平原東北部賦存了豐富的裂隙巖溶水，水質(zhì)好，是有遠(yuǎn)景的大中型工業(yè)供水水源，對該地區(qū)的供水具有重要意義。沿江地區(qū)主要作為輔助水源，可逐步加大地下水開發(fā)利用強(qiáng)度，地勢低洼地帶，應(yīng)注意排水，防治土壤潛育化。江淮波狀平原地下水資源在農(nóng)村人畜用水中具主導(dǎo)地位，采用各種辦法，選取合適井型，尋找、開發(fā)古河道松散巖類孔隙水、風(fēng)化帶裂隙水，對于解決區(qū)內(nèi)人畜用水問題有重要意義[2]。

3.2.2 防止過度開采。調(diào)整淮北平原西部深層地下水和東北部巖溶地下水過于集中的開采布局，防止地下水降落漏斗的繼續(xù)擴(kuò)大，遏制西部地面沉降的進(jìn)一步發(fā)展。

3.2.3做好預(yù)防巖溶塌陷工作。采礦疏排地下水與巖溶塌陷的矛盾不可避免，應(yīng)及早查明巖溶塌陷的發(fā)育規(guī)律，做好預(yù)防工作，同時(shí)做好礦區(qū)地下水的供排工作，綜合利用，防止水資源浪費(fèi)。

3.2.4加強(qiáng)保護(hù)力度，防止地下水污染。地下水污染由于具有隱蔽性和復(fù)雜性，一旦污染，很難治理。因此，應(yīng)以預(yù)防為主，根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)條件和經(jīng)濟(jì)發(fā)展概況，采取科學(xué)的防護(hù)措施，防止地下水污染。同時(shí)對由于原生異常導(dǎo)致質(zhì)量較差的地下水，加強(qiáng)調(diào)查、機(jī)理研究和改水工作。

3.2.5加大節(jié)水工作力度。目前，安徽農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)和工業(yè)用水重復(fù)利用率均較低，總結(jié)推廣先進(jìn)的節(jié)水技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)對緩解水資源緊緊缺的矛盾具有重要意義。

[1] 彭玉懷，陳偉，劉麗麗，等.安徽省環(huán)境地質(zhì)圖系及空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)說明書[R].安徽省地質(zhì)調(diào)查院，2014.

[2] 彭玉懷，楊兆軍，陳偉，等.安徽省地下水資源評價(jià)[R].安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，2002.

[3] 祝麗萍，費(fèi)廣華，張延，等.2013年安徽省地下水資源公報(bào)[R].安徽省水利廳，2014.

Analysis of Groundwater Resources and Characteristics of Exploitation and Utilization in Anhui Province

JIAO Tuan-li, LI Yu-ming

(Geological Survey Academy of Anhui Province, Hefei, Anhui 230001)

Based on analysis of hydrogeological conditions of Anhui Province, shallow groundwater in the whole province was divided into 1 999 calculation units. Average natural supplement of groundwater in several years in Anhui Province was calculated, of which loose rock pore water and carbonate rock fissure water were calculated by recharge method, and base rock fissure water was calculated by runoff modulus method. The quantity of recoverable groundwater resources in the whole province was calculated by ecological environmental constraint method, and its distribution characteristics were analyzed. Finally, main problems in exploitation and utilization of groundwater resources in Anhui Province were analyzed, and corresponding countermeasures and suggestions were proposed.

Groundwater resources; Distribution characteristics; Exploitation and utilization; Anhui Province

焦團(tuán)理(1984- )，男，河南太康人，工程師，從事水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查研究。

2016-07-11

S 273.4

A

0517-6611(2016)23-076-04

鳴謝在水資源評價(jià)過程中得到了安徽省地質(zhì)調(diào)查院副院長彭玉懷教授級高工的悉心指導(dǎo)，在此致謝！