阜陽市環(huán)境水文地質(zhì)特征分析

孫麗娟

(阜陽市水資源管理處,安徽 阜陽 236001)

1 水文地質(zhì)概況

阜陽市位于安徽省的西北部，地形平坦開闊，西北高，東南低，地形坡降l/8000。地貌為沖積平原和剝蝕一沖積平原。區(qū)內(nèi)氣候溫暖濕潤(rùn)，年均降水量869.1mm。降水年內(nèi)分配不均，6～8月降水量占全年的60%左右。

阜陽市位于中朝淮北地臺(tái)南部，新生代以來，區(qū)內(nèi)廣泛沉積了巨厚的具多層結(jié)構(gòu)河相沉積物。地下水按埋藏深度可分劃為四個(gè)含水層組。淺層含水層組，屬于上更新統(tǒng)組成，底板埋深50m，砂層厚薄度不一，在古河道地帶砂層厚，河間地帶砂層薄。含水砂層顏色以為灰黑、棕黃色為主，砂層顆粒細(xì)小以粉砂為主，水化學(xué)類型為HCO3- Ca型，礦化度小于1g/L，水氟0.5～0.8g/L。中層含水層組，主要由第四系中、下更新統(tǒng)組成，含水砂層埋藏深度50～150m，地下水具有承壓性。該層是90年代城市供水的主要采水層，其賦存地下水的砂層，結(jié)構(gòu)松散，分選性較好，與粘性土互層形成多元結(jié)構(gòu)。砂顆粒較淺層粗大，以細(xì)砂、粉細(xì)砂、中細(xì)砂為主。水化學(xué)類型為HCO3- Na型，礦化度小于1g/L，水氟0.8～1.2g/L。深層含水層組，由晚第三紀(jì)上部地層組成。埋藏深度150～350m，地下水具有承壓性可自流。該含水層組結(jié)構(gòu)松散，分選性一般，含水砂層單層厚度大，主要是中砂、中細(xì)砂、細(xì)砂及粉砂，水化學(xué)類型為HCO3- Na型，礦化度1g/L左右，水氟0.9～2.5g/L。

區(qū)內(nèi)深層地下水無側(cè)向補(bǔ)給，其補(bǔ)給來源主要有垂向越流補(bǔ)給及粘性土層壓密釋水。超深層含水層組，埋藏深度>350m，地下水具有承壓性可自流。含水層巖性為半固結(jié)中粗砂。

2 地下水的補(bǔ)給來源

區(qū)內(nèi)淺層地下水補(bǔ)給來源較多，以降水滲入補(bǔ)給為主，此外還有地表水體下滲補(bǔ)給、農(nóng)田灌溉回滲補(bǔ)給、上游逕流補(bǔ)給。中、深層地下水的補(bǔ)給來源是越流補(bǔ)給，超深層地下水基本沒有補(bǔ)給來源。其排泄途徑均以蒸發(fā)或人工開采為主。

從淺層地下水的補(bǔ)給來源來看，大氣降水入滲補(bǔ)給占的比例最大，約90%以上，灌溉回滲補(bǔ)給量較少，僅占5%。農(nóng)業(yè)灌溉主要是開發(fā)利用淺層地下水，次為溝渠地表水。

3 地下水資源的開發(fā)與利用

工業(yè)用水及城鎮(zhèn)居民生活用水均以中層地下水和深層地下水為主，地表水用量較少。地下水資源的開發(fā)利用主要有工業(yè)、農(nóng)業(yè)、居民生活用水三種形式。

3.1 集中型工業(yè)用水

區(qū)內(nèi)潁河、泉河污染較為嚴(yán)重，工業(yè)生產(chǎn)用水以開發(fā)利用中、深層地下水為主，用水量為0.47億m3/a，占比6.62%，2015年各市縣區(qū)工業(yè)用水量較上年有所增加，見表1。

表1 工業(yè)用水量一覽表

3.2 分散型農(nóng)業(yè)灌溉用水

農(nóng)業(yè)用水主要用于灌溉，取自淺層潛水，井深一般小于50m。用水量0.3億m3/a，占比46.2%，農(nóng)業(yè)用水較上年有所下降，全區(qū)各市縣農(nóng)業(yè)用水量見表2。

表2 農(nóng)業(yè)用水量一覽表

3.3 城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村居民生活用水

城鎮(zhèn)居民生活用水多為中、深層地下水。目前正在進(jìn)行農(nóng)村安全飲水工程，農(nóng)村居民生活用水將逐步開發(fā)利用中、深層地下水資源來替代淺層地下水資源。城市及農(nóng)村居民生活用水量為0.31億m3/a，約占比47%。潁上縣地下水資源開采量有所減少，其他四縣三區(qū)地下水開采量均較往年有所增加見表3。

表3 居民生活用水一覽表

4 中、深層地下水水位與降落漏斗

4.1 區(qū)域地下水水位動(dòng)態(tài)特征

4.1.1 淺層地下水水位動(dòng)態(tài)

淺層地下水開采量與氣候變化有關(guān)，雨季開發(fā)量小，旱季開發(fā)量大，導(dǎo)致水位變化動(dòng)態(tài)受氣候影響，而表現(xiàn)為典型的蒸發(fā)-降水型動(dòng)態(tài)特征。淺層地下水與地表水為互補(bǔ)關(guān)系，豐水期局部地段地表水補(bǔ)給淺層地下水，其余時(shí)段均是淺層地下水補(bǔ)給地表水體。淺層地下水水位變化表現(xiàn)為枯水期位埋深大，多在2～4m，最大水位埋深為6m左右；豐水期水位埋深小1～3m，沿淮地區(qū)水位埋深偏大，多在5.0m左右。

從區(qū)域淺層地下水等水位線圖來看，豐水期淺層地下水等值線在西部平行狀排列，城區(qū)西側(cè)受阜陽閘影響，水力坡度變緩；潁上閘上游淺層地下水水位等值線也表現(xiàn)為水力坡度平緩區(qū)；區(qū)內(nèi)東部和南部水位等值線水力坡度較大?？菟跍\層地下水等值線在西部平行狀排列，受節(jié)制的影響，地下水等水位線水力坡度變小，沿淮地區(qū)及潁上東南部等水位線水力坡度較大。

區(qū)域淺層地下水位動(dòng)態(tài)變化規(guī)律明顯，西部水位線在枯水期和平水期呈水平狀態(tài)，在豐水期呈上升趨勢(shì)。沿淮地區(qū)水位歷時(shí)曲線上半年呈下降趨勢(shì)，下半年水位歷時(shí)曲線呈上升狀態(tài)。

4.1.2 中層地下水水位動(dòng)態(tài)

中層地下水埋藏較深，有淺層地下水的阻隔，受大氣影響微弱，主要消耗于人工開采，是典型的開采型動(dòng)態(tài)特征。

越流補(bǔ)給是中層地下水的補(bǔ)給型式，區(qū)內(nèi)工業(yè)和生活用水取自中層地下水，所以人工開采成為中層地下水的排泄方式。中深層地下水的流向，為開釆區(qū)周邊流向地下水開采中心。

區(qū)內(nèi)中層地下水位動(dòng)態(tài)變化表現(xiàn)為持續(xù)下降趨勢(shì)，水位動(dòng)態(tài)曲線斜率穩(wěn)定，年水位下降1.0～2.0m。

4.1.3 深層地下水水位動(dòng)態(tài)

深層地下水埋藏深，受大氣影響因素較少，水位動(dòng)態(tài)變化主要受人工開采影響，為人工開采型動(dòng)態(tài)。

深層地下水埋藏深度較大，接受補(bǔ)給能力弱，主要為越流補(bǔ)給。排泄主要是人工開采，用于工業(yè)和城鎮(zhèn)居民生活用水，水位呈持續(xù)下降趨勢(shì)，動(dòng)態(tài)曲線斜率穩(wěn)定，水位變幅2m左右。形成較大的水位降落漏斗，地下水流向開采中心。

4.1.4 超深層地下水水位動(dòng)態(tài)

該含水層由于尚未建立區(qū)域性的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，阜陽地?zé)峋?10m，水位呈下降之勢(shì)。

4.2 阜陽城區(qū)地下水水位動(dòng)態(tài)特征

(1)淺層地下水水位動(dòng)態(tài)

阜陽城區(qū)淺層地下水與區(qū)域地下水同樣主要接受大氣降水補(bǔ)給，同時(shí)還接受農(nóng)田灌溉回滲補(bǔ)給、上游逕流補(bǔ)給，蒸發(fā)、農(nóng)業(yè)灌溉、農(nóng)村居民用水、側(cè)向逕流是其排泄的主要途徑。

目前水位動(dòng)態(tài)仍然保持天然狀態(tài)。2016年阜陽市淺層地下水年均水位與2015年差值在-0.43～0.38m之間，為基本穩(wěn)定區(qū)。水位標(biāo)高在26.57～29.10m之間，西高東低，城區(qū)西北的潁河與泉河之間至老泉河一帶及阜陽城以南水位埋深<2.00m，其它地區(qū)水位埋深>2.00m。就時(shí)間變化而言，與區(qū)域上相一致。

(2)中層地下水水位動(dòng)態(tài)

阜陽城區(qū)中層孔隙水水位動(dòng)態(tài)亦為開采動(dòng)態(tài)類型。阜陽城區(qū)中層地下水的補(bǔ)給、排泄與區(qū)域相同，地下水流向城區(qū)地下水開采中心，地下水降落漏斗呈現(xiàn)一長(zhǎng)軸為北東-南西向。

城區(qū)中層地下水降落漏斗中心下降趨勢(shì)明顯，斜率較大，年水位下降幅度大于2m，同時(shí)位于降落漏斗中心的監(jiān)測(cè)孔，水位波動(dòng)大；降落漏斗外圍水位緩慢下降，趨勢(shì)平緩，水位曲線斜率穩(wěn)定，年水位下降幅度小于2m。

位于阜陽城降落漏斗中心阜城閘東區(qū)水位波動(dòng)較大，全年水位處于波動(dòng)中，6月出現(xiàn)最低水位，3月出現(xiàn)最高水位年內(nèi)水位變幅5.08m。

受降開釆量的影響，阜城中層孔地下水位枯水期較往年同期下降0.05～1.59m，下降最大的為降落漏斗中心長(zhǎng)期觀測(cè)井，年最大下降幅度為2.59m。

(3)深層地下水水位動(dòng)態(tài)

深層地下水同樣為開采動(dòng)態(tài)類型。深層孔隙水的補(bǔ)給、排泄與區(qū)域相同，地下水逕流向地下水開采中心，城區(qū)深層地下水開采漏斗呈橢圓形。

由于區(qū)內(nèi)工業(yè)及生活用水量逐年增大，深層地下水的開發(fā)量不斷增加，表現(xiàn)到深層地下水水位呈下降趨勢(shì)，地下水開采漏斗隨之不斷擴(kuò)大。市區(qū)地下水平均水位埋深61m，最低水位埋深63m；最高水位埋59m，水位年變幅4m，年底月均水位較上年同期水位降0.5m。

市區(qū)外圍深層地下水水位埋深大于22m，年內(nèi)平均水位埋深22.46m，年下降1.34m。

5 結(jié)語

5.1 結(jié)論

(1)淺層地下水位與氣候因素密切相關(guān)，隨降水量變化而變化，并有明顯的滯后規(guī)律。

(2)中深層地下水位變化主要受人工開采影響，開采量大水位下降，開采量減少，水位逐步恢復(fù)。

(3)城市水位降落漏斗不斷擴(kuò)大，應(yīng)引起足夠重視。

5.2 建議

(1)水資源管理部門，必須嚴(yán)格對(duì)抽取地下水采取計(jì)劃用水、節(jié)約用水管理、嚴(yán)格取水許可和建設(shè)項(xiàng)目水資源論證管理。漏斗區(qū)范圍內(nèi)嚴(yán)格控制打井，保證水資源的可持續(xù)利用。

(2)進(jìn)一步加強(qiáng)地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，不斷完善地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)深層地下水分層監(jiān)測(cè)孔，及時(shí)了解掌握開采狀態(tài)下的各層地下水動(dòng)態(tài)。

(3)過量開采深層地下水是阜陽市引起地面沉降的主要原因，因此壓縮深層地下水開采量，人工增加補(bǔ)給量，調(diào)整開采層位，實(shí)行淺、中、深層相結(jié)合，分級(jí)分質(zhì)供水，擴(kuò)大地表水利用，防止地質(zhì)環(huán)境進(jìn)一步惡化。

(4)各縣市城區(qū)靜水位埋深不斷擴(kuò)大，形成水位降落漏斗。要控制地下水開采量，調(diào)整開采層位等，防止環(huán)境地質(zhì)問題的進(jìn)一步惡化。

(5)農(nóng)村居民大多以淺層地下水作為飲用水源，要注意保護(hù)取水井周圍的環(huán)境，防止水源的污染。

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