府谷縣地下水功能區(qū)劃分研究

劉 謀，康衛(wèi)東

(西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安 710069)

府谷地處我國(guó)西北地區(qū)，地表水資源量少，這就使地下水在資源供給、生態(tài)環(huán)境保護(hù)和地質(zhì)安全保障等方面起著很重要的作用[1]。近些年，由于府谷縣社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，各流域工礦企業(yè)需水量的增加以及對(duì)地下水不合理開(kāi)發(fā)等問(wèn)題日益嚴(yán)重。因此，對(duì)府谷縣進(jìn)行地下水功能區(qū)劃分，提出針對(duì)府谷縣的地下水開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)措施已刻不容緩。

1 研究區(qū)概況

府谷縣地處秦晉蒙三省(區(qū))的接壤地帶。有沙蓋黃土丘陵區(qū)、黃土丘陵區(qū)和河谷階地區(qū)3類地貌[2]。府谷縣的黃河一級(jí)支流主要包含有黃甫川、清水川、孤山川、石馬川、胡橋溝、王川等河流，自西北向東南流經(jīng)府谷縣。黃土丘陵區(qū)基本沒(méi)有取水工程，地下水取水工程主要分布于河谷區(qū)，其中西部孤山川等溝谷，開(kāi)發(fā)利用形式以大口井為主，以生活和灌溉用水為主；北部清水川、黃甫川以大口井加滲渠為主，以生活用水和灌溉用水為主；南部以大口井為主，以生活用水和灌溉用水為主；東部黃河沿岸是區(qū)內(nèi)水量最豐富的地區(qū)，以深井為主，開(kāi)發(fā)利用巖溶水，以縣城用水和部分工業(yè)用水為主。對(duì)府谷縣進(jìn)行水功能區(qū)劃既是一項(xiàng)水資源開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)的工作，又為水資源的管理提供科學(xué)依據(jù)。

2 地下水功能分區(qū)

2.1 地下水系統(tǒng)劃分

本次地下水系統(tǒng)劃分主要根據(jù)府谷縣地形地貌、水文地質(zhì)條件、地表水系發(fā)育特征等[3]。依據(jù)地下水的補(bǔ)徑排條件及取水方式，將府谷縣劃分為皇甫川(Ⅰ)、清水川(Ⅱ)、孤山川(Ⅲ)、悖牛川(Ⅳ)、石馬川(Ⅴ)、胡橋溝(Ⅵ)、王川(Ⅶ)和黃河西側(cè)(Ⅷ)等地下水系統(tǒng)。

2.1.1 地下水資源量及開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀

圖1 地下水系統(tǒng)及計(jì)算單元?jiǎng)澐?/p>

根據(jù)各流域的水資源特征，對(duì)8個(gè)地下水系統(tǒng)進(jìn)一步劃分，細(xì)分為22個(gè)獨(dú)立的水文地質(zhì)單元，然后計(jì)算各水文地質(zhì)單元的可開(kāi)采量、現(xiàn)狀開(kāi)采量、開(kāi)采潛力指數(shù)P(見(jiàn)圖1、表1)。府谷縣地下水資源可開(kāi)采量為31881.2×104m3/a，現(xiàn)狀開(kāi)采量為4624.2×104m3/a。 孤山川、清水川河谷區(qū)、黃甫川河谷區(qū)和悖牛川及東部溝域地區(qū)因煤礦大量疏干排除區(qū)內(nèi)地下水和工業(yè)發(fā)展較發(fā)達(dá)大量開(kāi)采地下水，地下水開(kāi)采潛力P小于0.8，屬于超采區(qū)；悖牛川河谷、石馬川河谷區(qū)和王川地下水開(kāi)采潛力P介于0.8～1.2之間，屬于采補(bǔ)平衡區(qū)；有開(kāi)采潛力區(qū)段的M值，除黃河河谷區(qū)外，其它地段均為可增加開(kāi)采潛力較小區(qū)(見(jiàn)圖2)。

表 1 府谷縣地下水資源量及開(kāi)采潛力分析

圖2 地下水開(kāi)采潛力分析

2.1.2 地下水水質(zhì)狀況

府谷縣區(qū)域內(nèi)的大部分區(qū)域地下水水質(zhì)良好，局部區(qū)域水質(zhì)較差。孤山川、悖牛川、清水川和皇甫川由于工礦企業(yè)比較活躍，水質(zhì)較區(qū)域內(nèi)其他地段差；區(qū)域內(nèi)西南部黃土丘陵區(qū)由于污染型企業(yè)較少，水質(zhì)較好。

2.1.3 潛在的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題

府谷縣處于干旱半干旱區(qū)，該區(qū)域地下水對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響十分顯著，不合理的地下水開(kāi)發(fā)都會(huì)誘發(fā)一系列負(fù)的生態(tài)環(huán)境影響[4]。主要表現(xiàn)在天然植被面積縮減、水域面積萎縮和河流徑流量減少等3個(gè)方面。

2.2 地下水功能區(qū)

地下水功能區(qū)劃將府谷縣各流域看做一個(gè)系統(tǒng)，充分考慮上下游、左右岸、部分與整體、各用水部門(mén)對(duì)地下水資源開(kāi)發(fā)利用[5]。以其主要功能為依據(jù)，進(jìn)行開(kāi)采區(qū)、保護(hù)區(qū)、保留區(qū)劃分，并按照各功能區(qū)確立相對(duì)應(yīng)的水質(zhì)目標(biāo)(見(jiàn)圖3、表 2)。

表2 地下水功能區(qū)

表2(續(xù))

圖3 地下水功能區(qū)劃

(1)開(kāi)采區(qū)。將現(xiàn)在和規(guī)劃未來(lái)期間內(nèi)用于開(kāi)發(fā)利用的流域劃分為開(kāi)采區(qū)，包括集中開(kāi)采區(qū)和分散開(kāi)采區(qū)兩個(gè)二級(jí)功能區(qū)。其中集中開(kāi)采區(qū)主要分布于悖牛川、孤山川西部和東北部流域，以生活和工業(yè)用水為主；分散開(kāi)采區(qū)主要分布于黃河西側(cè)流域，以生活、工業(yè)和農(nóng)業(yè)灌溉用水為主。

(2)保護(hù)區(qū)。 將開(kāi)發(fā)地下水資源對(duì)地下水水位、水質(zhì)變化極為敏感的流域劃分為保護(hù)區(qū)，主要包含一個(gè)水源涵養(yǎng)區(qū)的二級(jí)功能區(qū)。水源涵養(yǎng)區(qū)位于孤山川源頭流域，以水源供給為主。

(3)保留區(qū)。將目前及未來(lái)所需時(shí)具有一定的開(kāi)發(fā)利用潛力，可用作儲(chǔ)備未來(lái)水源的流域劃分為保留區(qū)，主要包含一個(gè)儲(chǔ)備水源區(qū)的二級(jí)功能區(qū)。水源涵養(yǎng)區(qū)位于皇甫川、清水川、王川、胡橋溝和石馬川流域，以分散用水為主。地下水是脆弱的系統(tǒng)，一旦遭到破壞就很難恢復(fù)[6]。在地下水功能區(qū)劃分的基礎(chǔ)上，按照其主要功能和其他用水的要求，結(jié)合區(qū)域?qū)Φ叵滤拈_(kāi)發(fā)利用狀況和生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)，確立相對(duì)應(yīng)的水質(zhì)目標(biāo)。

3 地下水保護(hù)措施

根據(jù)府谷縣地下水功能區(qū)的功能屬性、區(qū)域水文地質(zhì)特征、規(guī)劃期水資源配置對(duì)地下水開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)的要求，采用具有針對(duì)性的分區(qū)域保護(hù)措施[7]。主要針對(duì)孤山川、悖牛川、清水川和皇甫川等流域進(jìn)行保護(hù)，由于這些流域的工礦企業(yè)比較集中、煤礦開(kāi)采較為活躍，地下水水質(zhì)較其他地區(qū)差；此外，還應(yīng)針對(duì)各流域河谷區(qū)進(jìn)行保護(hù)，由于府谷縣的主要水源地分布于黃河沿岸和悖牛川的河谷地帶，工礦企業(yè)的污水排入指定的河流中，河谷區(qū)承擔(dān)著各個(gè)流域的凈污，因此要嚴(yán)格控制管理各個(gè)流域的污染物排放，禁止不達(dá)標(biāo)污染水體排入河流中。

4 結(jié)語(yǔ)

府谷縣地下水資源可開(kāi)采量為3.19×108m3/a，現(xiàn)狀開(kāi)采量為0.46×108m3/a，區(qū)域整體上具有較大的開(kāi)發(fā)利用潛力，但由于局部地區(qū)地下水資源的不合理開(kāi)發(fā)、工礦企業(yè)污染等原因，導(dǎo)致地下水過(guò)度開(kāi)采、地下水位降低和水質(zhì)變化等多重嚴(yán)重的地下水環(huán)境問(wèn)題，因此，需要加強(qiáng)對(duì)地下水的保護(hù)工作。對(duì)府谷縣的地下水資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀、地下水質(zhì)狀況和生態(tài)環(huán)境等一系列影響因素進(jìn)行綜合分析，將其劃分為3個(gè)地下水一級(jí)功能區(qū)，分別為開(kāi)采區(qū)包括集中開(kāi)采區(qū)和分散開(kāi)采區(qū)等2個(gè)二級(jí)功能區(qū)、保護(hù)區(qū)包括水源涵養(yǎng)區(qū)1個(gè)二級(jí)功能區(qū)、保留區(qū)包括儲(chǔ)備水源區(qū)1個(gè)二級(jí)功能區(qū)，并確立了各水功能區(qū)相對(duì)應(yīng)的水質(zhì)目標(biāo)。針對(duì)工礦企業(yè)比較集中、煤礦開(kāi)采較為活躍的流域，應(yīng)加強(qiáng)注重水質(zhì)、水位的保護(hù)；此外，也應(yīng)防止各流域河谷區(qū)河流污染和水質(zhì)惡化現(xiàn)象的發(fā)生。