某城區(qū)地下水資源開采詳查評價

欒曉燕

(齊齊爾市水資源中心，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

0 前 言

水資源是人類賴以生存和發(fā)展的自然資源，隨著我國城市化、工業(yè)化進(jìn)程的加快，城市供水安全問題逐步顯現(xiàn)，水環(huán)境問題日益突出，水資源短缺、水污染已成為影響和制約城市可持續(xù)發(fā)展的重要因素。因此，加強(qiáng)水資源的詳查工作是一項重要工作，迫在眉睫。

1 地下水利用現(xiàn)狀

據(jù)齊齊哈爾市水資源中心調(diào)查資料統(tǒng)計，富拉爾基區(qū)供水工程主要是市政供水工程和企業(yè)自備井供水兩大系統(tǒng)，近郊以農(nóng)田灌溉為主的分散式供水。

區(qū)內(nèi)地下水開采利用現(xiàn)狀是：工業(yè)用水、生活用水主要開采第四系孔隙承壓水，農(nóng)業(yè)灌溉用水及牲畜用水，以開采第四系孔隙潛水為主。第一重型機(jī)械廠、一電廠、二電廠、齊齊哈爾鋼廠、黑龍江化工廠、江岸造紙廠位于嫩江附近，其供水以提取嫩江地表水為主要供水水源，以承壓水作為補(bǔ)充水源的形式供水。

1.1 地表水供水現(xiàn)狀

1)引水工程：

工農(nóng)兵灌區(qū)位于富拉爾基西南近郊，引用熱電廠的冷卻水進(jìn)行自流灌溉，設(shè)計灌溉面積1400hm2，渠長14km。實(shí)際灌溉水田面積720hm2，旱田13.3hm2，灌溉用水量1020×104m3。測區(qū)內(nèi)灌溉水田16hm2，用水量14.40×104m3/a。

2)提水工程：

提水工程主要分布于嫩江岸邊的工業(yè)提水泵站6處，年總提水量6.92×108m3。

1.2 地下水供水現(xiàn)狀

全區(qū)共有機(jī)井 1458眼，其中<50m的深井1358眼，>50m的深井100眼。全區(qū)市政供水水源地5處，自來水供水井21眼，供水能力5.0×104m3/d,實(shí)際開采量937.7×104m3/a。企業(yè)自備水源井34眼，日開采量2.91×104m3/d，年開采量1061.17×104m3/a(見表6 - 2)。農(nóng)田灌溉井(含飲水井)1358 眼，年開采量 893.55 ×104m3/a，總開采量2892.42×104m3/a。

1.3 城市飲用水水源地基本情況

1)鐵東水源地：

鐵東水源地是1955年接管北滿鋼廠(今齊齊哈爾鋼廠)3座自備小型水源和市政府投資新建的1座水源合并組建的。廠部設(shè)在鋼廠住宅甲區(qū)西部，原富拉爾基工程處原址。全區(qū)共有水源4個，第一水源位于鋼廠院內(nèi)東側(cè)，第二水源位于黑龍江化工廠辦公樓西側(cè)，第三水源位于紅岸賓館北鄰，第四水源位于建富路西端北側(cè)。4個水源共有深井19眼，壓力濾罐16臺，50m3清水池兩座，設(shè)計供水能力2.0m3，實(shí)際供水能力2.0×104m3。

2)鐵西水源(即五水源)：

始建于1984年，1999年投產(chǎn)使用，水源地占地面積0.024km2，取水深井12眼，其中8眼深井在農(nóng)田地內(nèi)，2眼深井在居民區(qū)內(nèi)，2眼深井在水源地院內(nèi)，設(shè)有重力式無閥濾池8個，設(shè)計供水能力3.0×104m3?，F(xiàn)實(shí)際供水能力3.0×104m3。

1.4 各業(yè)用水量

1)城市生活用水量：

城鎮(zhèn)生活用水包括居民用水與公共設(shè)施用水。據(jù)富拉爾基區(qū)2019年統(tǒng)計年鑒，共計937.7×104m3。

2)工業(yè)用水量：

根據(jù)齊齊哈爾市水資源管理處提供資料，2019年地下水工業(yè)用水量為1061.17×108m3/a，地表水工業(yè)用水量依據(jù)2019年水利規(guī)劃資料中提供數(shù)據(jù)為65153.9×104m3/a。

3)農(nóng)業(yè)用水量：

根據(jù)富拉爾基區(qū)水務(wù)局提供資料，2019年地下水農(nóng)業(yè)用水量為893.55×104m3/a。地表水資料根據(jù)2019年富拉爾基區(qū)統(tǒng)計年鑒為14.4×104m3/a。

4)各業(yè)總用水量：

富拉爾基區(qū)城鎮(zhèn)各業(yè)總用水量為68060.72×104m3/a，其中生活用水量937.7×104m3/a，工業(yè)用水量 66215.07 ×104m3/a，農(nóng)業(yè)用水量907.95×104m3/a。

2 地下水開采利用條件

為了合理進(jìn)行地下水開采，結(jié)合本區(qū)的地質(zhì)、地貌、水文地質(zhì)條件，進(jìn)行地下水開采利用分區(qū)，共分為二個大區(qū)：即孔隙潛水開采區(qū)和孔隙承壓水開采區(qū)，四個亞區(qū)：即河谷淺井開采區(qū)和低平原淺井開采區(qū)；中深井分散式開采區(qū)和中深井集中式開采區(qū)。

2.1 河谷平原淺井開采區(qū)

分布在嫩江西側(cè)河谷的漫灘之上，含水層巖性主要為礫砂、圓礫。水位埋深1.92-6.24m，含水層厚度30-50m，降深3.5m時，出水量1123.2m3/d，換算出水量2169.71m3/d,富水性分級為1000-3000m3/d等級。地下水水力特性為孔隙潛水。井徑220-300m，井深30-50m，井距300-400m。取水設(shè)備采用6-8寸深井潛水泵。地下水礦化度0.83-1.34g/L，pH值7.2-7.3，水化學(xué)類型為HCO3-Ca型。本區(qū)以開采上層第四系松散巖類孔隙水為主。需水量大時也可開采下層第四系松散巖類孔隙承壓水。

2.2 低平原淺井開采區(qū)

分布在富拉爾基城區(qū)外圍，含水層巖性主要為中砂、粗砂、含礫中粗砂。水位埋深6.40-10.00m，降深2.73m時，出水量1135.99m3/d，換算水量為1824.45m3/d；降深5.9m時，出水量為1889.73m3/d。含水層厚度30-45m，富水性分級1000-3000m3/d。地下水水力特性為孔隙潛水。井徑220-300m，井深30-50m，井距400-500m。取水設(shè)備采用6-8吋深井潛水泵。地下水礦化度0.22-0.63g/L，pH值6.9-7.6，水化學(xué)類型為HCO3-Ca·Mg型。

主要是農(nóng)業(yè)用水，其次是人畜用水，采用分散式開采。

2.3 中深井分散式開采區(qū)

含水層巖性主要為粗砂、礫砂及圓礫。水位埋深8.09-12.68m。降深3.05m時，1431.12m3/d，換算水量4324.16m3/d;降深6.60m時，出水量4749.03m3/d。含水層頂板埋深為30-60m。含水層厚度為40-50m，富水性分級3000-5000m3/d等級。地下水水力特性為孔隙承壓水。井徑220-300m，井深100-120m，井距600-700m。取水設(shè)備采用6-8寸深井潛水泵。地下水礦化度0.21-0.22g/L，pH值7.55-7.84，水化學(xué)類型為HCO3-Ca·Mg型。主要是城區(qū)周圍生活用水和零星工業(yè)用水，采用分散式開采。

2.4 中深井集中式開采區(qū)

含水層巖性主要為粗砂、礫砂及圓礫。水位埋深7.83-8.79m。降深2.5m時，出水量1889.74m3/d，換算水量為5306.14m3/d；當(dāng)降深5.38m時，出水量3024.95m，換算水量12800.56m3/d。含水層頂板埋深為40-60m。含水層厚度為40-50m，富水性分級>5000m3/d等級。地下水水力特性為孔隙承壓水。井徑220-300m，井深100-120m，井距800-1000m，設(shè)計開采量1000-5000m3/d。取水設(shè)備采用6-8寸深井潛水泵。地下水礦化度0.18-0.22g/L，pH值7.59-7.84，水化學(xué)類型為HCO3-Ca·Mg型。主要是城區(qū)生活用水和工業(yè)用水。采用集中式開采。該層水是富拉爾基城區(qū)的主要供水水源。在富拉爾基城鎮(zhèn)中部的一重、北鋼、二水源、三水源及四水源一帶已經(jīng)產(chǎn)生了地下水位下降漏斗。因此該范圍內(nèi)劃定為地下水控制開采區(qū)，嚴(yán)格控制開采量[1]。

2.5 水源地的選取

根據(jù)地下水開采利用現(xiàn)狀，測區(qū)現(xiàn)有地下水水源地5處，均分布在富拉爾基城區(qū)，開采第四系孔隙承壓水。由于大量集中開采地下水，現(xiàn)已產(chǎn)生地下水水位下降漏斗，從而易使上層水質(zhì)較差的潛水補(bǔ)給下層水，造成下層水環(huán)境質(zhì)量下降。為些，宜選取新的供水水源地。位于測區(qū)西北部波狀低平原上的富拉爾基磚瓦廠一帶，中更新統(tǒng)孔隙承壓含水層，其巖性為砂礫石，含礫中粗砂、中粗砂等。厚度大，顆粒粗，結(jié)構(gòu)松散，導(dǎo)水性能好，地下水豐富，單井涌水量為4324.16m3/d，水質(zhì)為低礦化淡水。含水層上部7.00-11.0m粉質(zhì)黏土、黏土。富水地段處于市區(qū)上游，水文地質(zhì)條件好，選擇富水地段做為可供詳勘的水源地是適宜的。

3 地下水開采利用建議

3.1 地下水開發(fā)利用建議

本區(qū)第四系孔隙潛水與承壓水補(bǔ)給來源充沛，水量豐富，易于開采，是富拉爾基區(qū)城鎮(zhèn)目前和今后工農(nóng)業(yè)及生活用水的主要供水水源，現(xiàn)針對目前開采利用地下水資源過程中存在的一些問題，對合理開采地下水資源，提出如下建議。

1)加強(qiáng)水資源管理，制定規(guī)劃、統(tǒng)籌安排。

測區(qū)內(nèi)潛水和承壓水的補(bǔ)給量為3680.85×104m3/a，地下水資源豐富，但并非取之不盡、用之不竭的。由于地下水資源的大量集中開采，已改變了地下水的天然滲流狀態(tài)，為了適應(yīng)工農(nóng)業(yè)日益發(fā)展和提高人民生活的需要，必須加強(qiáng)對地下水資源的管理，制定規(guī)劃，統(tǒng)籌安排，合理開采地下水資源。首先要建立健全地下水資源管理機(jī)構(gòu)，并且科學(xué)的利用供水目的層，合理分配工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生活用水的數(shù)量，制定地下水開采利用和保護(hù)規(guī)劃。貫徹國家的計劃用水和節(jié)約用水的方針，避免目前盲目開采和過量開采的狀況。

2)深淺結(jié)合，分段取水，合理開采。

區(qū)內(nèi)自來水公司水源地生產(chǎn)井和各工廠自備生產(chǎn)井55眼，農(nóng)灌機(jī)電井1358眼。大部分為淺井，井深一般15-45m，由于大量開采承壓水，奪取上游潛水補(bǔ)給，減少向下游排泄，加之井群布局不合理，井距過密，都在同一深度取水，所以，即使在地下水開采利用程度較低的情況下，仍然出現(xiàn)相互干擾和水量衰減。據(jù)潛水等水位線圖，已在測區(qū)東南方向出現(xiàn)區(qū)域下降漏斗的趨勢。對于潛水的開采建議是：要合理布局，井距以300-500m為宜，改變大水漫灌，搞好渠道防滲，實(shí)行計劃用水和節(jié)約用水，逐步擴(kuò)大噴灌、嘀灌和其它灌溉新技術(shù)。對于承壓水不宜在漏斗范圍內(nèi)再擴(kuò)大對地下水的開采，保持漏斗的穩(wěn)定狀態(tài)，根據(jù)含水層厚度大，水量豐富的特點(diǎn)，可根據(jù)抽水試驗(yàn)確定的“有效帶的深度”相應(yīng)采取相鄰不同深度的淺層水(<50m)和中深層水(100-120m)分段開采取水的辦法，如此不僅可以增加單井開采量，而且使地下水源得到充分開采利用[2]。

3)建立健全地下水動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)，加強(qiáng)環(huán)境水文地質(zhì)工作。

黑龍江省環(huán)境監(jiān)測總站齊齊哈爾分站和市水資源中心，在區(qū)內(nèi)設(shè)立了一定數(shù)量的地下水動態(tài)監(jiān)測點(diǎn)，開展了動態(tài)工作，積累了一些資料，但還不夠，承壓水只在城區(qū)中心部位有動態(tài)監(jiān)測井，孔隙潛水只在全合太村有一眼動態(tài)監(jiān)測井。為了合理開采利用和保護(hù)地下水資源，預(yù)報可能出現(xiàn)的問題提供科學(xué)依據(jù)。因此，全面系統(tǒng)的統(tǒng)一安排，建立健全地下水動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)是具有重要意義的。

3.2 地下水水質(zhì)保護(hù)建議

目前，區(qū)內(nèi)地下潛水較大范圍內(nèi)已遭到了人為因素的污染，直接影響著人民的身體健康，所以應(yīng)加強(qiáng)對地下水資源的管理和保護(hù)，采取有效措施，控制地下水的污染范圍和污染程度，對地下水水質(zhì)保護(hù)建議如下：

1)嚴(yán)格要求和控制各工廠對“三廢”的排放標(biāo)準(zhǔn)，防止地下水污染。

2)對現(xiàn)有的排污渠道、污水庫、滲坑和廁所，采取防滲措施。

3)嚴(yán)格控制農(nóng)藥和化肥的使用量和污水的灌溉量。

4)在水源地附近設(shè)立一定范圍的衛(wèi)生防護(hù)帶，在此嚴(yán)禁用滲井、滲坑排放有毒有害廢水。

5)新井生產(chǎn)過程中，一定要提高生產(chǎn)工藝，嚴(yán)格做好止水，防止上層污染水向下入滲。

6)開采承壓水時，控制開采量，以防污染水越流補(bǔ)給，并應(yīng)在地下水的上游擬建新的供水水源地。

7)搞好城市綠化，增加綠地面積，凈化大氣和土壤，防止地下水污染。

8)建立、健全地下水水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)，進(jìn)行地下水長期觀測，定期取樣，做好地下水污染調(diào)查研究[3]。

4 地下水資源與開發(fā)利用前景

測區(qū)內(nèi)總補(bǔ)給量為100845.19 m3/d(3680.85 ×104m3/a)，總排泄量101172.56 m3/d(3692.80 ×104m3/a)，補(bǔ)給量<排泄量 327.37m3/d(11.95×104m3/a)?？傃a(bǔ)給量與總排泄量基本平衡。區(qū)內(nèi)地下水資源是豐富的，抽水試驗(yàn)只是對含水層富水地段進(jìn)行了測試，其涌水量只是較厚含水層的一部分，含水層導(dǎo)水性能好，并具有很好的補(bǔ)給條件。承壓水開采主要集中在市區(qū)，可開采量為55202.99m3/d(2014.91×104m3/a)，中心水位降為2.52 m。伴隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)狀可開采量可能滿足不了需水要求，應(yīng)開辟新的水源地，增加新的開采量。但必須指出，當(dāng)開采強(qiáng)度增大，漏斗范圍擴(kuò)大，深度增加，越流面積以及潛水與承壓水水頭差也隨之增大，將形成地下水水位下降漏斗。另外，還必須采取節(jié)約用水，提高工業(yè)用水的循環(huán)使用率。潛水可開采量為56434.99m3/d(2059.88×104m3/a)，預(yù)測開采量可以滿足近期需水量。