淺析安徽蕪湖市地下水資源特征及開發(fā)利用現(xiàn)狀

曾明秀

摘要：文章通過對(duì)安徽蕪湖市地下水水質(zhì)、分布特征及供排水特征進(jìn)行分析，對(duì)該地區(qū)地下水資源特征進(jìn)行論證，對(duì)該地區(qū)地下水資源利用現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)，為蕪湖地區(qū)地下水資源的開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地下水；開發(fā)；蕪湖市

1.引言

城市化是在一定的地質(zhì)環(huán)境中進(jìn)行的，城市化進(jìn)程的快慢和規(guī)模受到地質(zhì)環(huán)境條件和容量的制約。地下水資源是自然資源的一部分，地下水資源是水資源的重要組成部分，各種資源中尤其是人賴以生存的水資源和城市拓展發(fā)展空間的土地資源及地下空間資源，構(gòu)成城市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)；城市人口的急劇增長(zhǎng)使城市對(duì)水、土地和地下空間等資源的需求持續(xù)增長(zhǎng)。因此，城市地質(zhì)資源與城市發(fā)展是密切相關(guān)的。

2.地下水資源特征

地下水作為水資源的重要組成部分，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著十分重要的作用，從戰(zhàn)略高度來認(rèn)識(shí)地下水資源的地位和作用，從以涵養(yǎng)、保護(hù)地下水資源為目標(biāo)、以生態(tài)環(huán)境建設(shè)相協(xié)調(diào)為目標(biāo)、以加強(qiáng)地下水管理為核心、以挖掘地下水潛力為目標(biāo)、以探索科學(xué)利用上層承壓水為中心等的地下水可持續(xù)利用戰(zhàn)略分析是當(dāng)前地下水科學(xué)開發(fā)利用中最為迫切需要研究的問題。

1.1地下水資源類型

研究區(qū)地下水資源類型劃分為松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖裂隙巖溶水、基巖裂隙水和紅層孔隙裂隙水四種類型。其中：松散巖類孔隙水中的承壓水，分布面積廣、厚度大、富水性較好，單井涌水量可達(dá)100m3/d～3000m3/d，是本區(qū)的主要供水目的層；碳酸鹽巖裂隙巖溶水由于含水巖組巖溶發(fā)育程度不等，其富水性也不均一，單井涌水量一般介于10m3/d～1000m3/d之間；基巖裂隙水由于含水巖組的巖性差異和裂隙發(fā)育程度不等，其富水性差異較大，且不宜集中供水，單井涌水量一般<10m3/d，但在構(gòu)造有利的部位，單井涌水量可達(dá)100m3/d～200m3/d；紅層孔隙裂隙水富水性貧乏，單井涌水量一般<5m3/d。

1.2水質(zhì)

根據(jù)本次取樣成果及以往工作成果的分析，研究區(qū)地下水一般為無色、透明、無嗅、無味，僅在湖塘及生活污水無排泄管道的城鎮(zhèn)居住區(qū)，松散巖類孔隙潛水局部具有泥腥、鐵銹味。承壓含水層基本未受污染，水質(zhì)為良好、較好級(jí)。根據(jù)地下水監(jiān)測(cè)資料，研究區(qū)地下水水質(zhì)近年來變化不大。同時(shí)，受含水層巖性、地下水補(bǔ)、徑、排條件的控制影響，研究區(qū)形成了不同的地下水水質(zhì)類型：松散巖類孔隙潛水的化學(xué)類型略有變化，由HCO3-Ca型、HCO3-Ca·Mg型、HCO3-Ca·Na型可變化為HCO3·Cl-Ca·Mg型、HCO3·SO4-Ca·Na·Mg型；松散巖類孔隙承壓水的化學(xué)類型為HCO3-Ca·Mg型、HCO3-Ca·Mg·Na型；碳酸鹽巖裂隙巖溶水的化學(xué)類型主要為HCO3-Ca型、HCO3-Ca·Mg型；基巖裂隙水的化學(xué)類型主要為HCO3·SO4-Ca·Mg型。

根據(jù)地下水監(jiān)測(cè)資料，研究區(qū)地下水水質(zhì)主要為較好，次為優(yōu)良—良好，無極差一類的水質(zhì)。較差地段主要分布于市區(qū)及城郊集鎮(zhèn)區(qū)、工業(yè)區(qū)及農(nóng)墾區(qū)等地，影響地下水水質(zhì)的主要項(xiàng)目為鐵、錳，次為氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽。

3.地下水資源量計(jì)算

地下水資源量是指地下水中參與水循環(huán)且可以更新的動(dòng)態(tài)水量，是某一時(shí)段內(nèi)地下含水層接收的降水、地表水體、側(cè)向徑流以及人工回灌等各項(xiàng)滲透補(bǔ)給量的總和，其主要受降水、地表巖性、地貌等因素的影響。地下水可開采資源量是指通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)合理的取水構(gòu)筑物，在整個(gè)開采期內(nèi)出水量不會(huì)減少，動(dòng)水位不超過設(shè)計(jì)要求，水質(zhì)和水溫變化在允許范圍內(nèi)，不影響已建水源地的正常開采，不發(fā)生危害環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)象的前提下，單位時(shí)間從水文地質(zhì)單元或取水地段中所能取出的地下水量。

3.1地下水資源分區(qū)

本次地下水資源計(jì)算分區(qū)主要根據(jù)地下水補(bǔ)給、徑流、排泄等條件，首先將研究區(qū)劃分為長(zhǎng)江以北、長(zhǎng)江以南2個(gè)水文地質(zhì)單元，再根據(jù)地下水含水巖組類型和水力性質(zhì)劃分為松散巖類孔隙潛水、松散巖類孔隙承壓水、碳酸鹽巖裂隙巖溶水和塊狀巖類基巖裂隙水共6個(gè)亞區(qū)（見圖1）。由于紅層孔隙裂隙含水巖組、層狀巖類裂隙含水巖組及山前斜地的孔隙潛水賦水性差，富水性貧乏、極貧乏，故本次不予計(jì)算。

3.2地下水天然補(bǔ)給資源量

（1）計(jì)算公式

地下水天然補(bǔ)給資源量主要包括降水入滲補(bǔ)給、河流側(cè)向補(bǔ)給、地下水徑流補(bǔ)給等。因此，本次地下水天然補(bǔ)給資源量主要計(jì)算大氣降水入滲量、河流側(cè)向補(bǔ)給量和地下水徑流補(bǔ)給量（供水邊界計(jì)算河流側(cè)向補(bǔ)給、無限邊界計(jì)算地下水徑流補(bǔ)給）。松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖裂隙巖溶水天然補(bǔ)給資源量采用補(bǔ)給量法進(jìn)行計(jì)算；基巖裂隙水天然補(bǔ)給資源量采用徑流模數(shù)法進(jìn)行計(jì)算。

（2）計(jì)算結(jié)果

研究區(qū)地下水天然補(bǔ)給資源量合計(jì)為2.066億m3/a，天然資源模數(shù)為24.37萬m3/a·km2。其中：松散巖類孔隙水天然補(bǔ)給資源量為1.850億m3/a，碳酸鹽巖裂隙巖溶水天然補(bǔ)給資源量為0.164億m3/a，基巖裂隙水天然補(bǔ)給資源量為0.052億m3/a。

從研究區(qū)的水文地質(zhì)分區(qū)來看，長(zhǎng)江以北地下水天然補(bǔ)給資源量為0.872億m3/a，天然資源模數(shù)為25.36萬m3/a·km2；長(zhǎng)江以南地下水天然補(bǔ)給資源量為1.194億m3/a，天然資源模數(shù)為23.70萬m3/a·km2。地下水天然補(bǔ)給資源量的分布情況見表1。

3.3地下水可開采資源量

地下水開采不僅受到含水層組結(jié)構(gòu)、巖性的控制，同時(shí)也受到地下水補(bǔ)、徑、排條件的改變及地下水開采方式等因素的制約。根據(jù)研究區(qū)的水文地質(zhì)條件，松散巖類孔隙水分布區(qū)地下水開采資源量采用平均布井法進(jìn)行計(jì)算；碳酸鹽巖裂隙巖溶水、塊狀巖類基巖裂隙水分布區(qū)地下水開采資源量采用開采模數(shù)法進(jìn)行計(jì)算。

（2）計(jì)算結(jié)果

計(jì)算結(jié)果表明：研究區(qū)地下水可開采資源量合計(jì)為1.275億m3/a，開采資源模數(shù)為15.04萬m3/a·km2。其中，松散巖類孔隙水可開采資源量為1.211億m3/a，碳酸鹽巖裂隙巖溶水可開采資源量為0.031億m3/a，塊狀巖類基巖裂隙水可開采資源量為0.033億m3/a。

從研究區(qū)的水文地質(zhì)分區(qū)來看，長(zhǎng)江以北地下水可開采資源量為0.525億m3/a，開采資源模數(shù)為15.26萬m3/a·km2；長(zhǎng)江以南地下水可開采資源量為0.750億m3/a，開采資源模數(shù)為14.89萬m3/a·km2。地下水可開采資源量的分布情況見表2。

4.地下水資源量評(píng)價(jià)

地下水資源計(jì)算的可靠性，取決于計(jì)算分區(qū)劃分的合理性和計(jì)算公式選擇的正確性，尤其是如何正確引用各類參數(shù)。本次地下水資源的計(jì)算是在查明含水層水文地質(zhì)條件基礎(chǔ)上進(jìn)行的。地下水資源分區(qū)是以不同水文地質(zhì)單元為基礎(chǔ)，考慮了地下水補(bǔ)給、徑流、排泄等條件，亞區(qū)的劃分是在水文地質(zhì)單元分區(qū)的基礎(chǔ)上，根據(jù)含水巖組類型和水力性質(zhì)的差異而劃分的。

4.1地下水天然補(bǔ)給資源量評(píng)價(jià)

在計(jì)算地下水天然補(bǔ)給資源量時(shí)，不同的含水巖組類型采用了不同的計(jì)算方法。松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖裂隙巖溶水的天然補(bǔ)給資源量采用補(bǔ)給量法進(jìn)行計(jì)算，塊狀巖類基巖裂隙水的天然補(bǔ)給資源量采用徑流模數(shù)法進(jìn)行計(jì)算。其中主要的參數(shù)（降水入滲系數(shù)、水力坡度等）是根據(jù)計(jì)算區(qū)的鉆孔數(shù)據(jù)及安徽省蕪湖市水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合勘察報(bào)告》《安徽省沿江經(jīng)濟(jì)帶水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)報(bào)告》中得來的，因此，參數(shù)的選擇較為合理。同時(shí)，利用類比法對(duì)計(jì)算結(jié)果的可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)，如《安徽省蕪湖市城市環(huán)境地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)報(bào)告》中計(jì)算的蕪湖市地下水天然補(bǔ)給資源量平均為16.14萬m3/a·km2，本次計(jì)算結(jié)果為15.99萬m3/a·km2，計(jì)算結(jié)果相差不大，結(jié)果可信。

4.2地下水可開采資源量評(píng)價(jià)

在計(jì)算地下水可開采資源量時(shí)，不同的含水巖組類型也采用了不同的計(jì)算方法。松散巖類孔隙水的可開采資源量采用平均布井法進(jìn)行計(jì)算，碳酸鹽巖裂隙巖溶水、塊狀巖類基巖裂隙水的可開采資源量采用開采模數(shù)法進(jìn)行計(jì)算。這些方法較準(zhǔn)確地刻畫了研究區(qū)的地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其中主要的參數(shù)是根據(jù)計(jì)算區(qū)的鉆孔數(shù)據(jù)及《安徽省蕪湖市水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合勘察報(bào)告》中抽水試驗(yàn)資料和已開采水源地資料確定的，參數(shù)的選擇較為合理。本次計(jì)算的地下水天然補(bǔ)給資源量可以保證地下水可開采資源量，計(jì)算結(jié)果具有一定的可靠性。

5.地下水資源開發(fā)利用與保護(hù)現(xiàn)狀

5.1地下水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

由于蕪湖市瀕臨長(zhǎng)江，有著極豐富的地表水資源，蕪湖市城市供水主要利用地表水資源（長(zhǎng)江和青弋江），地下水資源利用很少，僅有少數(shù)企業(yè)利用地下水作為恒溫水源。根據(jù)《蕪湖市水資源綜合規(guī)劃報(bào)告（2010年～2030年）》，2016年蕪湖市地下水供水量?jī)H占總供水量的0.55%。根據(jù)資料，20世紀(jì)七十年代至九十年代期間，蕪湖市北部灣里一帶地下水曾進(jìn)行過開發(fā)利用，至1995年地下水開采量為最大，達(dá)500萬m3/a左右，降深大于5m的漏斗范圍約70km2。其后，隨著自來水（長(zhǎng)江水）安裝到位、村鎮(zhèn)改水工作的推進(jìn)，地下水開采量逐年減小。目前，地下水降落漏斗已經(jīng)消失，地下水呈現(xiàn)天然狀態(tài)。因此，研究區(qū)現(xiàn)沒有利用地下水作為供水水源地的情況。

5.2地下水保護(hù)現(xiàn)狀

上世紀(jì)末至21世紀(jì)初，人們對(duì)地下水資源的重要性認(rèn)識(shí)不足，保護(hù)意識(shí)普遍較為淡薄。研究區(qū)內(nèi)多為分散開采松散巖類孔隙潛水，開采量不大，部分地段孔隙潛水不斷地受到生活污水和工業(yè)污水的污染。

近年來，隨著地下水資源管理與保護(hù)重要性的廣為人知，安徽省人民政府適時(shí)制定了關(guān)于合理開發(fā)和有效保護(hù)地下水資源的《安徽省人民政府關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)地下水管理和保護(hù)工作的通知》等一系列文件，要求各地建立地下水取用水總量控制和水位控制制度，明確區(qū)域地下水開發(fā)利用總量控制指標(biāo)和水位控制目標(biāo)，以防止出現(xiàn)新的超采區(qū)，切實(shí)保障地下水資源的可持續(xù)利用。同時(shí)，安徽省也已將飲用天然礦泉水、地下熱水、水源地（大、中、小型）納入統(tǒng)一管理軌道，開發(fā)利用須有省礦產(chǎn)儲(chǔ)量委員會(huì)審批，實(shí)行限量開采的方針。蕪湖市積極響應(yīng)政策號(hào)召，適時(shí)開展了蕪湖市城市環(huán)境地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)等工作，基本查明了蕪湖市的水環(huán)境狀況，地下水超采情況得到了有效控制。

6.結(jié)論

通過分析論證，蕪湖市地下水資源類型劃分為松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖裂隙巖溶水、基巖裂隙水和紅層孔隙裂隙水四種類型。水質(zhì)未受污染，水質(zhì)良好。水質(zhì)類型：松散巖類孔隙潛水的化學(xué)類型略有變化，由HCO3-Ca型、HCO3-Ca·Mg型、HCO3-Ca·Na型可變化為HCO3·Cl-Ca·Mg型、HCO3·SO4-Ca·Na·Mg型。本次計(jì)算蕪湖市地下水天然補(bǔ)給資源量為15.99萬m3/a·km2。

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