安徽省淮河流域地下水開采歷史與開發(fā)利用現(xiàn)狀探討

胡 波，劉中剛

(安徽省地質(zhì)調(diào)查研究院，安徽 合肥 230001)

安徽省淮河流域覆蓋宿州市、淮北市、亳州市、阜陽市、蚌埠市、淮南市六市行政區(qū)域全境，以及合肥市、六安市、安慶市、滁州市四市行政區(qū)部分區(qū)域，地理坐標(biāo)為東經(jīng)114°50′～119°12′，北緯30°55′～37°58′，總面積約6.7萬 km2，其中淮河以北3.74萬 km2，淮河以南2.95萬 km2。2017年淮河流域安徽段總?cè)丝? 406萬人，占全省總?cè)丝诘?2.4%；地區(qū)生產(chǎn)總值10 414億元，占全省的38.8%；人均地區(qū)生產(chǎn)總值31 290元，為全省人均地區(qū)生產(chǎn)總值72.1%；城鎮(zhèn)化率50.3%，低于全省平均城鎮(zhèn)化率2.2%；人均水資源量710 m3，低于全省平均水平49.1%；糧食作物產(chǎn)量29 179 285 t，占全省的83.9%。總體來看區(qū)域自然資源豐富，但經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展相對落后，各項發(fā)展指標(biāo)不及全省的平均水平。

地下水在研究區(qū)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，具有重要的戰(zhàn)略地位。地下水是居民生活的主要水源，農(nóng)村居民的生活用水幾乎全部取自地下水。干旱年份，地下水的調(diào)節(jié)作用突出顯現(xiàn)，成為農(nóng)業(yè)抗旱最重要的依靠?；幢?、阜陽、宿州、亳州、界首等城市供水中的大部分甚至全部開采地下水，城鄉(xiāng)工業(yè)用水約有一半取自地下水。有些地區(qū)，地下水是生產(chǎn)、生活的唯一供水水源。更為重要的是，地下水還是保持地表水在枯水季節(jié)不斷流的重要的重要源泉，是決定土壤水分狀況的主要因子，是維持良好生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵因素。研究區(qū)是省內(nèi)地下水資源開發(fā)利用最高的地區(qū)，2013年淮河流域的地下水開發(fā)利用量為32.51億 m3，占全省地下水開采總量的93.80%，其中淮河以北地下水開發(fā)量為30.38億 m3，占全省地下水開采總量的87.65%。地下水開采主要類型為孔隙水，其次為巖溶水，裂隙水最少。

1 地下水開采歷史

安徽省地下水開采主要集中在淮河流域尤其是淮河以北地區(qū)，大部分時期其地下水開采量占全省地下水開采量95%以上。上世紀(jì)70年代中期以前，地下水開發(fā)利用較少。特別是80年代以來，隨著經(jīng)濟(jì)社會的高速發(fā)展，地下水的需求量越來越大，開采量逐年增加。1980-1990年，淮河流域地下水資源開發(fā)利用情況基本不變；1990-1999年，隨著工業(yè)發(fā)展，開采量增加了近1倍。1999年至2012年，城市化進(jìn)程加快，各地水廠以及農(nóng)村分散式水源地的建成，地下水的開采迅速增長，至2012年，開采量增加至31.98億 m3/a，達(dá)到最大值。2012年以后，隨著城市集中開采水源地的建成以及農(nóng)村安全飲用水工程的基本覆蓋，地下水開采量趨于穩(wěn)定，至2018年，開采量為28.82億 m3/a，比2012年稍有減少，減少量主要是阜陽、亳州地區(qū)地下水的限采與超采治理，見表1和表2及圖1。

淺部孔隙水開采量近年來比較穩(wěn)定，略有下降，中深部孔隙水開采量持續(xù)在增加，產(chǎn)生了明顯的地下水降落漏斗；東北部的巖溶水開采量近年來保持穩(wěn)定，略有增加。

表1 安徽省淮河流域不同時期地下水開采量表

圖1 安徽省淮河流域地下水多年開采量曲線圖

表2 安徽省淮河流域不同時期各地(市)地下水開采量表 億m3

2 地下水開采現(xiàn)狀

2.1 地下水開采現(xiàn)狀

根據(jù)《2018年安徽省水資源公報》，2018年全省水資源開發(fā)利用量為285.81億 m3，其中：地表水供水量為251.48億 m3，占88.0%；地下水源供水量28.82億 m3，占10.4%；其他水源供水量4.51億 m3，占1.60%。安徽省的地下水開采集中在淮河流域，開采量為28.82億 m3，占全省開采量的96.65%；淮河流域的淮河以北地區(qū)地下水開采量為27.52億 m3，淮河以南地區(qū)開采地下水1.3億 m3，是全省地下水開采最為集中的地區(qū)。

淮河流域各地(市)中，宿州市地下水占總開采量的比為最高達(dá)71.3%，淮河以北其它的地(市)地下水占比也比較高，淮北市、亳州市地下水占比均超過66%，阜陽市地下水開采量占比接近50%；沿淮的蚌埠市地下水開采量占比不到20%；淮河以南的淮南、六安、合肥、滁州地下水開采占比均在5%以內(nèi)，見表3。各地市地下水開發(fā)利用量見圖2。

表3 安徽省淮河流域主要地(市)水資源開發(fā)利用量

圖2 淮河流域地(市)地下水資源開發(fā)利用量圖

流域內(nèi)地下水開采主要類型為孔隙水，其次為巖溶水，裂隙水最少(表4)?？紫端_采量為27.37億 m3，占全省地下水開采總量的94.97%，其中淺層孔隙水22.93億 m3，占流域地下水開采總量的79.568%，深層孔隙水4.44億 m3，占流域地下水開采總量的15.41%。巖溶水開采量為1.44億 m3，占全省地下水開采總量的5.00%。裂隙水開采量為0.01億 m3，占全省地下水開采總量的0.03%。

表4 2018年淮河流域地(市)地下水資源開發(fā)利用量圖

2.2 地下水開采方式

廣大農(nóng)村地區(qū)地下水的開采以分散開采為主，飲用水井為手壓井和自吸泵井，灌溉井為小機(jī)井，主要開采淺部孔隙水，東北部丘陵外圍開采少許巖溶水，開采深度一般在40 m以內(nèi)。歷史上工作區(qū)廣大農(nóng)村主要以開采10 m以內(nèi)的淺層地下水作為供水水源，后來由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展污染加劇、打井技術(shù)提高及農(nóng)民生活水平的提高，開采深度大幅度增加，據(jù)調(diào)查，目前新打的水井深度基本上在20m以上，最深可達(dá)80 m。飲用水井井管多為直徑3～5 cm的塑料管，偶見大口徑水井，取水設(shè)備以自吸泵、壓水井為主，手拉井和潛水泵為輔。農(nóng)灌機(jī)井多為直徑0.2～0.5 m的水泥管井，井深一般15～35 m，取水設(shè)備多為潛水泵或自吸泵。近10 a來政府逐步重視農(nóng)村安全飲水問題，很多地區(qū)以村為單位集中開采中深部孔隙水或裂隙巖溶水。

城鎮(zhèn)以集中開采地下水為主，由于工作區(qū)范圍較大，且地質(zhì)、水文地質(zhì)條件差別較大，各地區(qū)開采深度不一，開采層位也有所不同?；茨?懷遠(yuǎn)-蚌埠市等東南部淮河沿岸一帶及東部山前地帶地下水開采深度較小，在200 m以內(nèi)，東北部的淮北市、蕭縣、泗縣、靈璧縣等地區(qū)巖溶比較發(fā)育，主要以開采裂隙巖溶水為主，主要用以工業(yè)和生活用水，開采井深多為50～300 m，群井開采；其余地區(qū)特別是西部亳州-阜陽一帶以開采中深部孔隙地下水為主，開采深度一般在200 m以上，隨著開采深度的進(jìn)一步加大，一般供水井的深度最大可達(dá)500 m。

3 地下水開采程度及潛力分析

3.1 地下水開采程度

以地下水實際開采量與地下水可開采量之比衡量地下水開采程度。本次為年度地下水資源量評價，未考慮地下水調(diào)蓄功能，不計算可開采量，可開采資源量主要引用安徽省地質(zhì)調(diào)查院2018年完成的安徽省地下水資源評價的成果?；春恿饔蚍謪^(qū)地下水開采程度見表5，地(市)地下水開采程度見表6。

表5 地下水開采程度表

表6 安徽省淮河流域主要地(市)地下水開采程度表

全省地下水開采程度為23.45%，其中淮河流域淮河以北為52.43%，居全省之首，淮河以南8.22%。安徽省地下水開發(fā)利用程度除淮河以北外，總體較低；而且淮河以南廣大地區(qū)，或由于地表水資源比較豐富，或由于地下水開采條件欠佳，地下水的開采程度和淮北地區(qū)不可同日而語。

各地(市)地下水開發(fā)利用程度差別極大?；春右员备鞯?市)中，淮北市開采程度最高，達(dá)到85.80%。亳州市、阜陽市開采程度也大于50%；沿淮的蚌埠市和淮南市開采程度也超過30%；其它地(市)地下水開采程度基本上小于10%。

淮北市主要是工業(yè)和生活用水集中開采巖溶水導(dǎo)致。導(dǎo)致巖溶水的水位呈逐年下降的趨勢，下降速率0.5～1.5 m/a。目前已經(jīng)形成明顯的巖溶水降落漏斗，漏斗中心最大靜水位埋深達(dá)31.10 m，受其影響，淺部孔隙水已被疏干，巖溶水開采井也有掉泵現(xiàn)象，影響范圍已波及整個淮北市巖溶水分布區(qū)。

盡管流域地下水開發(fā)利用程度總體不高，但局部集中大量開采或疏排中深部孔隙水或巖溶水，引發(fā)了地面沉降和巖溶塌陷等地下水環(huán)境問題?；幢逼皆l(fā)育有巨厚的松散沉積，中深部孔隙水分布普遍，但處于封閉或半封閉狀態(tài)，補(bǔ)給困難，以城市為中心大規(guī)模開采中深部孔隙水，導(dǎo)致中深部孔隙水大幅度下降，造成土體壓密釋水，地層壓縮，引發(fā)地面沉降。淮北、淮南因大量疏排巖溶地下水引發(fā)了巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害。

3.2 地下水開采潛力分析

3.2.1 地下水剩余量

水資源分區(qū)、地(市)地下水剩余量、地下水剩余程度、地下水剩余模數(shù)三個指標(biāo)分別見于表7和表8。

表7 地下水資源分區(qū)地下水開采潛力表

表8 淮河流域主要地(市)地下水開采潛力表

流域地下水總剩余量為39.48億 m3?；春恿饔蚧春右员睘?4.97億 m3，淮河以南為14.51億 m3。流域地下水剩余程度為57.80%。淮河流域淮河以北剩余程度最小，為47.57%，淮河以南為91.78%。流域地下水剩余資源模數(shù)為6.00萬 m3/km2·a?；春恿饔蚧春右员睘?.63萬 m3/km2·a，淮河以南為5.16萬 m3/km2·a。

淮河流域主要地(市)地下水剩余資源量最大的是六安市，為11.47億 m3；最小的為淮北市，為0.49億 m3。地下水剩余程度最大的是合肥市，為95.85%；最小的為淮北市僅為14.2%，其余的均大于30%。地下水剩余模數(shù)最大是淮南市和蚌埠市，均為8.89萬 m3/km2·a，最小為淮北市為1.78 m3/km2·a，其余均大于4萬 m3/km2·a。

3.2.2 可增加的地下水開采量

淮北平原的北部和中部地區(qū)地表水資源缺乏，但地下水分布廣泛，埋藏淺，具有發(fā)展農(nóng)業(yè)灌溉的有利條件?；幢逼皆壳坝惺畮兹f眼機(jī)井，但淤積嚴(yán)重，配套設(shè)施毀壞嚴(yán)重，如果對損壞機(jī)井進(jìn)行修復(fù)、配套，則可以加大淺層地下水的開發(fā)利用量，提高農(nóng)業(yè)灌溉的保證程度。

江淮波狀平原因缺乏良好的含水介質(zhì)，致使地下水資源貧乏，且難以開發(fā)利用。在區(qū)內(nèi)采用輻射井進(jìn)行，開采構(gòu)造裂隙水和風(fēng)化帶裂隙水，對解決區(qū)內(nèi)人畜用水問題有重要意義。

已經(jīng)勘查或未勘查的水源地中，有些水源地實際開采量尚未達(dá)到可開采資源量，但由于集中開采導(dǎo)致產(chǎn)生地下水降落漏斗和地面沉降。因此，調(diào)整現(xiàn)有地下水開采布局，將開采井布置在水文地質(zhì)條件有利地段，可以獲得更多的地下水開采量，同時避免引起相關(guān)的地下水環(huán)境問題。

3.2.3 有前景的地下水水源地

安徽省淮北平原東北部巖溶區(qū)，大面積的碳酸鹽巖裸露于低山丘陵區(qū)或隱伏于平原松散層之下。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)的供水具有十分重要的意義。地礦部分已經(jīng)圈定了薛村、段莊、趙樓等一批巖溶水遠(yuǎn)景水源地。

淮北平原的古河道地帶和沿淮河谷平原區(qū)，淺部含水砂層和砂礫石發(fā)育，賦存了豐富的孔隙水，同時補(bǔ)給充分，水循環(huán)條件良好，水質(zhì)符合要求，可以作為生活和工業(yè)供水水源地。

4 地下開發(fā)利用建議

4.1 地下水資源開發(fā)利用存在的問題

淮河流域安徽段是我國重要的農(nóng)業(yè)和能源基地，生產(chǎn)和生活主要依靠地下水，但在地下水的開發(fā)利用還存在一些問題：(1)水資源總量和人均水資源量均較低，與人口、耕地的分布不相適應(yīng)，水資源供需矛盾突出；(2)受氣候的影響，地表水資源年際年內(nèi)變化大，給水資源的開發(fā)利用帶來一系列的困難；(3)淮北平原旱澇漬堿嚴(yán)重，地下水含水系統(tǒng)調(diào)蓄能力基本沒有發(fā)揮；(4)部分地區(qū)由于人為污染和自然異常，水質(zhì)不良，加劇了水資源的供需矛盾；(5)水資源配置不合理，利用效率低下，井灌效益有待進(jìn)一步提高；(6)局部集中大量開采或疏排深層地下水或巖溶水，引發(fā)了地面沉降和巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害；(7)礦山地下水供排結(jié)合不夠，存在水資源浪費(fèi)情況。

4.2 合理開發(fā)利用地下水的基本對策

地下水資源的開發(fā)利用，必須科學(xué)規(guī)劃、合理布局、有效利用。加大地下水資源的勘查力度，充分開發(fā)利用地下水資源潛力，合理開發(fā)和有效利用地下水資源。同時重視對地下水資源的保護(hù)，減少浪費(fèi)，防治污染、加強(qiáng)管理，以地下水資源的合理開發(fā)利用來支持淮北平原經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。

地表水與地下水統(tǒng)一規(guī)劃、聯(lián)合調(diào)蓄、綜合利用。在充分發(fā)揮現(xiàn)有水利工程的同時，大力開發(fā)利用淺層地下水。合理調(diào)控淺層地下水水位，充分發(fā)揮淺層地下水的調(diào)控作用，加快淺層地下水的循環(huán)速度，改善土壤水分運(yùn)移狀況，根治旱澇漬堿。東部巖溶地下水資源豐富，可充分利用。除淮北市外，蕭縣東部、宿州北部和靈璧中北部巖溶地下水分布區(qū)可以規(guī)劃電力及其它工業(yè)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。調(diào)整西部中深部地下水過于集中的開采布局，遏制地面沉降進(jìn)一步發(fā)展；碭山縣城一帶，地下水位降落漏斗迅速擴(kuò)展，水位在持續(xù)，已有地面沉降的跡象，應(yīng)及早采取措施。改變當(dāng)前工業(yè)用水開采中深部孔隙水和裂隙巖溶水的做法，實行分質(zhì)供水，將中深部孔隙水和裂隙巖溶水主要用于居民飲用。

江淮波狀平原區(qū)分水嶺地區(qū)比較缺水，主要解決人畜用水，可采取多種方法，選取合適井型(如輻射井)，尋找、開發(fā)風(fēng)化裂隙水和構(gòu)造裂隙水。在確實找不到地下水的地方，甚至可以采取建造水窖的辦法，盡可能攔蓄降水。

西南部的大別山區(qū)，應(yīng)該發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，堅決治理水土流失，全力涵養(yǎng)水源，改善生態(tài)環(huán)境，保護(hù)水資源。發(fā)展旅游業(yè)，一定做到不破壞生態(tài)環(huán)境，不污染水資源。供水主要依靠地表水，山間盆地地下水可作為輔助水源。山區(qū)的一些居民點(diǎn)，距離地表水源較遠(yuǎn)，采取各種土辦法引采山泉水，也是行之有效的途徑。