环境水文地质问题及其对策探讨

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摘要：本文主要针对沧州市地下水资源现状和存在的问题进行了分析，论述了沧州市地下水资源开发利用过程中所发生的环境问题及其产生的影响，针对性地提出了解决对策和措施。

关键词：沧州市；地下水；开发利用；环境地质问题；对策

1沧州市自然地理概况及水文地质概况

1.1自然地理概况。沧州市位于河北省东南部，东临渤海，南与山东省及衡水市交界，北接天津市、廊坊市，西与保定市相连。是河北省确定的“两环”（环京津、环渤海）开放一线地区。在地貌上处于华北平原东部的黑龙港流域，属滨海平原，海河水系。区内南运河以西的地区属低平原区，以东的地区属滨海平原区，地貌成因类型为冲积相、滨海湖积相。总面积14056Km2。沧州市属半干旱地区，主要为暖温带半湿润大陆季风型气候，多年平均年降水量564.79mm，多年平均蒸发量1594.91mm。境内主要的行洪河道有子牙新河、漳卫新河、南运河、滏阳河、滹沱河、子牙河、大清河等15条河流，其中南运河自南而北贯穿全市。河流众多，但多为季节性河流。1.2水文地质概况。沧州地质构造比较复杂，构造上分属冀中坳陷、沧县隆起、黄骅坳陷、埕宁隆起四个基底构造单元。地下水主要赋存于新生界第四纪松散地层中，第四系沉积厚度一般在350-450m，最厚达580m，水文地质条件复杂，为多层结构的含水岩系。以地质条件和水文地质条件要素为主要依据，地下水自上而下按地层分5个含水组，其中第Ⅰ含水组为浅层潜水，第Ⅱ含水组以下为深层承压水，在浅层水中仅39%的面积为≤2g/l的淡水，61%的面积为﹥2g/l的咸水；第Ⅱ含水组98%的面积为咸水，开采量很小；第Ⅲ含水组以下为淡水。目前沧州市的生活饮用水主要是开采第Ⅲ含水组的地下水，也有少数村庄的饮水井为第Ⅲ、第Ⅳ含水组混采井，东部部分县（市）个别村庄的饮水井开采第Ⅳ、第Ⅴ含水组的地下水[1]。

2地下水资源及其开发利用现状

2.1地下水资源及其分布。沧州市浅层地下水溶解性总固体呈自西向东逐渐增大的趋势，西部肃宁一带有小面积全淡区，中部为咸淡交错混合区，东部沿海一带基本上全是咸水区。沧州市浅层地下水可划分为小于等于2g/l、2-3g/l、3-5g/l和大于5g/l共4类，即淡水区、微咸水区、弱咸水区和咸水区[3]。沧州市多年平均地下水资源量为6.9239×108m3，微咸水资源量为5.7551×108m3，弱咸水资源量为2.7058×108m3，咸水资源量为2.5180×108m3，沧州市水资源总量为12.333×108m3[2]。2.2地下水资源的开发利用现状。沧州市水资源十分匮乏，水资源总量12.3×108m3，人均占有量108m3,亩均占有量102m3，仅为全国人均的8%和亩均5.5%，不足全省人均的60%和亩均的50%。2012年全市用水总量13.07×108m3，其中农业用水量8.93×108m3、占总用水量的77%，农业不仅是用水大户而且浪费水的现象仍较普遍。在供水量中地下水11.04×108m3，其中浅层水4.11×108m3，深层水6.61×108m3，地下水占供水量的84.5%而深层地下水占了供水量的50.6%。地下水开采主要用于农业及生活用水，其中生活、工业用水较稳定，农业用水呈现季节性变化。到2020年全市需水量为20.57×108m3，南水北调通水后到2020年，仍缺水近2×108m3[4]。

3地下水开发利用过程中的环境水文地质问题

3.1地下水长期超采，地下水位持续下降。沧州地处河北省东南部，地表水资源匮乏且水污染较为严重。为满足工农业生产开采深层第Ⅲ、Ⅳ含水组地下水为主。由于长年超量开采深层地下水,使深层地下水位持续下降，形成了深层地下水漏斗，造成了地面沉降等一系列的生态环境和地质问题。3.2地下水降落漏斗逐年加深扩大。沧州市地下水开采始于20世纪60年代中期，开采井多集中在城镇，主要是生活用水，进入70年代以后，农业开采占主导地位，由于过量开采地下水，地下水位急剧下降，到上世纪末，以沧州为中心形成了华北地区最大的水位降落漏斗。深层地下水主要开采层为第三含水层组承压水，目前的开采程度已达180-190%。地下水长期超采导致大面积的地下水水位降落漏斗的形成并逐年扩大[8]。3.3咸水入侵与界面下移。沧州境内深层地下水第Ⅲ、Ⅳ含水组是主要开采层，不仅水量丰富，而且水质良好。而覆盖在上面的第Ⅱ含水组基本是咸水体，目前绝大部分处于未被开采利用的状态，现状条件下，随着第Ⅲ含水组的大量开采、水位降落漏斗的形成发展以及第Ⅱ含水组对其越流补给，造成第Ⅱ含水组咸水体底界面向下移动。另外个别地区机井为第Ⅱ、第Ⅲ含水组混采，破坏了隔水层，也加速了第Ⅱ含水组水流下越和咸水界面下移[5]。3.4地面沉降沧州过去工农业生产和生活。用水主要依靠大量开采地下水，由于深层地下水开采过度，逐渐形成了地下漏斗区。2015年沧州市区最大沉降量2.702m[9]。沧州地区地面沉降范围广、速度快、累计量大，已成为华北平原地面沉降最严重的地区之一。3.5地下水质污染。3.5.1浅层地下水质污染。在监测的地下水中，“五毒”项目汞、氰化物、砷、挥发酚、六价铬均有检出，检出率分别为2.6%、2.6%、57.9%、2.6%和7.9%；污染项目中高锰酸盐指数、亚硝酸盐氮、氨氮全部有检出，硝酸盐氮部分检出，亚硝酸盐氮和硝酸盐氮偶有超标，重金属有不同程度检出，其中锰超标严重。在全区浅层地下水中主要超标项目是溶解性总固体、总硬度、硫酸盐、氯化物等，其中溶解性总固体、总硬度、氯化物超标率在80%以上，硫酸盐的超标率也超过了60%[6]。3.5.2深层地下水质污染。根据沧州区域深层地下水2015年水质监测资料，17项全部符合《地下水质量标准》中的Ⅲ类水标准的仅占6.9%。其中超标最为严重项目为氟化物，超标率达88.1%，其次为氯化物、溶解性总固体、PH、硫酸盐等，超标率分别为17.8%、13.9%、5.9%、4.0%。沧州地区深层地下水中氟化物严重超标，其含量最高可达5.4mg/L，超标4.4倍[7]。

4保护地下水环境的主要对策

4.1限制和减少深层水的开采量。沧州市区自关闭深层自备井、引用外调水源等一系列节水措施的实施后，市区地下水位得到了明显的回升，2015年中心水位埋深83.85m，与2010年同期相比上升了1.23m；地面沉降速率也由2008年14.33mm/a（约数）下降至2015年10.84mm/a（约数）。由此证明，减少深层地下水的开采是缓解水位下降漏斗、地面沉降继续恶化的直接有效措施。沧州市各城区应继续执行此限采方案，开辟新的水源，逐步关闭企事业单位深层自备井，并加快压采工程的进一步实施[8]。4.2调节开采层位，加大咸水的开发。开发咸水，尤其是浅层咸水，利用反渗透技术使咸水淡化，尾水用于晒盐业，目前沧化集团中捷分厂咸水水源地咸水淡化利用已获成功，黄骅部分村镇利用咸水淡化用于生活已有了成功经验，值得推广。一方面咸水水位下降后腾出储水空间，接受大气降水的补给，水质能够形成良性循环；另一方面，土壤中盐分随水淋滤可以改良盐碱地。由此可以减少深层水开采压力，控制地面沉降等环境地质问题的发生发展[8]。4.3推广海水利用、海水淡化工艺。近年，海水利用、海水淡化已在沿海地区电力、化工两个行业重点推广。沧州国华沧东发电有限公司一期海水淡化装置已于2006年6月正式投入运行，日生产淡水2万吨；利用海水作为燃煤发电机组的循环冷却水，年利用海水量11.5×108m3。随着海水淡化和海水直接利用规模的不断提高，预计到2020年，海水淡化量目标30万吨/日，海水直接利用目标50.4×108m3/年。海水利用作为一种可持续、长久解决水资源缺乏的方式，可通过海水淡化增加淡水资源总量及通过海水直接利用替代大量淡水，不仅可以有效解决沿海城市工业、生活用水短缺问题，而且还可将节省出的大量淡水资源供内陆地区使用[8]。4.4继续推广节水技术。加大节水力度，发展节水农业，由漫灌改为喷灌、滴灌可以大大节约水源，改善农作物生存环境；工业用水要加大废水处理力度，提高重复、循环利用率，在节省水资的同时减少污染；市区及乡镇可用双管道供水，根据用途选择水质，避免淡水资源的浪费。4.5城区集蓄雨洪径流，回灌地下水。地面沉降造成城区内涝积水，每逢强降雨，市区内大部地段积水严重、排水困难。采取集中蓄水一方面可避免造成资源浪费，同时也减轻了排水负担；再用此积水，采取人工回灌地下水等针对性工程措施，则是一举两得的事情[8]。4.6提高节水意识，保护水资源。加强地下水资源保护的政策、法规和科普知识的宣传教育，进一步提高地下水资源和环境的保护意识，引导社会公众参与地下水保护工作。使保护水、爱惜水成为全社会的行为规范和道德准则。4.7以公益事业单位为主体提升监测服务能力。强化公益性事业单位的社会服务属性，积极构建以日常监测为基础、以预警预报为手段、以防灾减灾为目的的地面沉降工作体系；申请政府对于地面沉降基础设施维护和更新建设的资金支持，不断优化地面沉降立体化监测网络，针对重大线性工程开展专项监测，建立服务主体与预警主体定期交流机制；围绕政府防控与预警预报职能，大胆开展新理论、新技术、新方法应用研究。提出面向具体地点、具体层位、具体方法的防控措施[10]。

参考文献

[1]河北省沧州市地区地下水现状分析及意义[D].中国地质大学长城学院2014

[2]卞海彬.沧州水资源现状及预测分析水利科技与经济201117（2）57-58

[3]吕庆玉，熊孟琴.沧州市水资源多年特征分析及利用现状[J]中国水利2013（Z1）29-32

[4]庞炳义，王艳丽.沧州市水资源现状与开发利用对策浅析[J]地下水201436（3）45-46

[5]张改云.沧州市深层地下水资源评价及利用对策[D].南京理工大学2007

[6]牟真,韩彦霞.2016年沧州市浅层地下水水资源质量评价[J].中国水能及电气化2018（3）46-48

[7]王风瑞，王玉智.沧州市地下水污染现状分析及防治对策探析[J]地下水201739（1）59-61

[8]田俊花，简明，王风霞，等.河北省沧州市地质环境监测报告（2006-2010年）[R]河北省地矿局第四水文工程地质大队2011

[9]河北省地质环境现状图册[M]河北省国土资源厅2017

[10]崔文君，雷坤超.京津冀协调发展视角下的地面沉降工作的思考[J]城市地质201813（2）25-30

作者:董凌旭 单位:河北省地矿局国土资源勘查中心