菏澤黃泛平原地區淺層地下水資源潛力分析

馬 龍

（山東省魯南地質工程勘察院，山東 兗州 272100）

菏澤黃泛平原地區淺層地下水資源潛力分析

馬 龍

（山東省魯南地質工程勘察院，山東 兗州 272100）

對菏澤黃泛平原地區淺層地下水資源潛力進行了分析，采用地下水開采潛力指數法分析開采程度的強弱，判定其開采潛力。全區淺層地下水尚處于正均衡狀態，屬有開采潛力區。但區內淺層地下水資源分布與開采強度不均，開采布局不合理。為保持區內地下水資源的可持續利用，將全區按照科學合理的采、補、控、改等原則分為增源區、增采區、節水區和咸水改造利用區。

黃泛平原；淺層地下水；潛力；對策

0 引言

菏澤黃泛平原地區位于山東省的西南部，是山東省的重要經濟區，在全國經濟布局中居中部過渡地帶，是南方經濟技術發展區向華北和西北輻射的承受點，具有承東啟西、引南聯北的戰略地位。菏澤黃泛平原地區主要包括東明、鄄城、定陶、曹縣、鄆城、牡丹區、成武、單縣和巨野縣中西部地區。近年來隨著全區經濟的迅速發展，工農業用水日趨增加，水資源漸感短缺，地下水供需矛盾突出。因此，摸清區內地下水資源潛力，有利于實現區域地下水資源的可持續開發利用。

1 淺層地下水水文地質條件

1.1 淺層含水巖組及富水特征

黃泛平原淺層含水巖組是由黃河多次泛濫沉積而成，底板埋深一般40m左右，最大60m，包括全新統的全部及更新統的頂部，按砂層分布及富水性等差異，分為3種地段:

（1）古河道密集帶——淡水豐富地段

含水層巖性以粉細砂、粉砂為主，粗砂和中砂次之，其中心部位以細砂和中砂為主，砂層累計厚度一般大于15m。涌水量大于40m3/h，西部及沿黃地區一帶大于1440m3/ d，以重碳酸鹽型水為主。

古河道帶具明顯的條帶狀分布：

①沿黃古河道帶：位于區域西部，分布在東明、鄄城和鄆城以西的沿黃地帶，寬約4km；

②中部古河道帶：位于區域中部，由東明縣南部馬頭起，經馬嶺崗、菏澤向東北至鄆城黃堆集，寬約10km；

③中南部古河道帶：位于區域中南部，分布范圍小，西起曹縣城西北，向東北經普連集、古營至成武伯樂，寬約6km。

（2）過渡帶——淡水較豐富地段

分布在古河道帶的外圍，含水層巖性仍以粉砂、細砂為主，但層數增多，單層厚度變簿，砂層累計厚度10～15m，涌水量一般在480～960m3/ d。

（3）河間帶——淡水貧乏地段

含水層巖性由粉砂、細砂及粉質砂土組成，砂層累計厚度5～10m，一般涌水量小于480m3/ d。

淺層含水巖組所賦存的地下水，參與三水轉化積極，以垂向運動為主，埋藏淺，水質良好，易采易補，水資源再生能力強，是比較理想的水源地。菏澤黃泛平原地區淺層地下水富水性分區見圖1。

圖1 菏澤黃泛平原地區淺層地下水富水性分區圖

1.2 淺層地下水補給、徑流、排泄條件

(1)補給條件

地下水補給來源主要有3個方面。

降水入滲：區內淺層地下水主要受大氣降水滲入補給，占總補給量的85%。區內淺層地下水水位埋深較淺，另由于飽氣帶巖性為粉砂—粉質粘土及粉砂組成，有利于大氣降水入滲。

河流側滲補給：區內淺層地下水的重要補給來源之一。黃河從區內西北通過，流長約7.5km。據資料，黃河水位高出兩岸地下水位3～5m,能不斷地補給兩側淺層地下水。其補給量占沿黃區總補給量的36%，影響寬度大于6km。

農田灌溉回滲：區內沿黃河一帶，引黃灌區、渠道滲漏補給淺層地下水。區內大面積進行農田灌溉，其回滲部分也是淺層地下水補給的重要來源。

(2)徑流條件

區內淺層地下水徑流條件受地形、地貌和補給源的影響比較明顯，區內為黃河下游沖積平原，地形平坦。淺層地下水總體流向自西向東，水力坡度平均0.2‰，西部沿黃及南部古河流帶水力坡度稍大。雖然區內淺層地下水徑流方向明顯，但徑流遲緩，淺層地下水是以垂向運動為主。

(3)排泄條件

區內淺層地下水的排泄方式主要有兩種：一是蒸發排泄，二是開采排泄。其中蒸發排泄占總排泄量的45%，開采排泄占總排泄量的55%。

2 淺層地下水資源開發利用現狀

目前，淺層地下水是區內工農業生產和人民生活的主要水源，其中以農業開采量最大，其次是城鎮居民生活用水和工礦企業生產用水。

淺層地下水是全區農業灌溉用水主要用水水源。區內農業灌溉發展不平衡，沿黃一帶有引黃之利，少有機井，以引黃灌溉為主，地下水開采量較小。而鄆城南部、曹縣東南部、單縣西南及東部，農田灌溉幾乎全部開采淺層地下水，占全市淺層地下水開采量70%左右。其余為井、渠結合灌溉地段，在引黃無保障情況下，降水量大，淺層地下水開采量就小，反之則大。

工礦企業生產用水以開采地下水為主，主要集中在城鎮附近，其余鄉鎮零星分布。各工礦企業用水大部分沒有與集中供水管網聯網，往往根據自身用水需要就近打井取水，以開采淺層地下水為主，輔助開采深層地下水。淺層地下水開采井深一般小于50m,與農業灌溉開采相似，這就逐漸形成了開采過分集中和開采層單一的格局。隨著經濟的發展，工業用水量不斷增加，供水緊張。

淺層地下水是區內居民生活用水的主要水源之一。除城區居民飲用城市自來水供水水源外，其他鄉鎮村根據自身用水需要打有自備水井。據調查，鄉鎮村的自備水井主要開采埋深小于20m的淺層地下水，絕大多數是壓水井。

3 淺層地下水資源開采潛力分析

3.1 地下水開采潛力判定方法

地下水資源的潛力包括兩個方面：一是指現狀開采條件下剩余的那部分資源量，也稱為剩余資源量；另一方面主要是指激發補充量或通過人工調蓄擴大的降水補給量等。因此可以把上述剩余資源量和激發資源量（補充資源），包括其他可能擴大的資源量，統一稱為地下水潛力資源。在查明水文地質條件和地下水開發利用現狀的基礎上，按下式計算地下水開采潛力指數：

公式為：P=Q允/Q采

式中: P—潛力指數(無量綱)

Q允—允許開采量(萬m3/a)；

Q采—實際開采量(萬m3/a)。

依據P值的大小，相應地圈定地下水有開采潛力區、采補平衡區和開采潛力不足區。對開采潛力不足區和有開采潛力區，再根據開采程度和地下水剩余開采資源模數M進一步劃分亞區，參見表1。

表1 地下水開采潛力分區標準

3.2 淺層地下水資源開采潛力分析

采用地下水開采潛力指數法來分析各縣、區的開采程度的強弱，判定其開采潛力（表2）。從計算結果來看，全區淺層地下水尚處于正均衡狀態。全區平均開采潛力指數為2.46，屬有開采潛力區。但由于地下水資源分布與開采強度不均，開采布局不合理，使得地下水資源分布與開采潛力各地不同。如鄄城縣、鄆城縣、東明縣、牡丹區等沿黃縣區開采潛力較大，巨野縣、定陶縣、成武縣、曹縣、單縣淺層地下水開發利用程度高，開采潛力中等或較小。

表2 淺層地下水資源開采潛力分析計算結果及開采潛力分區表

4 淺層地下水資源可持續開發利用區劃分區及對策

4.1 淺層地下水資源可持續開發利用區劃分區

通過對全區地下水資源的潛力分析，摸清了區內地下水資源及其分布特征，查明了開發利用現狀，并分析了地下水資源的開采潛力。全區淺層地下水均劃分為增強開采區。再根據開采潛力的大小，將該區劃分為大量增強開采亞區、中等增強開采亞區和少量增強開采亞區（圖2）。

(1)大量增強開采亞區

淺層地下水大量增強開采亞區主要分布在沿黃的東明、鄄城、鄆城、牡丹四縣（區）的引黃區及井渠結合灌區。今后，此區內各縣可加大開采量20000萬m3/a。

(2) 中等增強開采亞區

淺層地下水中等增強開采亞區分布于南四縣井灌區，即曹縣、定陶、成武、巨野，淺層地下水開發利用程度高，可擴大開采潛力中等，可中等增強開采。各縣可增強開采量在4000～14000萬m3/a不等。若局部地段井群布置不合理，形成季節性漏斗，可視漏斗發展情況調節開采量達到采補平衡。

(3)少量增強開采亞區

淺層地下水少量增強開采亞區主要分布于單縣。該區淺層地下水開發利用程度較高，擴大開采潛力較小，可少量增強開采。目前實際開采量為13376.00m3/a，允許開采量為17551.55萬m3/a，剩余開采資源量為4175.55萬m3/a。由于該區遠離黃河，大氣降水為該區淺層地下水的主要補給來源。豐水年區內淺層地下水可得到有效的補給，枯水年份可能出現超采現象。因此，該區允許適量增加一部分開采量，以分散開采為宜。

圖2 菏澤黃泛平原地區淺層地下水開發利用區劃分區圖

4.2 淺層地下水資源可持續開發利用對策

通過對本區水文地質條件和開發利用現狀分析，本著科學合理的采、補、控、改等原則進行分區，并提出了相應的具體對策。

(1)增源區

沿黃的東明、牡丹、鄄城、鄆城屬于增源區。該區位于本區上游，黃河側滲和引黃灌溉回滲水可大量補給淺層地下水，是本區淺層地下水補源條件最好的地區。今后該區要搞好綠化，擴大黃灌區，增加淺層地下水的補給量。

(2)增采區

本區南部的定陶、巨野、成武、曹縣、單縣為增采區。該區淺層地下水補給條件較好，開采潛力較大。在不致引起環境地質問題的前提下，今后要在充分引用黃河水的基礎上，加大對淺層地下水的開發利用。

(3)節水區

節水區主要分布在各縣城區附近和井灌區。這些地區淺層地下水開發利用程度較高，形成淺層地下水位降落漏斗，如牡丹城區、鄄城城區、鄆城武安鎮、成武南魯鎮以及單縣城區以東地區。多年監測資料顯示，雖然在雨季和豐水年份這些地區地下水能得到有效補充，但由于多處于城區附近，易引發環境地質問題，因此應減少地下水開采。

(4)咸水改造利用區

主要分布于巨野縣區域內。本區淺層地下水為微咸水和咸水，應改造和利用這些咸水資源，咸水改造是對淺層咸水通過抽排咸水，自然和人為補淡的手段，逐步使咸水淡化的過程，由于投資大，成本高，在目前全面開展咸水改造工作是不現實的。咸水改造要立足于利用，以用促改，采用改造利用相結合的方法，在生產上不把抽出的咸水都排掉，而盡量加以利用。據以往咸水灌溉試驗表明，在良好的排水條件下，利用5g/l的咸水在作物關鍵時刻澆灌，有顯著增產效果。因此，在干旱缺水季節，大量提取微咸水灌溉，或與河水、淺層淡水混灌，不但能擴大水資源，而且在利用中能有效的騰出地下庫容，為雨季補淡創造條件，這對咸水改造，以及綜合治理旱、澇、咸、堿都至關重要。

［1］徐軍祥，康鳳新.山東省地下水資源可持續開發利用研究M.北京：海洋出版社，2001，242～254.

［2］馮尚友.水資源持續利用與管理導論M.北京：科學出版社，2000，35～37.

［3］徐建國，衛政潤等.環渤海山東地區淺層地下水資源潛力分析及利用對策［J］.地質調查與研究，2004，27（3）；203～207.

［4］山東省魯南地質工程勘察院.山東省菏澤市地下水資源潛力研究報告R.兗州：山東省魯南地質工程勘察院，2007.

［5］山東省地礦工程勘察院.山東省菏澤市地下水資源調查評價與保護研究報告R.濟南：山東省地礦工程勘察院，2009.

［6］山東省地礦局第三水文地質工程地質大隊.山東省菏澤市地下水及地質環境監測報告R.2009.

Shallow Groundwater Resource Potential Analysis of Heze Yellow River Flood Plain, Shandong Province

MA Long

（Lunan Geo-Engineering Exploration Institute of Shandong Province，Yanzhou, Shandong，272100）

This paper studies the shallow groundwater resource potential of Heze Yellow River fl ood plain, Shandong province. It mainly utilizes the groundwater mining potential index method to estimate the strength of the exploitation degree, and determine the exploration potential. The study result shows that, the shallow groundwater in the whole area still keeps the equilibrium state, belongs to the potential mining area. But the shallow groundwater distribution and mining intensity in different areas are very different, and the mining layout is not reasonable. According to the mining, fi lling, change, and control principles, the groundwater resources in the study area may be divided into source-adding area, development-adding area, water-saving area, and saltwater-improving area.

the Yellow Riverplain；shallow groundwater；potential；countermeasures

P641.74

A

1007-1903（2013）03-0026-04

馬 龍（1985- ），男，助理工程師，從事地質環境監測及水工環地質技術工作。E-mail:malongh@163.com。