制約齊齊哈爾市國民經濟可持續發展的地下水環境

高淑紅

( 齊齊哈爾市水資源管理處，黑龍江 齊齊哈爾161005)

0 引 言

1992年聯合國環境與發展大會上，挪威首相布倫特蘭夫人提出的可持續發展的定義是: 滿足當代人的需求，又不損害子孫后代滿足其需求能力的發展。其核心是指人類的經濟和社會的發展不能超越資源與環境的承載能力，主張人類之間及人類與大自然之間和諧相處。對水資源來說，就是將水資源的開發利用提高到人、經濟、資源和環境這4個協調發展的高度來認識。

齊齊哈爾市位于黑龍江省西部，是省內重工業基地，也是省內西部地區政治、經濟、文化中心和交通樞紐。隨著國民經濟發展，工業、農業和生活需水量日益增大，加之在開采過程中缺乏統一規劃和管理，中心城區采水井井距過密，開采過于集中，使地下水形成大面積開采降落漏斗，由降落漏斗引發的環境地質問題一地下口冰水質的變化，已成為制約未來齊市經濟發展的重要因素，因此尋求解決環境地質問題的措施對地下水資源的可持續利用至關重要。

1 齊齊哈爾市地下水資源概況

齊齊哈爾市得天獨厚的水文地質條件是其它城市所不可比擬的，除其所擁有的嫩江、烏裕爾河等眾多河流湖泊地表水資源優勢外，由于本區第四系松散堆積物沉積巨厚，構成宏大的儲水空間，從而賦予了本區地下水極強的儲存功能、傳輸功能和調節功能，水性極強。經計算( 1997年) 地表水資源量17.21 億m3，地下水年補給量36.13 億m3，地下水可開采量29.2 億m3，總水資源量42.67 億m3，地下水資源量隨時間而變化，主要受大氣降水控制，降水量大的年份地下水補給量大，降水量小的年份地下水補給量也小。地下含水層按其水力學特征分為第四系上更新統孔隙潛水、第四系中下更新統孔隙承壓水和第三系大安組裂隙孔隙承壓水3 種類型。第四系上更新統孔隙潛水含水層巖性以砂礫石為主，含水層厚度大，水位埋藏淺，富水性強。該層地下水的補給源為大氣降水的滲入補給、江水的側向補給、灌溉水的回滲補給及鄰區地下水的側向徑流補給;其排泄主要是向下層承壓含水層的越流排泄、農灌區的開采排泄、蒸發排泄以及向下游鄰區的側向徑流排泄。潛水主要化學類型為重碳酸一鈣鈉、鈉鈣型水

1) 分布于城區的外圍、局中，鑄堿性水、鐵、錳和有機質含量普遍升高。由于人為影響潛水普遍遭受污染，日前E1 出現較大范圍的重碳酸、氨化物一鈣鈉型水，主要分布在大民屯、勞動湖和瀏園一帶，因此潛水已不宜生活飲用。造成潛水污染的原因主要是:重、中污染區大部分在氧化塘和勞動湖一帶，塘、湖水直接滲透污染潛水。

2) 工業滲坑、生活污水井遍布，工業廢水和生活污水極易通過滲坑、滲井滲入地下。

3) 郊區菜田和農業區長期大量地施用農藥、化肥，經灌溉水和大氣水而滲入地下，造成地下水的污染。

4) 工業廢渣、生活垃圾未經處理堆放，雨水將有害物質帶入地下，簡易廁所無防滲措施都是造成潛水污染的重要途徑。第四系中下更新統孔隙承壓含水層巖性以含礫中粗砂、含礫細砂為主，含水層厚度大，承壓水水位埋深淺，承壓水水頭高度26.68 ～69 m，富水性強。本層地下水的補給源主要是上層潛水的越流補給及側向徑流補給，其排泄主要是工業用水和城市生活用水開采地下水。承壓水水化學類型主要是重碳酸一鈣鈉、鈉鈣水，屬中偏弱堿性水，礦化度一般為0.22 ～0.49 mg，除鐵、錳含量略高外，水質可稱為優質水，但在城區局部地帶出現重碳酸、氧化物一鈣鈉型水，顯示地下水的污染。承壓含水層上覆亞黏土、淤泥質亞黏土，構成承壓含水層區域隔水層但分布不穩定，巖性、厚度、埋深等變化較大，局部地帶隔水層厚度＜1 m或缺失，成為溝通承壓水與潛水含水層之間水力聯系的“天窗”。第三系大安組裂隙孔隙承壓水含水巖組，勘探資料比較少，基本處于未開采狀態，該含水層是齊市未來水源開采目的層。

2 地下水開采降落漏斗的產生和環境地質問題

齊市中心城區目前城市供水主要由市政供水和企業自備水源兩大供水系統組成，其中市政水源7處，年開采量4 015 萬m3，企業自備水源井187 眼，年開采量3 230.7 萬m3，呈污染趨勢。工業及生活用水主要開采第四系中更新統孔隙承壓水。由于長時間的大量集中開采，承壓水天然狀態已被破壞，形成較大的封閉狀的開采降落漏斗，降落漏斗呈橢圓形，長軸北東至南西向，漏斗中心在龍沙水廠，中心最大水位降5.121 m，降落漏斗范圍約200 km2。開采降落漏斗的形成引發了環境地質問題的出現。

1) 開采降落漏斗的形成改變了地下水的天然流場，使原來單一的北部側向補給變為四周環狀補給，增加側向補給帶的長度，同時水力坡度的加大，也使側向補給量得到增加，這就使處于龍沙水廠以南的大民氧化塘成為威脅水廠水質的一大隱患。

2) 隨著承壓水層水位與局部潛水位差P 的増大，使局部潛水向下部承壓含水層的越流量得到增加，導致承壓含水層的水質發生變化，局部地出現水污染現象，如第一機床廠和省農機廠等地承壓水水化類型為HCO3 一CL 型，屬污染類型，總硬度、礦化度、硫酸鹽、氰化物等含量也高于其它地區。龍沙水廠至肉聯廠一帶，地下水中硝酸鹽、氧氪、亞硝酸鹽等指標都不同程度地超過飲用水標準，呈現超量、集中式開采地下水產生的水位降落漏斗是人為開采條件下地下水資源狀態的必然體現，是很正常的現象，據1987年至今的地下水動態長期監測結果顯示，開采降落漏斗在枯水期擴大，豐水期縮小，這是由于齊市含水層厚度大，地下水儲存功能、調節功能比較好，枯水期消耗的水量在豐水期能夠得以充分補償，地下水基本處于均衡開采狀態，因此開采降落漏斗基本處于穩定狀態，可通過調整開采井布局和開采強度得到控制和恢復。但是也應看到開采降落漏斗的環境地質問題——地下水水質的變化( 潛水基本遭受污染，不宜生活飲用，承壓水局部遭受污染) ，如果對此不加以重視和的話，那么我們引以自豪的優質承壓水將會在未來的某一天其供水功效會越來越差，國民經濟的可持續發展也將失去可持續利用水源的有力支撐。

3 應對措施探討

3.1 完善與優化地下水動態監測網絡，對地下水資源的量和質分析和預警，為水資源的可持續利用提供依據

從1987年開始在齊齊哈爾市中心城區、富拉爾基區布設地下水動態長期監測點，目的就是通過對地下水水位、水質的監測，掌握其隨時間變化的特征。但現在看來對這些監測資料充分開發、科學利用不夠，還沒有開展對地下水發展變化趨勢預報和預警方面的工作。地下水預警系統的研究是目前國內外比較熱門的一個項目，是指在天然條件或人類活動作用下，對地下水資源的狀況和變化趨勢進行分析，并對其進行定量評價，在達到某一質量限度時，適時給出相應級別的警戒信息。地下水預警研究包括地下水現狀的調查、分析和研究，地下水變化趨勢的預測及方法，預警方法及預警模型，預警指標體系和等級值的確定，預警決策支持系統等。具體說地下水預警就是對地下水水位、水質的動態變化過程給予定量的描述，分析其所處狀態，預測其變化趨勢及其變化度。地下水的預警與一般的地下水水量、水質評價方法相比，具有如下特點:

1) 以地下水的狀態變化為識別指標，考慮地下水是否從一狀態向另一種狀態變化或轉移。

2) 預警的取值要反映一種變化趨勢，重點不在于地下水資源狀況屬于哪一級，而在于與現狀比較，其狀況是向好的方向發展是向壞的方向發展。

3) 預警評價側重對不同時間、時段的動態變化的分析，得出的結論不是一個，而是隨不同時間而變的系列，加強了動態的描述。

圖1 地下水預警系統的總體結構框圖

地下水預警系統的總體結構見圖1。對于水資源管理者而言，通過地下水預警系統可以及時掌握動態性的地下水監測資料，為合理利用和管理地下水資提供依據［1］。

3.2 地下水資源評價與地下水資源管理有機結合，是人類對地下水資源進行有效開發利用的前提和基礎

地下水資源評價是指“對本系統地下水資源的數量、質量、時空分布特征和開發利用條件做出科學的、全面的分析和估計”。地下水資源管理是指:“在一定約束條件下，通過對某些決策變量的操縱，使系統既定的目標達到最優”。從定義上可以看出，地下資源評價與管理是緊密聯系的兩個環節，但在實際工作中地下源評價與管理兩者往往相互脫節，從而引起一系列的環境地問題。齊市20 a來來先后開展了“齊齊哈爾市北市區供水水文地質“初勘”、“齊齊哈爾市中心城區地下水資源評價和合理開發利用”、“齊齊哈爾市地下水資源開發利用規劃報告”等項目，對地下水的量和質都有了明確的概念，但卻一直未能建立科學的地下水資源管理模型，從而使我們管理工作未能從宏觀角度出發，科學調配和合理開發利用水資源，產生了由開采降落漏斗引起的環境地質問題。這就是人們普遍認為對一個地區進行地下水資源評價是對其地下水資源開發前所必須進行的一項工作，相對而言，對地下水資源管理卻往往缺乏足夠的重視，等到產生了危及人類生活生存的環境地質問題之后，才能引起人們的重視，采取相應的補救措施和管理模式。上海由于超量開采地下水，形成了以市區地下水開采區為中心、最大沉降量達2.63 m的蝶形沉降洼地。地面沉降造成沿江地區潮水上岸、地面積水、橋墩下沉、城市部分建筑物傾斜、開裂等環境問題，因此，我們應以科學技術為先導，運用系統分析的方法建立地下水資源管理模型，讓用水者獲得最大的經濟、技術和社會效益，同時使開采地下水造成的對環境的影響降低至最小。

3.3 在地下水資源開發利用上優化配置水資源、合理開采、利用水資源，使水資源充分發揮其功效

優化配置水資源就是調整用水結構，分層、分質開發，分質、分類供水［2］采取相鄰井中淺層( 50 ～100 m) 和深層( 100 ～150 m) 分段取水的辦法，這樣可以緩解開采降落漏斗的發展趨勢。此外，對于遭受不同程度污染的潛水，應在各項管理政策上鼓勵用水者開發利用潛水，將潛水用于建筑施工、國林綠化、除塵、降溫、消防等對水質要求不高的行業，科學地將部分開采量分配到潛水，加大潛水開采強度，這樣不僅可增加嫩江向潛水側向補給量，使已污染的潛水得到快速更替，降低污染濃度，改善水質，而且，潛水開采量的增加造成水位下降，降低潛水與承壓水之間的水壓差，減少了潛水向承壓水的越流補給量，從根本上保護承壓水，將優質的承壓水用于滿足居民生活飲用和對水質要求較高的工業用水，地表水應用于用水量大且水質要求不太高的工業用水，農業用水應因地制宜，地下潛水和地表水兼用。

3.4 局部地段限制第四系承壓水開采，開辟新水源

齊市中心城區中更新統承壓水開采過于集中，鑒于目前已形成水位降落漏斗的情況，應限制增加開采量。為滿足用水要求及應對用水緊急情況，在市區西北部的瀏園和東北部的工人屯一帶開辟新的水源地，保證生活用水和工業用水需求。

3.5 加強水資源的綜合管理，節約用水

水資源管理要堅持統一規劃、統籌安排，加大供水管線，調整井點分布不均、過度集中開采的狀況，不得隨意增打新井，凡地下水資源必須按規劃要求合理確定井距和成井深度，在用水方面建立循環用水系統，提高地下水重復利用率。農業逐步采取節水型灌溉技術，以噴灌、滴灌代替渠灌、漫灌。生活、生活用水方面減少供水系統的跑、冒、滴、漏，對各業用水實施用水定額制度、取水許可證制度等，便水資源管理逐步納入依法治水、管水的軌道，使有限的水資源發揮更大的經濟效益。

3.6 保護水資源，防治水污染

1) 劃分飲用水源保護區，按照水資源保護法的要求嚴格禁止興建有污染水源的建設項目。

2) 加強“三度”的治理，嚴格執行排放標準。

3) 加速排水管網和污水處理設施的建設。

3.7 加強水文地質工作

凡是新建水源地要做好先期勘探試驗和供需評價工作。富拉爾基區目前開采量較大，但沒有做過專門的供水勘察工作，為合理開發利用地下水資源，應及時開展供水勘察工作;第四系下更新統含水層和第三系大安組依安組含水層勘探資料較少，今后應進一步開展工作，為地下水資源遠景規劃提供依據。

4 結 語

水資源的可持續利用，是經濟和社會可持續發展極為重要的保證，地下水資源是水資源的重要組成部分，是支撐國民經濟發展、保障國家安全的基礎性資源和戰略性經濟資源，地下水資源的重要性是毋庸置疑的。然而，人類似乎有一種通病，就是為長遠著想者寡，急功近利者眾，居安而不思危。當時間的腳步不斷地向前邁進時，人們漸漸意識到人類忽視了人與大自然之間的關系，結果是一系列環境地質問題的出現，緊接若是尋求控制和治理環境地質問題的辦法，這又是一條艱難而耗資巨大的漫長之路。我市現行的水資源管理政策或多或少還存在著問題，亟待解決。

1) 未能實現分層、分質供水，合理調配水資源。受我市《城市供水管理辦法》第八條“在城市供水管網范圍內，不得鑿井取水”的制約，大量優質承壓水被用于建筑施工等對水質要求不高的行業，造成極大的資源浪費和資金浪費。

2) 在水資源管理上還存在空白區。市自來水公司在我市地下水開采量中占地下水的總開采量 ＞50%，本應列入水資源管理部門的重點對象，但由于種種原因，對自來水公司失于管理，使其各水廠的開采井布局及開采強度未能從宏觀角度予以考慮，出現龍沙水廠采水井布局不合理，過量集中開采所產生的水位降落漏斗和由此引發的環境地質問題。如果對這個問題再不加以重視的話，難保其它水廠不會出現類似情況。

3)20 a來在城市水資源管理方面做了很多工作，但水資源管理的科技含量很少，這不僅使水資源管理工作容易步入誤區，而且也極大地阻礙了水資源管理的發展進程。

4) 城市水資源管理要盡快實現科學管理，除決策者需要不斷更新觀念、不斷調整工作思路外，關鍵還在于能否有技術過硬的隊伍。但多年來我們囿于自家的天地，沒有走出去，致使科技人員不能適應新形勢對科學的新要求。

水資源開發利用和水資源管理工作存在的問題是客觀的，主觀上要看我們能否正視它，并采取相應的措施積極地解決，這對于我市國民經濟建設的可持續發展、把我市建設成園林化生態城市極為重要。

［1］李學成. 雞西市地下水功能分析與評價［J］. 黑龍江水利科技，2011，39(05) :133 －134.

［2］祁福利，劉春艷. 和平灌區控制性地下水位管理研究［J］.黑龍江大學工程學報，2012，03(02) :28 －31.