楚雄市城區地下水資源動態研究

崔 誠，王學良，黃和艷，盧安霞，何李亮

（云南楚雄師范學院地理科學與旅游管理學院，楚雄675000）

1 引言

楚雄市位于云貴高原金沙江水系和紅河水系分水嶺地帶，地處滇中高原西南部，北緯 24°30′—25°15′，東經100°35′—101°48′。全市總面積 4424.59km2。楚雄市是州、市人民政府所在地，是全州政治、經濟、文化中心，距昆明市150km，是通向滇西之咽喉要沖。楚雄市城區面積29km2。由于復雜的地質構造使得楚雄市城區地下水資源較為脆弱，并影響到楚雄市經濟社會發展，固需對城區地下水資源作進一步的調查研究，其目的是為查明楚雄市城區地下水資源的分布、變化規律，提出相應的對策措施和建議，為楚雄市社會經濟發展服務。

2 楚雄市自然地理特征

2.1 自然環境背景

2.1.1 地形地貌

楚雄市地處滇中高原西南部，地勢西北高、東南低，最高點為哀牢山脈的大山心，海拔2913m；最低點海拔691m，相對高差2225m。由于新構造運動的作用，河流與山脈主體呈西北—南東走向，以白依河為界分東西兩部，西部為純山區，東部為壩區及丘陵山區兩種截然不同的地貌。

楚雄市城區屬云南高原的一部分，南緊鄰金沙江與紅河分水嶺地帶，是一個完整的向斜盆地，盆地走向NW—SE。盆地底部寬廣平坦，海拔1780m左右，最低點小河口處龍川江出口1760m。龍川江及支流青龍河兩岸發育有不對稱的Ⅰ～Ⅱ級階地，局部山腳有零星的高臺階地及小型洪積扇。

2.1.2 氣象水文

全市屬中亞熱帶季風氣候帶，山地氣候明顯。由于山高谷深立體氣候突出，隨海拔高度變化實際存在南亞熱帶、中亞熱帶、北亞熱帶、暖溫帶和寒溫帶等氣候帶類型。東部壩區基本上為中亞熱帶氣候。多年平均氣溫15.6℃，市內年平均氣溫16.35℃，熱量資源比較豐富，四季差異較小，但雨季集中，冬干夏濕，屬半干旱的山地氣候類型。年均降雨量829.7mm，90%集中于夏秋季，時有洪澇災害發生。

金沙江水系流域面積1201.39km2，占全市總面積的27.1%。龍川江在境內長40km，縱坡降4‰，豐水年徑流量為6.8億m3，貧水年為2.68億m3，4～5月基本斷流。

紅河水系流域面積3231.753km2，占全市總面積的72.90%。禮社江境內長56km，平均比降3.3‰。多年平均過境流量為18.6億m3。

2.1.3 植被

楚雄市屬亞熱帶常綠闊葉林—針葉林植被類型，以云南松、華山松組成的針葉林和常綠闊葉林為主。由于地形復雜，相對高差大，氣溫、濕度、雨量均隨地形有明顯變化，植被也相應呈明顯的垂直帶狀分布，主要有4種植被類型：常綠闊葉林、針葉林，主要分在海拔2400m以上的山地；針闊混交林，主要分布在海拔1600～2400m之間的山地；稀樹灌叢草地，分布在海拔1600m以下地區；四旁樹及人工林，主要分布在廠礦、交通沿線、水利設施及鄉鎮附近。

2.2 地質環境

楚雄市位于揚子準地臺川滇臺背斜中南部，滇中臺陷楚雄拗陷中，市區的西南部 （禮社江以西）這揚子準地臺西側邊緣，屬麗江臺緣褶皺帶的哀牢山斷塊一部分。區內下元古界大紅山群、哀牢山群經呂梁運動形成結晶基底后，為一長期隆起的地區，直至晚三疊世初才發生劇烈沉降，發育了巨厚的上三疊統含煤磨拉石建造和侏羅系、白堊系紅色砂泥質建成造成及膏鹽建造。

2.2.1 地層巖性

該區內出露的地層以中生界為主，尤以著名的 “滇中紅層”分布最廣，主要是砂巖、泥質砂巖、粉砂巖、泥巖等，局部夾膏鹽，突出特征是多為紫紅色、灰綠色、灰白色，地層富含鈣質或夾有泥灰巖、泥質白云巖夾層。其次，第三系、第四系沖洪積物分布也較廣泛。

2.2.2 地質構造

楚雄市轄區內，經呂梁運動后，為一長期隆起地區，直至晚三疊世才有沉積，又處于滇中中臺陷和點蒼山～哀牢山斷褶束兩個三級構造單元中。蓋層的地質構造以褶皺為主，據卷入褶皺的地層判斷，褶皺時期應為燕山運動晚期—喜馬拉雅運動早期。

3 楚雄市城區地下水資源特征分析

3.1 地下水資源類型

楚雄市城區內含水層 （組）類型分為：松散巖類孔隙水，碎屑巖類夾可溶性巖類裂隙溶孔水和碎屑巖類裂隙水3種類型。

表1 地下水類型

3.2 地下水資源時空變化

楚雄市城區地下水資源在自然和人為因素的影響下，正處在不斷變化之中，尤其是在近幾年楚雄降雨量較少的情況下，地下水資源水位不斷在下降。

3.2.1 地下水資源空間分布

楚雄市城區地下水主要分布于龍川江，青龍河兩岸的松散巖類孔隙潛水含水層，面積約6.43km2，水位埋深約為0.30～3.81m，為人口和工業密集區，且被大量農田覆蓋，地下水補給類型為降水補給。在雨季的時候地下水位有明顯的上升趨勢，而在旱季地下水位下降明顯；分布于城區中部的碎屑巖類夾可溶性巖類裂隙溶孔水，含水層面積約5.56km2，該區地下水污染嚴重，且開采利用不合理，亂采超采現象嚴重，在旱季 （12～3）月地下水位急劇下降，下降值為約6m左右。該類地下水資源不斷減少，受人為因素影響大；分布于城區兩側基巖山區的碎屑巖類裂隙水，其含水層面積約3.76km2。其含水層約為1.56～14.63m，受季節影響顯著，地下水資源總量少。對該類地下水資源的開采利用少，且受人為因素影響小。

楚雄市城區地下水動態受大氣降雨量、蒸發量、人工開采強度的影響顯著。地下水位逐年下降、泉流量逐年減少，現將不同含水層動態敘述如下：

表2 松散巖類孔隙水

松散巖類孔隙水從2009～2013年5年間枯季水位深不斷下降，下降值為0.227m。平均每年下降了0.0454m,到雨季得到回升，2013年枯季水位深達最大值，說明該年地下水位下降最明顯，2013年降水有所增加，所以水位有所回升。

表3 碎屑巖類夾可溶性巖類裂隙溶孔水

碎屑巖類夾可溶性巖類裂隙溶孔水：2011年降雨量達到歷史最高水量，2013年與2008年相比地下水位下降4.476m，平均每年下降1.119m。2014年降雨量達到歷史最高水量，地下水位又得到充足補給，水位有回升。水位峰值多數在9～10月份，滯后降雨峰值60～90天，具有顯著的季節性變化。地下水受人工開采影響，使水位下降，流量減少。

表4 碎屑巖類裂隙水

碎屑巖類裂隙水：枯季泉水流量2013年比2009年減少0.217L/s，平均每年減少0.0414L/s。2010年6月份龍川江、青龍河兩岸的地下水資源停止自流，說明地下水位、流量都向減少的趨勢發展。降雨量的多少、人工開采地下水的強度，是控制本區地下水動態的主要因素。

3.3 地下水資源水質狀況

隨著經濟發展和人口增加，楚雄市城區地下水資源水質狀況也在不斷變化，又加之人們不合理地開采地下水，使地下水資源量和質發生了改變。

3.3.1 地下水資源的主要污染源

楚雄市現有機械、化工、紡織、食品、制藥、造紙、印染、卷煙、建材、機械修理等中小型企業208家。由于歷史原因，工業布局不合理，有些重污染企業，如活塞銷廠、玻璃廠、冷凍廠、醬菜廠、米線廠等位于市區中心。據調查，屬重要污染源的企業有43家，鹿城區占70%，老城區下水道坡降小，淤積嚴重且無防滲層。根據污染源特征可分為工業 “三廢”、農業及原生污染。

滲水管：水源大口井主要作用是過濾黃河汛期渾水中泥沙，并收集上游滲入河床的地下水。井底為開敞式，在黃河灘面3 m以下設6根DN 800無砂混凝土濾水管，沿四周對稱布置，濾水管一端穿透井壁，另一端垂直于井壁布置，單根總長15 m。濾水管進水側管口采用漿砌石封堵。采用大開挖法進行施工后，回填土料均采用5～30 mm砂礫料。

3.3.2 地下水資源水質狀況分析

松散巖類孔隙水:由楚雄城區外圍山區到盆地中心，污染程度由微污染-嚴重污染。微污染區 （Pw<100）主要分布在楚雄城區西北部大石鋪—趙家灣、孫家屯及盆地南部，面根積 16.175km2。輕污染區 （100≤Pw<200）主要分布在楚雄城區東南部荷花村、富民、謝家河、東瓜等地，總面積8.875km2。該區以農業污染為主，鹿城、東瓜等地還有部分為工業污染區。中等污染區 （200≤Pw<500）主要分布于鹿城以北龍川江兩岸等地，面積10.50km2。該區工業、農業污染并存。鹿城北為農業和工業污水灌溉污染，南部黑邑倉以北地段主要為農業污染。重污染區 （500≤Pw＜1000）分布于鹿城龍川江兩岸和后所等地，面積6.29km2。為污染水灌溉區、城市工業和生活混合污染區、農業污染區。

碎屑巖類夾可溶性巖類裂隙溶孔水:主要分布于楚雄城區中心，多數為松散巖類孔隙含水層覆蓋，主要受農業污染、工業污染和上覆孔隙水下滲污染。由于含水層埋藏較深，受人為污染程度較輕，為微污染-中等污染。微污染區 （Pw<100）主要分布于東瓜北東側和盆地邊緣，面積1.5km2。污染類型主要為少量的農業及農村生活污染，污染程度輕。輕污染區 （100≤Pw<200）主要分布于孔家屯東、鹿城南和城區南部等殘丘地區和大面積孔隙水覆蓋區，面積約6.12km2。主要為農業污染和孔隙水下滲污染。中等污染區 （200≤Pw<500）主要分布于東瓜工業區，鹿城區和富民等地，面積4.875km2。主要為第一環境深部原生污染和工業、生活混合污染。

碎屑巖類裂隙水:主要分布于楚雄城區邊遠山區，僅受大氣污染影響和極少量農業污染，污染程度較輕，大部分為微污染區。微污染區 （Pw＜100）分布于楚雄城區外圍山區，面積約8km2。受少量農業及原生污染。輕污染區 （100≤Pw<200）主要分布于盆地西部燃料二廠、東瓜等地，面積0.40km2。少量農業污染和工業污染。

3.4 地下水資源補給、逕流、排泄特征分析

大氣降雨是楚雄市城區地下水資源的主要補給來源，同時，接受壩子周邊山區基巖水側向補給，農灌水和溪溝水及河水補給。

地下水受地形地貌、地質構造控制，自分水嶺向盆地逕流，除沿逕流過程中以泉、人工開采排泄外，碎屑巖類裂隙水還補給碎屑巖類夾可溶性巖類裂隙溶孔水。龍川江、青龍河是地下水的最終排泄帶，以人工開采排泄為主，其次是蒸發排泄。

4 楚雄市城區地下水資源開發利用與保護

4.1 地下水資源的開發利用建議

4.1.1 提高水資源的利用率

為了適應城市發展需要，對地下水資源實行優化管理使用。大力推行節水措施，提高水資源的利用效率和效益。對地下水的開采施行一井一表計量制，嚴格控制地下水的開采量[2]。堅持統籌協調、優質優用的原則，統籌考慮未來一定時期內經濟社會發展對地下水的需求。同時，進一步加強對地下水資源的動態監測工作[2]，提高監測資料的精度，為今后對地下水超采區的治理提供依據。

4.1.2 加強對污染源的控制

楚雄市城區地下水資源的主要污染就來自于 “三廢”及生活污水的排放，所以需加強對楚雄市城區地下水管理和城市工業 “三廢”及生活污水排放管理。特別是超采區范圍內 （鹿城區）的地下水資源管理，施行取水許可制度，嚴格控制地下水的開采。防止不合理地開發利用地下水資源造成水資源浪費。

4.2 地下水資源的保護建議

4.2.1 完善水資源保護的相關法律法規

政府制定嚴格的法律和政策，保護環境，限制污染物的排放。在保護地下水資源時，多采取以預防為主的措施，從源頭上控制污染物，阻止其滲透和污染地下水。全面立法保護地下水和地表水資源。同時，增強人民的環保意識，提倡全民參與保護地下水資源，并鼓勵大量節水新技術，加強地下水資源保護技術的研發和推廣。

4.2.2 嚴格控制各類污水排放。

合理調整產業結構，限制高污染的工業，地下水資源的最主要污染來自農業生產中使用的農藥等化學物質。為此，應該推行減少和限制使用農藥的行動計劃，農藥的銷售和使用都必須經過政府部門許可，使用的種類和數量由政府部門制定標準，各項指標絕對不允許超標。對農藥實行更嚴格的控制和檢查。

5 結論

（1）楚雄城區地下水資源的利用率較低，不能滿足正常用水需求，特別是農業用水，仍以靠天為主。

（2）楚雄市城區地下水位和泉流量動態，主要受大氣降雨量、蒸發量和地下水開采強度的制約,在雨季地下水位回升快。

（3）楚雄市城區內松散巖類孔隙水，普遍受到不同程度的污染，碎屑巖類裂隙水大部分為微污染—輕污染；碎屑巖夾可溶性巖類裂隙溶孔水為點狀污染。

（4）楚雄市城區內地下水水質污染面積廣，龍川江和青龍河兩岸流域的地下水污染較為嚴重，污染物濃度受旱、雨季節變化的影響。

（5）楚雄市城區地下水資源不斷呈減少的趨勢，保護地下水資源刻不容緩。

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