張海忠 何豫川 張麗洋 臧紅霞(河南省商丘水文水資源勘測局,河南商丘 476000)
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永城市地下水資源質量現狀及保護措施
張海忠 何豫川 張麗洋 臧紅霞
(河南省商丘水文水資源勘測局,河南商丘 476000)
【摘要】本文對永城市地形地貌、水文地質條件、氣象條件進行簡要概述,分析地下水資源狀況、開發利用現狀、地下水位變化及水質現狀評價,闡述了永城市地下水資源開發利用存在的主要問題,并從全面節水、加強水污染治理、水資源管理等方面,提出永城市地下水開發利用與保護的對策,為永城市地下水資源的治理研究和開發利用提供了一定的參考。
【關鍵詞】永城市 地下水資源 質量 保護措施
永城處在東經115°58′~116°39′,北緯33°42′~34°18′之間,是河南省最東部的城市,地形平坦開闊,地勢由西北向東南傾斜,地面高程31~35m,地面坡度1/8000~1/10000。全市耕地面積206萬畝,占總面積的68.9%,表層土壤北部多為黃河沖積的兩合土和淤土,南部多為淮河沖積的含礓石的黑色泥質粘性壤土。
永城市位于秦嶺東西向構造體系的東端和新華夏構造體系的復合部位。基底組成為寒武—奧陶系碳酸鹽巖類和石炭一二疊煤系地層。晚第三紀以來,沉積了巨厚的上第三系和第四系松散巖層。
永城市屬暖帶半干旱、半濕潤季風氣候,春暖、夏熱、秋涼、冬寒,四季分明。月平均最低氣溫-5.1℃(1月),月平均最高氣溫32.4℃(7月),年平均氣溫14.0~14.3℃,極端最高氣溫41.5℃,最低氣溫為-23.4℃。多年平均相對濕度71%。年平均日照時數2300小時左右,年日照率為52%。初霜一般在10月下旬,終霜期約在3月下旬,最晚到4月下旬,無霜期207天。多年平均降水量805.6mm,年水面蒸發量972mm。
地下水資源量是指地下水中參與現代水循環且可以更新的動態水量(不含井灌回歸補給量),幾多年平均地下水總補給量減去多年平均井灌回歸補給量,其差值為多年平均地下水資源量。根據平原區地下水資源量評價方法和補給量計算成果,永城市多年平均地下水資源量為36007.8萬m3/a,其中淡水區35411.3萬m3/a,微咸水區596.5萬m3/a。按補給項分類,全市地下水資源量中,降水入滲補給量為34539.7萬m3/a,約占總補給量的91.8%;地表水體補量為1468.0m3/a,約占總補給量的3.9;井灌回歸補給量為1607.4m3占總補給量的4.3%。
根據《河南省水資源研究》永城市淺層地下水資源量23273.7萬米3,可開采量17455.3萬米3,其中:包河區淺層地下水資源量4036. 1萬m3,可開采量3027.1萬米3,澮河區淺層地下水資源量7400萬m3,可開采量5550萬米3,沱河區淺層地下水資源量6208.3萬m3,可開采量4656.2萬米3,王引河區淺層地下水資源量5629.4萬m3,可開采量4222萬米3。
2011年永城市,地下水開采量30115萬米3,其中淺層地下水開采量為26715.4萬米3,深層地下水開采量為3939.2萬米3。
按河流分區,2011年永城市包河區地下水開采量5222萬米3,其中:淺層地下水開采量為4539萬米3,深層地下水開采量為683萬米3;澮河地下水開采量9575萬米3,其中:淺層地下水開采量為8323萬米3,深層地下水開采量為1253萬米3;沱河區地下水開采量8033萬米3,其中:淺層地下水開采量為6982萬3,深層地下水開采量為1051萬米3。王引河區地下水開采量7284萬米3,其中:淺層地下水開采量為6331萬米3,深層地下水開采量為953萬米3。
行政分區按行業劃分為:2011年永城市農灌開采地下水16114萬米3,其中:淺層地下水開采量為16114萬米3;鄉鎮企業開采地下水816萬米3,其中:淺層地下水開采量為816萬米3;農村生活采地下水1572萬米3,其中:淺層地下水開采量為1706萬米3,深層地下水開采量為766萬米3;城市工業開采地下水11459萬米3,其中:淺層地下水開采量為8322萬米3,深層地下水開采量為3137萬米3;城市生活開采地下水2401萬米3,其中:淺層地下水開采量為1193萬米3,深層地下水開采量為1208萬米3。
河流分區按行業劃分為:2011年包河區農灌開采地下水2795萬米3,其中:淺層地下水開采量為2795萬米3,;鄉鎮企業開采地下水142萬米3,其中:淺層地下水開采量為142萬米3;農村生活開采地下水429萬米3,其中:淺層地下水開采量為296萬米3,深層地下水開采量為133萬米3;2011年澮河區農灌開采地下水5124萬米3,其中:淺層地下水開采量為5124萬米3;鄉鎮企業開采地下水259萬米3,其中:淺層地下水開采量為259萬米3;農村生活開采地下水786萬米3,其中:淺層地下水開采量為542萬米3,深層地下水開采量為244萬米3;城市工業開采地下水3643萬米3,其中:淺層地下水開采量為2646萬米3,深層地下水開采量為997萬米3;城市生活開采地下水763萬米3,其中:淺層地下水開采量為379萬米3,深層地下水開采量為384萬米3;2011年沱河區農灌開采地下水4298萬米3,其中:淺層地下水開采量為4298萬米3;鄉鎮企業開采地下水218萬米3,其中:淺層地下水開采量為218萬米3;農村生活開采地下水659萬米3,其中:淺層地下水開采量為455萬米3,深層地下水開采量為204萬米3;城市工業開采地下水3057萬米3,其中:淺層地下水開采量為2220萬米3,深層地下水開采量為837萬米3;城市生活開采地下水740萬米3,其中:淺層地下水開采量為318萬米3,深層地下水開采量為322萬米3;2011年王引河區農灌開采地下水3898萬米3,其中:淺層地下水開采量為3898萬米3;鄉鎮企業開采地下水197萬米3,其中:淺層地下水開采量為197萬米3;農村生活開采地下水598萬米3,其中:淺層地下水開采量為412萬米3,深層地下水開采量為185萬米3;城市工業開采地下水2772萬米3,其中:淺層地下水開采量為2013萬米3,深層地下水開采量為759萬米3;城市生活開采地下水581萬米3,其中:淺層地下水開采量為289萬米3,深層地下水開采量為292萬米3。
2011年末全市平原區淺層地下水位平均比上年下降0.78米,地水儲蓄量比上年減少1992.3萬米3。其中地下穩定區(變幅在±0.5米)占22.2%;下降區(水位降幅大于0.5米)占77.8%。年末地下水埋深小于4米的面積占全市總面積的48.2%,4-8米的占55.6%。
受地理條件的影響,永城市境內土壤及含水層中含有大量的高氟、高鈣、高鎂巖土顆粒,經長期風化溶解到含水層中,導致許多地區氟含量和礦化度嚴重超標,形成大面積的高氟高鹽區。
此次評價范圍為永城市各縣區淺層地下水,監測結果依據GB14848-93《地下水環境質量標準》進行了評價。
采用單指標評價法按國家標準GB/T14848-93《地下水環境質量標準》確定單井現狀地下水水質的類別。然后按照超標率(%)(超Ⅲ類水標準,下同)和最大超標倍數(最大監測值/Ⅲ類水標準值-1,下同)兩個指標進行評價。
永城市共監測65眼井,地下水水化學監測井(分布較均勻,監測過程進行了質量控制,監測數據具有較好的代表性, 監測結果依據GB14848-93《地下水環境質量標準》進行了評價。符合國家生活飲用水水質標準的有20眼,合格率為30.8%。劣質水井共有45眼,占全部水質監測井的69.2%,這說明永城市地下水已遭到相當程度的污染,其中相當一部分是因為總硬度、氟化物、礦化度等天然水化學主要成分含量較高,或因氟化物等水化學異常項目造成的,屬于人為影響造成的污染只是一部分。總硬度、礦化度、氟化物、硫酸鹽是永城市地下水的主要超標物。
永城市邙山鎮、條河鄉、薛胡鎮三個鄉鎮水質較差,水樣抽查合格率為0,這三個鄉鎮均屬于苦咸、高氟水。薛胡鎮候樓村砷化物檢出;薛胡鎮南街鐵含量為4.37mg/L,超標倍數為13.6。
永城市總硬度超標率為73.3%,最大值2620 mg/L出現在條河鄉邵山村,超標倍數為4.82;氯化物超標率為26.7%,最大值945mg/ L,出現在薛湖鎮董莊,其超標倍數為2.78;硫酸鹽超標率為60.0%,最大值2500 mg/L,出現在條河鄉邵山村,其超標倍數為9.0;溶解性總固體超標率為80.0%,最大值5790mg/L,出現在條河鄉徐山村,其超標倍數為4.79。條河鄉水質污染極為嚴重,其中邵山村和徐山村抽查的水樣監測結果表明總硬度和硫酸鹽含量均超出2000mg/L。
永城市氟污染較為嚴重,氟化物超標率為90.0%,最大值5.82mg/L,出現在邙山鎮姜樓村,超標倍數為4.82。
6.1 永城市地下水開發利用存在問題
(1)淺層地下水水質較差。永城市地下水位下降,境內河流蓄水量少,成為接納城鎮工業和生活廢污水排放的污水河,導致生態平衡破壞,沿岸淺層地下水受到污染。
(2)中深層地下水開采存在一定問題。在地下水開采中,開采無序,破壞了水資源的可持續性利用開發,加劇了供需矛盾。缺乏有效的統一規劃和管理,盲目打井,淺井干了打深井。
(3)用水效率偏低,蓄水保水嚴重不足。農業灌溉渠道滲漏嚴重,正當需用水時,河水無水可放,導至農戶不得不自行打井取水,加劇了水資源供需矛盾突出,造成地下水超采嚴重。盡管地下水儲量不小,但要保持平衡的可開采利用量僅是地下水補給的來源量。隨著農業種植結構的調整,高耗水的經濟作物種植面積逐年擴大,但灌溉技術仍然是傳統的大水漫灌居多,因而農業用水量迅速增加,加之大多數河流的水不能直接飲用,農戶就自行打井開采地下水。
6.2 永城市地下水保護對策
根據永城市水資源現狀和實際,建設節水型社會和加強水污染治理是保障全區社會經濟可持續發展的必由之路。
(1) 加強節水型社會建設,加快建設節水型社會步伐。首先要加強對建設節水型社會工作的領導,建立健全組織機構。把節水政策措施、用水定額、節水目標等具體任務分解落到實處。將節約用水規劃納入國民經濟發展計劃,使其成為科學合理地開發利用水資源的重要依據,利用經濟杠桿的作用促進資源合理配置;農業灌溉是用水大戶,農業節水既要綜合考慮產業結構,調整作物種植比例,提高單位面積的經濟效益,最大限度地降低用水量,也要大力推廣節水灌溉工程技術和田間管理節水技術,全面提高灌溉水的利用系數,提高用水效率。(2)合理禁止非飲用性中深層地下水開采。為實行水資源統一管理,嚴格取水許可制度,達到政出一家,杜絕多頭審批開采。并逐步封閉現有的非飲用水中深井,特別是在自來水管網覆蓋范圍內的中深井。(3)合理開發現有水資源。能開發利用地表水和用調蓄設施作為自備水源的不開采地下水,能開采淺層地下水的不開采中深層地下水。對所有開采中層地下水的強制推行分質供水和節水器具強制性標準。(4)要在河道沿線兩側一定范圍內,大力推廣節水灌溉。嚴格控制地下水超采,使淺層地下水位逐步得到回升,這才是有效控制淺層地下水污染加劇和改善水質的根本途徑,努力提高水資源的利用效率,實現水資源的可持續利用和社會經濟的可持續發展。
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[4]《永城市水資源公報》永城市水利局.
作者簡介:張海忠(1964—),男,河南省社旗縣人,工程師,主要從事水文、水資源保護工作。