山東省羊莊水源地地下水資源預測及開發利用研究

孫延宗

（山東地礦新能源有限公司，山東 濟南 250001）

地下水分布范圍廣泛，儲量豐富，是人類生存生活的重要資源。但是，當今世界有超過100 個國家處于缺水狀態，我國也是缺水國家，全國人均水資源占有量少，而且隨著人口的增多，人均水資源占有量更少，與國際確認標準逐漸接近。作為不可替代資源地下水，是人類生存生活主要供水資源，大部分城市和農田普遍使用地下水，地下水成為直接可以被人類所飲用的淡水資源。因此，我們要加大力度對地下水資源進行預測開發，保護性利用地下水資源。

1 羊莊水源地地下水資源預測

山東省羊莊水源地位于羊莊盆地，該地區地表水系發達，為棗莊市和滕州市地下水富集地區。對該地區的地下水資源預測主要是通過GMS 建立地下水模擬模型，預測未來該地區地下水運動狀態。

（1）確定水位預測基礎信息。根據當前的地下水動態資料與經濟發展規劃結合，如圖1，以2016 年水位資料為初始水位，在枯水期即將結束時，預測其初始水位流場，遵循水位預測時段長度從小到大，預測了3 個時段，第一時段為2016 年4 月12 日～2017 年4 月12 日，第二時段為2017 年4 月12 日～2021 年4 月12 日，第三時段為2021 年4 月12日～2026 年4 月12 日。

（2）預測源匯項。預測源匯項主要是預報降水量，本文采用蒙特卡羅法進行模擬實驗，研究區域內降水量，進而得到模擬預報。首先，收集區域內1967 ～2016 年該區域的降水量，從小到大排列，將相近數值歸納成一個樣品值，用均值為代表，對樣品值相對頻率進行統計，為未來降水量模擬預測奠定基礎。其次，利用蒙特卡羅法產生偽隨機數，利用VB 設計建設程序，用計算機進行計算模擬，得到降水量預報結果。

（3）處理該階段其他源匯項。首先，處理一、二時段源匯項。歲羊莊盆地農牧業迅速發展，人口上升，區域內農業灌溉用水以及人畜生活用水均有上升狀態，且由于生活用水合理利用和農業節水灌溉，這兩個階段的農業用水和生活用水不變。預測羊莊水源地的其他源匯項固定，增加地下水開采量4×104m3/d。

其次，處理三時段源匯項。該階段農業和生活用水仍然固定?；谘蚯f水源地水資源開發利用，增加地下水開采量8×104m3/d，龍山頭水源地地下水資源開采量為4×104m3/d。考慮到后石灣、魏莊等工業用水，水資源開采量分別為2.85×104m3/d、2.9×104m3/d。

（4）預測結果和流場演化。首先，預測一、二時段。按照羊莊水源地地下水資源開發利用計劃，其地下水資源開發量為4×104m3/d。通過GMS5.0 建立一二試點羊莊地下水水流場模型，從中可以發現，第一時段的地下水補給量超過開采量，巖溶水系統比較均衡，而隨著地下水資源的開發，水位標高有所下降。其次，預測三時段。在羊莊地下水開采量提高到4×104m3/d 時，水位下降明顯，水流場總體變化不大，但是，水位呈現區域式平盤下降趨勢。之后，隨著地下水開展的增加，水位會不斷下降，對地下水流場會產生較為明顯的影響，龍頭山水源地會呈現漏斗變化趨勢。

從整體來看，在預測期間內，后石灣、魏莊的水位相對比較穩定，變化幅度較小，但是，從2017 年開始，由于羊莊水源地和龍頭山水源地的地下水資源大幅度開采，導致兩地的水位預測值有明顯的下降趨勢。預測期末，羊莊水源地的地下水下降會呈現較大的漏斗狀。

圖1 羊莊初始預測水位的等值線

2 羊莊水源地地下水資源開發利用現狀

羊莊水源地地下水開發利用從20 世紀60 年代開始，當前開發利用程度已經比較完善。羊莊盆地水源地成井深度一般不超過200m，單井的水資源開采量可以達到700 ～1700m3/d，供水效果比較高。根據資料得到，當前羊莊水源地巖溶水開開采量實際上已經超過了15 萬m3/d，區域內的工業用水單位已經建設了用以生產生活用水的供水系統，取水量達到7.57m3/d，實際水資源開采量是4.5m3/d。另外，隨著區域內水資源利用程度的上升，水資源開發利用從地表水轉變為巖溶水，主要用于農業灌溉和生活用水，開采量已經超過8.87m3/d。羊莊水源地隨著近些年的開發利用，也出現了一些問題，其存在明顯的地下水采補問題、水質受到污染、工業開采不良影響、水資源浪費和水資源統籌管理不完善等問題。

3 羊莊水源地地下水資源開發利用的保護措施

（1）解決水資源采補問題。通過對羊莊巖溶水系統的研究，可以采用巖溶水系統增源增采、保持水土、綠化荒山、流域綜合自理等措施，將治理與開發有機結合起來，豐富地下水，改善生態環境。在上游低山丘陵地區，可以以水土保持、植樹造林和流域綜合治理為核心，清淤、加固已經建成的水利工程，加大雨水攔蓄量，實現回灌補源。此外，加大力度綜合治理周邊小流域，植樹造林，涵養水源，實現地下水補給。在下游平原地區，加大水資源開采量，擴大地下庫容，提高豐水期地下水補給量，適當加大攔水堤壩攔截地表棄水力度，通過明渠引水蓄水補給巖溶水。

（2）合理配置地下水資源。羊莊盆地腹地地區農業發達，種植結構上能夠按照可供水量進行合理配置。對此，需要改變粗放型灌溉方式，推行節水農業以及旱作農業，并實行節水灌溉技術，建設自流罐區渠道，加強土地平整，提高灌溉水源的綜合利用率。同時，政府要加大灌溉節水執行力度，進行宣傳教育，加強政府和市場的調控引導作用，推行產業結構調整和經濟調控，加大需水管理力度。

（3）加大力度防控水污染。農業生產中，農藥和有機肥的使用導致水源受到感染，工業生產中的工業廢水也會造成水源干擾。對此，洋河水源地區域政府需要加強對重污染企業的關閉管理工作，強令拆除關閉，對工業生產的工業廢水處理和排污口加大監管力度，必須經過綜合處理后才能過排放進自然水系中。同時，加強中水和再生水的李永利，降低污水排放量。另外，建設垃圾處理廠，分類無害化加工處理生活和工業垃圾，防止污染物深入到地下，并嚴格控制新污染源。

（4）建設地下水管理信息系統。根據現有資源建設水資源管理信息系統，對水資源進行綜合配置和可行管理，提高水資源的現代化開發利用水平。

通過水環境監督網絡對羊莊水源地水質加強監測力度。可以在柴胡店、新薛河設置水質監測點，監測周期為3 個月，之后再增加監測點，監測周期為1 個月，對污染水進行有效控制，定期檢測了解不同時期的地下水環境、污染程度和水源變化趨勢。

4 結語

水資源是人類社會重要資源，其開發利用對人類社會可持續發展十分重要。因此，我國要加強數字與的開發利用和保護工作，本文通過對羊莊水源地地下水資源的預測和開發利用研究，了解了該地區的地下水變化情況，并對其中的開發利用問題提出了一些保護措施。