碭山縣高標準基本農田地下水開發利用產生環境地質問題對策建議

李向前

（安徽省地質環境監測總站，安徽 合肥 230001）

安徽省地質環境監測總站承擔的“碭山縣高標準基本農田水文地質調查評價項目（項目編號：2016-g-3-30）”是2016年度安徽省國土資源廳下達安徽省公益性地質工作的第三批項目任務和投資計劃（皖國土資函[2016]1431號），該項目屬公益性地質扶貧項目，工作區面積為139.2km2。

1 地質概況

1.1 區域地層

碭山縣地層屬華北地層大區晉冀魯豫地層區徐淮地層分區淮北地層小區。根據區域地層資料，碭山縣發育的主要地層有奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系、古近系、新近系及第四系。區域松散層厚300～600m，主要巖性為粘性土和砂性土，西北厚東南薄。

1.2 工作區地層

工作區發育的主要地層有二疊系、三疊系、古近系、新近系和第四系。巖性由老至新特征如下所述。

1.2.1 前新近系

前新近系地層均隱伏于新近系之下，上覆松散層厚310～600m，西北厚東南薄。前新近紀地層分布有二疊系、三疊系和古近系地層。

1.2.2 新近系

工作區新近紀地層廣泛分布，由東南向西北厚度逐漸增加，厚150～350m。

1.2.3 第四系

工作區第四紀地層廣泛分布，根據區域地層資料，第四系厚多在170m左右，由東南向西北厚度逐漸增加，最大厚度190m。

1.2.3.1 下更新統太和組（Qp1t）

區內廣泛分布，地表無出露，隱伏第四系中更新統之下，以沖湖積為主。巖性為青灰、棕黃、紅棕色亞粘土夾棕紅色、棕黃色細砂、粉砂，一般有3～4個韻律。頂板埋深70～85m，厚75～100m。

1.2.3.2 中更新統臨泉組（Qp2l）

區內廣泛分布，地表無出露，隱伏于第四系上更新統之下，早期以沖積為主，晚期以沖湖積為主。巖性為棕黃、褐黃色亞粘土和褐黃色、淺棕色粉細砂、亞砂土，含鈣質結核，一般有1～2個韻律。頂板埋深40～50m，厚25～50m。

1.2.3.3 上更新統黃口組（Qp3h）

廣布全區，地表無出露，隱伏于第四系全新統之下，屬早期黃河泛濫沉積。巖性為黃棕、褐黃色亞粘土和褐黃、灰黃色粉砂、亞砂土，含鈣質結核，一般有2～3個韻律。頂板埋深8～25m，厚25～40m。

1.2.3.4 全新統蕭碭組（Qh x）

區內廣泛分布，出露地表，屬于晚期黃河泛濫堆積物，巖性為黃、灰黃、棕黃色粉砂、亞砂土、亞粘土，部分地區分布有褐黃色淤泥質亞粘土、亞砂土。工作區沉積厚度8～25m。

2 水文地質概況

2.1 含水巖組劃分

本項目在工作區施工成井淺層（50m）鉆孔20眼、中深層（150m）鉆孔3眼、深層（350m）鉆孔1眼，結合以往水文地質勘查鉆孔資料，根據地下水含水介質特征及含水空隙的類型，工作區勘察深度（350m）范圍內地下水類型主要為松散巖類孔隙水，再根據地下水的埋藏情況及與大氣降水、地表水的交替強弱、巖性組合、水力性質等將工作區松散層自上而下劃分為淺層孔隙含水巖組、中深層孔隙含水巖組和深層孔隙含水巖組，見表1。

表1 工作區地下水含水巖組劃分表

2.2 含水層組結構及富水特征

2.2.1 淺層孔隙水含水層組

淺層孔隙水含水層組在工作區廣泛分布，主要由全新統、上更新統組成，含水砂層頂板埋深5.15～29.20m，底板埋深37.40～52.20m，砂層累計厚度10.40～32.40m，一般有2～5個韻律層，巖性以亞砂、粉砂為主，次為粉細砂、細砂。地下水水力性質為微承壓潛水，工作區淺層孔隙水水位埋深2.32～10.16m，水位標高35.91～46.52m，總體地下水水位北西高南東低，水化學類型以HCO3-Na·Ca、HCO3·Cl-Na·Ca型為主，溶解性總固體在0.51～1.50g/L，單井涌水量一般為93～403m3/d。該層水是工作區農業灌溉的主要水源。

2.2.2 中深層孔隙水含水層組

中深層孔隙水含水巖組在工作區廣泛分布，主要有中、下更新統組成，砂層頂板埋深36.7～49.0m，底板埋深137.5～170.2m，砂層厚度一般32.7～44.7m。巖性以粉砂、粉細砂為主，局部為細砂。地下水水力性質為承壓水，水位埋深在3m左右,最大水位埋深達13m，年內地下水水位動態變化不明顯，多年地下水水位呈弱下降趨勢。水化學類型以HCO3-Na、HCO3-Na·Mg或HCO3-Ca·Mg型為主，地下水為溶解性總固體一般小1g/L，單井涌水量一般為100～500m3/d。

2.2.3 深層孔隙水含水層組

深層孔隙水含水巖組在工作區廣泛分布，主要由新近系組成，本次勘查位置位于碭山縣趙屯鎮趙屯村G310國道北側，揭露最大深度為352.85m。砂層頂板埋深239.7m，底板埋深336.7m，砂層累計厚度40.0m。巖性以粉細砂、細砂為主。地下水水力性質為承壓水，水位埋深60.64m，多年地下水水位呈強下降趨勢。水化學類型一般為HCO3·Cl·SO4—Na型水，抽水試驗實測單井涌水量1328.16m3/d（10.43m降深單井涌水量）。深層孔隙水是碭山縣城及農村生活主要供水水源。

3 地下水開發利用

碭山縣地表水資源相對匱乏，以開采孔隙水作為主要供水水源。20世紀50年代初開始進行井灌試用，20世紀50～80年代，農田灌溉、城鎮工礦企業和居民生活用水以開采淺層地下水為主，開采深度一般小于30m。80年代以后，農村分散供水和農田灌溉供水以外，城鎮工礦企業和縣城集中居民生活用水逐漸往開采中深層地下水為主過渡。20世紀90年代，地下水資源開采量繼續增加，深層孔隙水開采量增長幅度最大，開采深度進一步加大，供水井的深度達300m以上。21世紀以來，農村實施飲水安全工程，農村居民生活用水也逐漸往開采深層地下水過渡。

2017年，地下水開發利用量達14160×104m3，占碭山縣供水總量的93.7%。淺層地下水年開發利用量為7934×104m3，占地下水年開發利用總量的56.1%。

碭山縣中北部由于地表河流較少，對地下水的依賴程度高于東南部地區，另外，局部地區淺層機井密度大，城區及鄉鎮已開采的深層井群大都集中布置在某一區域，各類開采井越打越密，井間距離小，相互干擾強烈，也造成局部地下水位下降過快，由此，超采深層地下水會帶來一系列環境地質問題。

4 地下水開采造成環境地質問題

4.1 地下水水位持續下降

4.1.1 淺層地下水水位下降

碭山縣淺層孔隙水原有水位埋深一般在0.27～3.7m。據本次野外調查，水文年內工作區水位埋深0.56～10.06m。與20世紀60年代相比，淺層地下水水位略有下降，下降幅度為1～6m。

4.1.2 中深層地下水水位下降

碭山縣中深層孔隙水原有水位埋深一般在0.07～2.83m，到2007年水位埋深降到了1.5～22.8m，到2017年底水位埋深降到了3～40m左右，多年地下水水位呈弱下降趨勢。

4.1.3 深層地下水水位下降

20世紀60年代，碭山縣深層孔隙水水位埋深一般在2.58～4.28m，1988年深層孔隙水水位埋深降到了27～28m。2014年，深層孔隙水水位埋深已經達到了37～61m，截止到2017年12月，碭山縣深層地下水水位局部埋深達到70m左右，現形成了多個以地下水開采區中中心的深層地下水水位降落漏斗。

4.2 地面沉降

碭山縣水源井過于集中，并大量開采中深層地下水，縣城附近地區因深層開采量增加而導致該地區地下水水位呈強下降趨勢且已發生地面沉降，根據安徽省地質環境監測總站2017年12月，提交的《宿州市地面沉降控制區范圍劃定成果報告》，1987～2017年碭山縣二等水準點Ⅱ碭渦Ⅰ累計最大沉降量已達531mm，沉降量以17.13mm/a的速率增長。除此之外，通過復測碭山縣原有水準點發現水準點均有所下沉，見表2，且水位降深越深的位置沉降量越大。

表2 碭山縣測量高程變化統計表

4.3 地下水水質原生異常

4.3.1 微咸水

微咸水溶解性總固體一般為1.0～3.0g/L。在20世紀70年代，工作區微咸水主要分布在玄廟鎮權集鄉、官莊壩鎮西南部、曹莊鎮北部、唐寨鎮西部、良梨鎮東部地區，分布面積約77.25km2。本次工作中通過對地下水水樣分析，工作區內微咸水主要分布在周寨鎮西部、官莊壩鎮西部與東南部、曹莊鎮西北部、趙屯鎮南部、關帝廟鎮東部、李莊鎮西部、朱樓鎮西北部、良梨鎮東南部、唐寨鎮、程莊鎮北部地區，分布面積約189.48km2，水化學類型以HCO3·Cl-Na·Ca型、HCO3·Cl-Na·Mg·Ca型和HCO3·Cl-Na型為主。對人體健康的影響主要是口感不良,有苦澀味,并可引起腹瀉、腹痛等。

4.3.2 高氟水

21世紀初，工作區高氟水(氟含量＞1.0mg/L)，主要分布在工作區中周寨鎮、玄廟鎮北部、官莊壩鎮西南部、曹莊鎮、趙屯鎮、關帝廟鎮東部、唐寨鎮、程莊鎮東北部地區，分布面積約211km2。本次工作中通過對地下水水樣分析，高氟水超標區在工作區內大范圍分布，分布面積約356km2。飲水高氟則會對人體造成危害，主要是在骨骼方面，輕者表現為氟斑牙，重者可發展為氟骨癥，氟骨癥患者骨質疏松、關節變形，部分或完全喪失勞動能力。

4.4 鹽漬土

工作區內由20世紀80年代初期的108.01km2（10801ha），到目前降為0.5km2（50ha）左右，僅在程莊鎮東部王明集村分布，目前，該地區淺層地下水位埋深約為0.5～4.0m，鹽漬土分布區地表鹽斑已不多見。鹽漬化表土一般厚0.2～0.4m，在降水和蒸發作用下不斷地脫鹽和返鹽，對農作物的幼苗和根系造成危害。

5 對策建議

（1）工作區地處黃泛沖積平原區，存在著蓄水能力不足、地表水水質多為Ⅳ—劣Ⅴ類水，多數河流常年出現干涸或斷流現象。建議應加強河道治理與污染防治工作，提升地表水蓄水能力，配合高標準基本農田區排澇灌溉設施合理進行地表水、地下水聯合運用的井渠結合灌溉模式。

（2）工作區廣泛存在微咸水，淺層地下水富水性為弱富水—富水，結合開發利用現狀及地下水位埋深，在農業開發利用量較小、水位埋深較淺（水位埋深小于3m）的地區，適度提高淺層地下水開采程度，可用于生活中分質供水，以降低淺層地下水水位，減少由于地下水位淺埋受蒸發強烈而繼續導致地下水咸化，也有利增強土壤鹽漬化防治能力。

（3）建議大力發展節水灌溉，依托現有農業水利設施，繼續開展高標準基本農田灌區現代化升級改造工程，全面實施區域規模化高效節水灌溉行動，大力推廣渠道防滲、噴灌、微灌、管道輸水等先進節水灌溉技術，提高地下水資源利用效率。