地下水資源承載力評價研究

畢寶華

關鍵詞：鹽山縣；地下水；地質資源；承載力

前言

華北平原為半干旱半濕潤地區，區域水資源有限且氣候處于暖干化狀態。華北因過量開采從而導致該地區成為了全球最大的“地下水降落漏斗”，引起了地表塌陷與沉降、地裂縫等一系列生態環境問題，引起了社會各界的高度重視。鹽山縣位于華北平原東南部，地處環京津地區，地質條件復雜，地質環境相對脆弱，淡水資源短缺。因此，對該區域地下水資源承載力研究有助于優化國土空間布局，保護生態環境，服務區域經濟與生態環保協調發展。目前，國內關于水資源承載力的研究方法主要包括模糊綜合評判法、多目標決策分析法、層次分析法。國際上，關于地下水資源承載力的研究比較罕見，基本都將其融人可持續發展理論研究中。但是，現如今關于地下水資源可持續利用的相關研究越來越受到研究者的追捧，已經成為全球的研究熱點，相關的研究成果能夠為其他國家提供可靠的理論依據。

文章在考慮資料的系統性和可獲得性基礎上，采用綜合打分法，對鹽山縣區地下水資源承載力進行評價，分別采用地下水資源的數量和質量因子進行本底評價，利用地下水開采程度進行狀態評價，通過本底和狀態評價結果。

綜合評價地下水開采潛力，以此為地下水資源的開發與保護提供重要依據。

1自然地理

鹽山縣位于中國河北省東南部，經緯度坐標為東經116°59'～117°30'、北緯37°49'～38°06'。新京滬高速、邯黃鐵路、205國道等國家公路橫穿全縣境內，使得該地區的交通十分便利。區內地勢呈現北東低，南西高的特征，平均海拔高程4m～7m，坡度2/10000，為低平原區，地貌分為沖、海積地貌，湖積地貌和沖，在河流、湖泊和海洋三者共同作用下形成了此種地貌特征。鹽山縣地處華北平原黑龍港流域，以農業為主，輔以鋼管生產。

2地質背景

2.1地質概況

研究區的地層類型豐富，地層層位完整，沉積物類型和成因多變且復雜，以不膠結和半膠結的砂質（粉、細．中砂）以及粘土等為主，其沉積深度為400～550米。地層分類可以分為第四系、新近系、古生界的石炭系一二疊系、古近紀、寒武一奧陶系及太古界的變質巖系。

鹽山縣總共分為三級構造單元，一二三級依次為：中朝準地臺基、華北斷層、黃驊臺陷和埕寧臺拱。

鹽山地區的早、中更世是火山活躍的區域，火山巖分布范圍廣，各鉆孔同一時期的火山巖分布不連續。巖性包括玄武巖、凝灰巖、凝灰巖、凝灰巖、凝灰巖等。

2.2水文地質概況

根據第4系含水巖系劃分原理，將研究區由上至下劃分為I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個含水層群。該區域的地下水主要由降雨人滲、灌溉和地表水補給，深層地下水補給困難。其補給量分別為降雨平均每年補給4748萬立方米、灌溉平均每年補給3370萬立方米、地表水平均每年補給6419.5萬立方米。本區位于河北平原東南部，處于沖、湖積和沖、海積兩種沉積作用的交替地帶。多變復雜的形成原因類型導致了該區域形成了多層結構的含水地質體。第四系水質結構垂向上為淡一咸一淡和咸一淡型。淺水區的淡水以河流帶型為主，在鹽水上方以透鏡體形為主。咸水體主要分布于淺層含水組，局部延伸至深部含水組頂部。咸水體由西向東呈楔狀逐漸增厚，本區淺層咸水發育，加劇了本區地下水資源短缺。

3鹽山縣地下水資源承載力評價

3.1評價方法

2017年，該地區最主要的地下用水資源就來自于鹽山縣，主要用途為農業和生活，部分用于工業。在地質條件、生產生活的影響下，本區地下水面臨著超采、地面沉降、污染、咸水分布廣泛等地質環境問題。為了實現生態環境與經濟建設協調發展，文章采用綜合打分法，以鹽山縣域為研究對象，針對地下水資源建立承載能力評價指標體系，選擇適當的評價因子、評價指標，利用資料收集、野外調查和綜合研究等手段獲取所需數據資料，對縣域范圍內的地下水資源進行承載本底、承載狀態和承載潛力的全面評價，并根據評價結果提出相關的建議。

3.2鹽山縣地下水資源本底評價

3.2.1評價指標

根據本區地下水開采現狀，選擇地下水資源的數量和質量作為評價因子，將深層地下水可利用量模數、淺層地下水資源模數以及水質和深層水水質作為評價指標，根據本區對地下水的開發利用結構對各評價指標賦權，搭建相關的評價體系，結果見表1。

3.2.2評價模型

通過收集資料、野外調查、綜合調查等方法，對以上各項指標按地質條件進行了科學的劃分與評價，利用百分數對其進行評定。以GIS的空間解析函數為基礎，對所選擇的各項評估指數按不同的類型劃分成不同的數據層，對各異的評估指數進行重新組合，根據指標專題圖層來組織，各評價單元綜合分值就是每個評價指標得分×權重和，即：

3.2.3評價結果分級

通過上述模型的計算方法，可得到各個評價層的承載本底評價分。將其分為五個級別，即當分值大于等于85為高、分值在（85，65]為較高、分值在（65，40]為中、分值在（40，20]為較低、分值小于20為低五個級別。由此得出各評估層次的承載性基礎評估分數。

3.2.4鹽山縣地下水資源承載本底評價結果

根據每個單元的地下水資源承載本底評價得分，將鹽山縣地下水資源承載本底評價結果分為三級，即較低、中等和較高。受地質環境等影響，鹽山縣區內淺層地下水礦化度由南西向北東有升高趨勢，水質普遍較差；深層地下水由于前期的大量開采，水位較低，可利用量較低。因此，地下水承載本底也存在自南西向北東降低的趨勢。

較高區僅分布在韓集鎮北部，地下水礦化度小于2mg/L，地下水資源模數淺層水為7.5～10.0×104m3/km2·a，深層水小于1×104 m3/km2·a，水質主要為Ⅲ類、Ⅳ類；中等區大多數分布于縣區南西部，零星少量分布于北東部，并且呈不規則條帶狀的特征。地下水礦化度淺層水1～3mg/L，深層水小于2mg/L，地下水水質主要為Ⅳ類、V類，水資源模數淺層水為5.0～10.0×104m3/km2·a，深層水<1x104m3/km2·a；縣區南西呈條帶狀分布。地下水礦化度淺層水南西部一般為2～3mg/L，北東大于3mg/L，深層水小于2mg/L，地下水資源模數淺層水為7.5～10.0×104m3/km2·a，北東部地區地下水量雖然較大，但是礦化度普遍大于5mg/L，導致其無法有效利用，深層水小于1×104m3/km2·a，水質主要為Ⅳ類、V類。

3.3鹽山縣地下水資源承載狀態評價

3.3.1評價指標

淺層地下水和深層地下水開采度的選擇是評估的主要依據，評價地下水資源現狀特點，并根據開采結構對各評價指標賦權，形成評價體系，結果見表2。

3.3.2評價結果分級

通過前述模型的計算方法，可以得到每個評價分層的承載狀態評價得分。分別劃分為五級，即分值大于等于70為盈余、分值在（70，40]為均衡、分值在（40，25]為輕度超載、分值在（25，15]為中度超載、分值小于15為重度超載5個等級。

3.3.3承載狀態評價及結果

此次地下水資源承載狀態依據淺層和深層地下水的開采程度兩項指標進行評價，鹽山縣地下水資源承載狀態為西南大部分為均衡，東北部分地區輕度超載，具體見圖1。

由于地下水本底狀態差異，本區對地下水利用具有明顯結構性特點。淺層水大多數用于農田灌溉及生產、生活；深層水主要用于生活飲用，部分用于農業、工業。均衡區淺層水開采程度相對較低，具有開發潛力，深層水則大部分處于超采狀態。輕度超采區淺層水礦化度高，無法對其有效利用，深層水處于超采狀態。

3.4鹽山縣地下水資源承載潛力評價

3.4.1評價指標

依據本底和狀態評價所得結果，綜合評價本區地下水資源承載潛力，等級見表3。

3.4.2承載潛力評價結果

鹽山縣地下水資源承載潛力可分為較小和小兩個等級，具體見圖2。

地下水資源承載潛力較小區域主要分布于圣佛鎮～千童鎮南西、小莊鄉～韓集鎮中北部、常莊鄉及望樹鎮局部地區。該區淺層地下水可利用量相對較大，礦化度淺層水1～3mg/L，水質主要為Ⅲ～V類，開采程度為均衡或盈余；深層地下水可開采量小，為超采狀態。地下水資源承載潛力小區域主要分布在縣區北東大部，南部呈不規則條帶狀分布。該區淺層地下水礦化度北東大于3mg/L，南西部處于2～3mg/L之間，水質主要為Ⅳ類、V類，地下水開采程度較低，大部分屬于均衡和盈余狀態，但高礦化度導致大部分地區地下水無法有效利用。深層水主要為超采狀態。

4開發利用建議

在對地下水資源的可持續利用和生態環境保護等方面進行分析的基礎上，合理控制地下水資源開發利用，對研究區的地下水資源分區劃分為控制性采空區和限壓型開采區。

4.1控制開采區

主要位于地下水潛力較小區。該區農業基礎條件好，適宜農業的園區化、規?；l展，可適當增加淺層地下水開采利用，特色產品種植，打造精品農業。另外，進一步工業、化肥、農藥等對地下水的污染，減少深層水開采，開展地表水置換。

4.2調減開采區

主要位于地下水承載潛力小區。該區應加大微咸水、咸水的開發利用研究，調整農業結構，因地制宜地發展旱作農業，擴大耐鹽堿，耐干旱作物的種植規模。同時，防止地下水進一步污染，減少深層水開采，開展地表水置換，實現水資源的保護性開發。

5結論

為保證生態環境與經濟建設協調發展，以鹽山縣為例，采用綜合打分法對其地下水資源承載力進行評價，分別采用地下水資源數量和質量因子進行本底評價，利用地下水開采程度進行承載狀態評價，通過本底和狀態評價結果，綜合評價地下水開采潛力。評價結果顯示：鹽山縣地下水資源承載本底分為較高、中等和較低區，較高區僅分布在韓集鎮北部；中等區多數分布在縣區南西部，少量分布于北東部；較低區主要分布在縣區北東部。承載狀態為均衡、輕度超采：南西大部分為均衡；北東部分地區輕度超載。承載潛力為較小和小，承載潛力較小區域主要分布于圣佛鎮——千童鎮南西、小莊鄉——韓集鎮中北部、常莊鄉及望樹鎮局部地區；承載潛力小區域分布在縣區北東大部。