趙暉劉淼劉猛
淮河流域多年平均淺層地下水資源量(M≤2g/L)為 344.7×108m3/a,其中,山丘區(qū)為87.8×108m3/a,平原區(qū)為264.1×108m3/a,山丘區(qū)與平原區(qū)地下水資源量之間的重復(fù)水量為7.2×108m3/a。
在淮河流域平原區(qū)淺層地下水的各補(bǔ)給項(xiàng)中,降水入滲是最主要的補(bǔ)給源,其水量占地下水總補(bǔ)給量的80%以上;其次是地表水體入滲補(bǔ)給,占地下水總補(bǔ)給量的10%以上;其他山前側(cè)向流入量和井灌回歸補(bǔ)給量等補(bǔ)給量之和占總補(bǔ)給量比例不到10%。
山丘區(qū)根據(jù)地下水類(lèi)型進(jìn)一步劃分為一般山丘區(qū)和巖溶山丘區(qū)。其中,一般山丘區(qū)多年平均地下水資源量為81.0×108m3/a;巖溶山丘區(qū)多年平均地下水資源量為6.8×108m3/a。
以2006年為現(xiàn)狀年,淮河流域地下水供水量為133.8×108m3,占流域總供水量的26%。按開(kāi)采層位劃分,淺層地下水主要用于農(nóng)業(yè)灌溉和農(nóng)村生活用水,供水量為106.6×108m3,占地下水供水總量的80%;深層地下水主要用于工業(yè)和城鎮(zhèn)生活用水,供水量為27.2×108m3,占地下水供水總量的20%。
由于淮河流域內(nèi)各地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和地下水開(kāi)發(fā)利用條件都存在差異,因此地下水開(kāi)采井及其開(kāi)采量的分布也極不均勻。流域北部地區(qū)降水量較南部小,農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)生產(chǎn)以及人民生活主要依賴地下水,在富水性較強(qiáng)的地區(qū),如山前沖洪積平原和巖溶裂隙發(fā)育地區(qū),機(jī)井密度大,可達(dá)10~20眼/km2,實(shí)際開(kāi)采模數(shù)達(dá)20×104~25×104m3/(km2·a),局部達(dá)到40×104m3/(km2·a);而流域南部降水量相對(duì)較大,地表水豐富,地下水開(kāi)發(fā)利用較少,在富水性弱的地區(qū),如河間平原,無(wú)砂層或砂層較薄地區(qū),機(jī)井密度小,為0.5~3眼/km2,有些地區(qū)沒(méi)有機(jī)電井,實(shí)際開(kāi)采模數(shù)0.7×104~3.0×104m3/(km2·a)。
地下水開(kāi)采潛力分析主要依據(jù)地下水剩余量(地下水可開(kāi)采量與實(shí)際開(kāi)采量之差)、地下水剩余程度(地下水剩余量與可開(kāi)采量之比)、地下水剩余模數(shù)(單位面積年地下水剩余量)3個(gè)指標(biāo),并結(jié)合地下水位動(dòng)態(tài)特征來(lái)衡量。
地下水開(kāi)采潛力指數(shù)計(jì)算公式為:
式中:P為地下水開(kāi)采潛力指數(shù);Q可為地下水可開(kāi)采量(m3/a);Q采為地下水已開(kāi)采量(m3/a)。P值判別標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。
因?yàn)樯顚映袎核砷_(kāi)采量的計(jì)算一直以來(lái)都存在爭(zhēng)論,尚未達(dá)成統(tǒng)一,所以本次僅對(duì)淮河流域淺層地下水的開(kāi)采潛力進(jìn)行分析。
通過(guò)公式計(jì)算得到,淮河流域淺層地下水多年平均可開(kāi)采資源總量為 232.8×108m3/a,2000~2006年多年平均實(shí)際開(kāi)采總量為103.5×108m3/a,剩余量為 129.4×108m3/a,潛力指數(shù)為2.3,總體上看尚有開(kāi)發(fā)利用潛力?;春恿饔驕\層地下水開(kāi)采潛力分析見(jiàn)表2。
從各省來(lái)看,江蘇因?yàn)榈乇硭Y源較豐富,加之淺層地下水一般存在原生水質(zhì)較差、次生污染嚴(yán)重的特點(diǎn),且含水層巖性較細(xì),透水性和富水性不強(qiáng),不利于集中開(kāi)采,因此現(xiàn)階段開(kāi)發(fā)利用程度很低,剩余程度較大,還有一定的開(kāi)發(fā)利用潛力;山東淺層水的開(kāi)發(fā)利用程度較高,剩余程度最低,總體上來(lái)說(shuō)開(kāi)采潛力十分有限,但在沿黃地區(qū)地下水補(bǔ)給條件優(yōu)越,還有潛力可挖;安徽淺層地下水開(kāi)發(fā)利用程度不高,其剩余模數(shù)僅次于江蘇,剩余量最大,總體上看還有一定的開(kāi)采潛力;河南農(nóng)業(yè)灌溉中井灌所占比例較大,淺層地下水開(kāi)采程度高,總體上看剩余程度較低,開(kāi)采潛力有限。
地下水資源開(kāi)發(fā)利用潛力不僅指目前可以獲得的開(kāi)采剩余量,而且還包括通過(guò)一定的技術(shù)手段和方法等可以得到的增加開(kāi)采量。因此,廣義地理解地下水開(kāi)采潛力,不能局限于現(xiàn)狀開(kāi)采量與可開(kāi)采資源量之間的差值關(guān)系,還要考慮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的發(fā)展水平。
淮河流域咸水主要分布于江蘇沿海,河南、山東的黃泛平原等地區(qū),目前對(duì)這一部分地下水開(kāi)發(fā)利用程度很低,大部分一直沒(méi)有開(kāi)發(fā)利用,以往的研究和試驗(yàn)工作也做得較少,其開(kāi)采利用僅局限于個(gè)別廠礦企業(yè)作為工業(yè)冷卻用水,在江蘇南通及鹽城地區(qū),有少量水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)開(kāi)采利用半咸水和咸水用作咸水魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖水源,已獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
人工回灌是增加地下水補(bǔ)給量、擴(kuò)大地下水開(kāi)采潛力的有效手段。淮河流域平原區(qū)是一個(gè)大盆地,地面平坦,面積約17×104km2,表層分布著厚度從幾十米到幾百米不等的第四系松散沉積層,有著良好的入滲條件和儲(chǔ)水空間。可以在沖洪積扇或者河道的有利部位,開(kāi)挖滲坑、滲井、滲渠等回灌工程,利用汛期雨洪水或者水庫(kù)棄水回灌地下水,增加地下水的補(bǔ)給量?;春恿饔蚰壳伴_(kāi)展的比較成功的人工回灌工程都在山東省,有兗州引泗回灌工程、汶上的引汶回灌工程和滕州的引荊回灌工程等。
表1 地下水開(kāi)采潛力指數(shù)判斷標(biāo)準(zhǔn)表
表2淮河流域淺層地下水開(kāi)采潛力分析表
從總體上看,淮河流域現(xiàn)狀地下水開(kāi)采量并未超過(guò)可開(kāi)采資源量,但是局部卻存在超采或者嚴(yán)重超采情況。如果根據(jù)含水層富水性、補(bǔ)給條件對(duì)現(xiàn)有的水源地開(kāi)采布局進(jìn)行合理的優(yōu)化調(diào)整,充分發(fā)揮地下水含水層的供水能力,那么仍有一定的開(kāi)采潛力可挖。
針對(duì)不同的水文地質(zhì)條件,采用不同類(lèi)型的開(kāi)采井可有效地提高單井出水量,增加可利用量。例如,安徽省淮河以南的江淮波狀平原地區(qū),因?yàn)榈匦螚l件不利,并缺乏良好的含水介質(zhì),致使地下水資源相對(duì)較貧乏,且難以開(kāi)發(fā)利用。近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的輻射井技術(shù),適合于該區(qū)的水文地質(zhì)條件,可以不同程度地提高單井出水量。
礦山在開(kāi)采過(guò)程中普遍要對(duì)采礦層進(jìn)行疏干排水,以便于開(kāi)采礦石,但是很多情況下沒(méi)有采取排供結(jié)合等工程措施,地下水未經(jīng)利用便直接外排掉,浪費(fèi)了十分寶貴的地下水資源。如果對(duì)礦坑疏干排水進(jìn)行一定處理,并回收利用,既可較少水資源的浪費(fèi),又可避免污染環(huán)境,屬于一舉兩得的措施。
淮河流域地下水資源豐富,總體上看尚有開(kāi)發(fā)利用潛力,但地區(qū)間差異較大??梢酝ㄟ^(guò)加大咸水利用力度、實(shí)施地下水人工回灌、優(yōu)化調(diào)整地下水開(kāi)采布局、改革井型和改進(jìn)成井工藝、實(shí)行礦山地區(qū)排供結(jié)合的技術(shù)手段來(lái)挖掘地下水資源潛力■