宋 青

(遼寧水文地質(zhì)工程地質(zhì)院，遼寧大連116037)

1 概況

甘井子區(qū)位于城鄉(xiāng)結(jié)合部，呈馬蹄形環(huán)抱大連的中山、西崗、沙河口三區(qū)。在地貌上屬于遼東半島南部，為千山山脈的西南的延伸端，瀕臨黃海、渤海，形成兩海之間丘陵起伏的半島地形。西南寬，東北窄，東西長40 km，南北35 km。

區(qū)內(nèi)丘陵區(qū)海拔在50～400m，山地最高海拔為405m。較平坦的堆洪積裙一般存在于丘陵的山麓，坡度2～5°，分布于大辛寨子及其在南部。坡洪積平原呈條帶狀分布于周水子－大辛子，牧城驛～營城子一帶，地勢平坦開闊，地面標高約5m。是區(qū)內(nèi)最大的平原區(qū)，著名的周水子國際機場就分布在此地。

區(qū)內(nèi)屬北半球暖濕帶半濕潤季風氣候區(qū)，表現(xiàn)出四季分明，雨熱同季，冬無嚴寒，夏無酷暑，氣候溫和的特點。多年平均氣溫24℃。全區(qū)多年平均降水量622 mm，年內(nèi)降水量不均，其中七、八、九月份相對集中，約占全年降水量的64%。年平均蒸發(fā)量約在1500 mm，其中月平均蒸發(fā)量五月份最大，為225 mm。

本區(qū)地表水系不甚發(fā)育，共有河流有13條，分屬黃渤水系，均為獨立入海的河流，也是季節(jié)性河流。流域總面積為317.42 km2，總長128.6 km。區(qū)內(nèi)主要河流有馬蘭河、夏家河、泉水河。境內(nèi)水資源貧乏。年平均降水662 mm?？偨邓?.99×108m3。多年平均地表徑流深138 mm。徑流總量6365×104m3。地下水天然資源6591×104m3，可開采量3556×104m3。地下水資源開發(fā)利用率高，個別地段超量開采。

2 水文地質(zhì)條件概況

區(qū)內(nèi)地下水類型按地下水賦存的介質(zhì)分為三大類型。

松散巖類孔隙水 主要分布于第四紀松散巖組的河流相沖積谷地礫砂石及山前坡洪積扇裙亞砂土含礫石堆積物，第四紀堆積物厚度一般在3～15m，其中含水層厚度較薄，單井涌水量100～500m3/d。

碳酸鹽巖裂隙巖溶水 含水巖組由震旦系中統(tǒng)南關(guān)嶺組的石灰?guī)r、含藻及灰?guī)r泥質(zhì)灰?guī)r，甘井子組白云質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)結(jié)核灰?guī)r，營城子組純灰?guī)r等組成。其富水性受蓄水構(gòu)造、巖溶發(fā)育程度控制，單井涌水量100～1 000m3/d，主要分布于南關(guān)嶺北部、大連灣、周水子、黃龍尾、辛寨子西北、革鎮(zhèn)堡中部等地。

基巖裂隙水 含水巖組的地層巖性包括震旦系下統(tǒng)南芬組板巖、石英巖互層，中統(tǒng)橋頭組巖，上統(tǒng)北山組頁巖、薄層石英砂巖。地下水賦存在巖石的風化裂隙、構(gòu)造裂隙和成巖裂隙中，在山區(qū)多以泉水的形式出露，泉的流量0.01～0.22 l/s。在板巖或石英巖為主的地層中鉆孔，單井涌水量大多數(shù)小于100m3/d，在以石英巖和板巖地層為含水層的鉆孔，單井涌水量一般為100～300m3/d。主要分布于紅旗、凌水、辛寨子西南。

上述三種類型的地下水除第四系松散巖類孔隙水在全區(qū)零散分布外，周水子以北均為碳酸鹽巖裂隙巖溶水分布區(qū)，存在良好的富水地段，但水質(zhì)差異較大，而南部為基巖裂隙水分布區(qū)，單井出水量較均勻，其富水性差，但張性的構(gòu)造部位仍然能鑿出單井涌水量達400～500m3/d的深井。

區(qū)內(nèi)地下水化學類型可分為四種。

①重碳酸氯化物鈣型水。這類水分布廣，礦化度小于0.5g/l。一般分布于黃龍尾、鞍子山、城山、歪石砬子等山區(qū);②氯化物重碳酸鈣鈉型水。礦化度0.5～1.0g/l。主要分布于辛寨子、周水子、革鎮(zhèn)堡及大連灣一帶;③重碳酸鈣型水。礦化度小于1.0g/l，主要分布在南關(guān)嶺駱駝山、狼山一帶;④氯化物鈉鈣型水。礦化度1.0～3.0g/l，主要分布于營城子灣、牧城灣及金州灣等濱海一帶。此外在南關(guān)嶺—泉水地段出現(xiàn)氯化鈉型水，礦化度大于3.0g/l[1]。該類型地下水主要是因海水入侵而引起的。

3 地下水資源開采現(xiàn)狀

3.1 地下水開采現(xiàn)狀

全區(qū)共有工農(nóng)業(yè)供水井595眼，開采量達6.92×104t/d，其中工業(yè)開采井為165眼，開采量達4.2×104t/a，農(nóng)業(yè)開采井430眼，開采量達2.72×104t/a。合計占總供水量的20%。

區(qū)內(nèi)地下水資源主要分布在碳酸鹽巖地區(qū)，其開采資源為8.262×104t/d，石英巖和板巖地區(qū)的開采資源為4.32×104t/d。合計開采資源為12.589×104t/d。

2010年統(tǒng)計甘井子區(qū)地下水資源量2116×104m3，可開采量1178×104m3，2010年實際開采量 3272×104m3，開采率154.63%[2]。

3.2 存在問題

3.2.1 開采井布局不合理

開采井分布不合理，呈現(xiàn)局部超采。全區(qū)凡臨海的低洼地段是地下水的富集區(qū)，也是地下水的超采區(qū)，這一地區(qū)的水質(zhì)一般都受到污染，包括海水入侵。如周水子地段，由于企業(yè)的大量開采，形成一定范圍的降落漏斗，引起海水倒灌。南關(guān)嶺地段在七十年代末、八十年代初期，工農(nóng)業(yè)開采量約4.5104t/d，發(fā)生嚴重的海水入侵，地下水CL－含量激增，最高達1 000g/l，近幾年因產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，地下水開采程度下降，尤其是農(nóng)業(yè)開采量銳減，使地下水水質(zhì)有所改善。

3.2.2 供水用途

依據(jù)區(qū)內(nèi)的水質(zhì)分布狀況，一些開采地下水的單位在供水用途上存在一定的盲目性，如利用水質(zhì)較差的地下水做飲用水或鍋爐用水，這種用法對人體的健康和工業(yè)設備都有極大的危害性。

3.2.3 地下水污染問題

近些年來，隨著工業(yè)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，區(qū)內(nèi)的地下水污染也日趨嚴重，其污染原因比較復雜。污染源是廠礦企業(yè)排放的廢水及城市生活污水，另外農(nóng)村施用的化肥、農(nóng)藥也占有相當?shù)谋壤?/p>

1)工業(yè)廢水。目前雖然對多數(shù)廠家產(chǎn)生的污水進行處理，但是還有相當一部分企業(yè)產(chǎn)生的廢水仍然利用過去的明渠、管道輸入海域或滲入地下，由于大部分管道年久失修、多處滲漏污染了地下水，根據(jù)1985年資料，甘井子區(qū)主要工業(yè)廢水排放總量達23171.00×104t/a，主要污染物成分有:COD、懸浮物、揮發(fā)酚、氰化物、砷、汞、鉻、鎘、鉛、銅、鋅、鎳、硫化物、苯胺類、石油類等。

2)工業(yè)廢渣。據(jù)大連市環(huán)保部門資料1985年甘井子區(qū)工業(yè)廢棄物的產(chǎn)生量是136.0246×104t。其中，冶煉渣12.7534×104t，燃料渣 20.0300 × 104t，有害渣 27.5332 × 104t，礦渣54.2779 ×104t、工業(yè)粉塵3.7815 ×104t、工業(yè)垃圾17.6486 ×104t。

3)生活污染。全區(qū)每年都有大量的生活污水和生活垃圾排放、除了一部分污水排泄入海外，還有相當一部分深入地下，污染地下水、據(jù)城建部門資料統(tǒng)計，年排放生活污水量1358.23×104t，這些生活污水富含多種元素，滲透到地下水中、污染地下水、主要河流河水及附近的地下水污染，正是此類污染的結(jié)果。

4)農(nóng)藥及化肥。農(nóng)藥與化肥的大量施用，使植物不能吸收的一部分通過降雨入滲污染地下水或通過地表徑流排入河流再污染地下水。

4 海水入侵問題

4.1 海水入侵現(xiàn)狀

海水入侵，是不合理過量開采地下水造成的。它使一些工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量受到影響，嚴重腐蝕輸水管道和鍋爐、使農(nóng)業(yè)的果類蔬菜減產(chǎn)或不能種植;并危害水源，水井報廢。在甘井子、革鎮(zhèn)堡、南關(guān)嶺等地，60年代10多年的時間，海水入侵深入陸地7.5 km，入侵面積達48 km2。特別是南關(guān)嶺—前、后鹽村地段最為典型。據(jù)測定1964年地下水氯 離子含量50～100 mg/l，經(jīng)過13年的變化，離子增長2～4.5倍。許多水的化學類型由重碳酸氯化物鈣型水變?yōu)槁然镏靥妓徕}型水。在這個僅有24 km2范圍內(nèi)，1979年有機電井124眼之多，45號井降落水位13.9m，枯水期日開采量50480 t，為1964年提交地下水儲量的14倍。至1990年，海水入侵有繼續(xù)發(fā)展的趨勢，從2000年以后，至2010年，由于入侵地段限制了地下水的開采量，入侵趨勢有所減緩[3]。

區(qū)內(nèi)地下水資源由于常年無序開采，已造成地下水水位大幅度下降，開采漏斗面積逐漸擴大，地下水水質(zhì)受海水入侵污染日益嚴重等環(huán)境地質(zhì)問題。

4.2 引起海水入侵的地質(zhì)條件

發(fā)生海水入侵的含水介質(zhì)主要有兩種:一是松散巖類含水巖組;二是碳酸巖鹽含水巖組。其中，后一類是發(fā)生海水入侵地質(zhì)災害最活躍的地層。海水入侵的松散巖類含水組分布于沿海岸低洼地區(qū)的第四系松散層中，由于分布面積小，影響范圍也一般很小，往往是大口井取水所造成的。發(fā)生海水入侵的地層巖性主要的就是碳酸鹽巖含水鹽組，由于碳酸鹽巖具有大規(guī)模的巖溶，成為地下水的主要含水層，臨海的巖溶地下水富集區(qū)常常成為人們開發(fā)地下水的對象，長期不合理的開采造成水位下降，形成漏斗，水力梯度有利于海水倒灌補給大陸的地下淡水，產(chǎn)生海水入侵。

由于各種構(gòu)造的存在，包括各種緊密線型的褶皺構(gòu)造帶、斷裂構(gòu)造帶。輝綠巖脈接觸構(gòu)造帶及巖層的層面構(gòu)造等，控制了巖溶的空間展布，巖石的完整性和連續(xù)性遭到破壞，巖溶作用強烈，溶隙、溶孔與溶洞密如蜂窩。而且負地形匯集了豐富的地下水、徑流強度大，在地下水循環(huán)交替積極的強徑流帶均發(fā)育大溶洞或?qū)挻蟮娜芪g裂隙，巖溶化程度較高。使巖溶發(fā)育在沿褶皺、溶蝕洼地軸部、丘間谷地河谷，斷裂構(gòu)造帶附近(一側(cè)或兩側(cè))及輝綠巖脈侵入體與灰?guī)r接觸帶部位接觸帶等部位。

區(qū)內(nèi)主要巖溶帶有，革鎮(zhèn)堡～辛寨子巖溶發(fā)育帶;大辛寨子～周水子巖溶發(fā)育帶;友誼街巖溶發(fā)育帶;南關(guān)嶺～泉水子巖溶發(fā)育帶;后關(guān)～姚家?guī)r溶發(fā)育帶及毛塋子巖溶發(fā)育帶等[4]。

4.3 引起海水入侵的原因

1)開采井的不合理布局和超采是引起海水入侵的主要原因。多年來，由于工農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展，需水量急劇增加，除了工業(yè)開采井外、農(nóng)業(yè)開采井在不斷增加，但各個地段增加幅度不同，以南關(guān)嶺地段為例:77年開采井92眼，78年增至146眼，79年171眼，90年為84眼，其中77年該地段的實際開采量50480 t/d，90年實際開采量12900 t/d，這樣不合理地開采地下水必然會改變局部地段的地下水動力均衡狀態(tài)。所以開采量大小是決定海水入侵程度的關(guān)鍵。

2)降雨量的影響。多年資料表明，降雨量對海水入侵起一定的控制作用。本地區(qū)地下水補給來源主要是大氣降水。開采量和降雨量是控制海水入侵的主要因素，降雨量大、補給量大，則開采量相對減小，地下水向淡水方向轉(zhuǎn)，CL－含量降低，反之，CL－含量則明顯增高。

綜上所述，海水入侵的根本原因是地下水的不合理開采，使天然狀態(tài)下動力平衡遭到破壞結(jié)果。

5 對策建議

5.1 地下水資源保護

5.1.1 建立節(jié)水型社會體系

節(jié)水是一項復雜的社會系統(tǒng)工程，必須全社會齊動員，齊抓共管，并充分利用經(jīng)濟杠桿和市場機制，建立和健全合理的水價體系，促進全社會節(jié)水意識的提高。

5.1.2 加強工業(yè)污染、生活污染及農(nóng)業(yè)污染管理

水污染是地下水缺乏的一個重要原因。區(qū)內(nèi)淺層地下水的上部包氣帶，主要巖性為砂礫石含土、亞砂土、亞粘土組成，滲透性能較好，在大氣降水的淋濾作用下，地表污染物通過包氣帶下滲進入地下水含水層。

甘井子區(qū)每年排放的污水，部分未經(jīng)處理直接排入地表水體，致使地表水體嚴重污染。區(qū)內(nèi)地表水與地下水聯(lián)系密切，使地下水在不同程度上受到污染。地下水污染區(qū)主要分布在河道的兩側(cè)。

5.1.3 加強技術(shù)性管理

區(qū)內(nèi)地下水的開采利用受邊界條件、富水性、海水入侵、開采程度、開采現(xiàn)狀、開采井深度等因素制約，難以建立相對集中的較大型的水源地，只能采用分散式開采方式。對全區(qū)地下水開采資源宜每3－5年進行一次復核，便于確定各地段地下水的開采分區(qū)。如，可分區(qū)為海水入侵治理區(qū)、開采量削減控制區(qū)、開采量平衡區(qū)、開采量可擴大區(qū)等分區(qū)，合理的開發(fā)利用地下水。

5.1.4 加強地下水資源管理

依據(jù)國家水法和大連市水資源管理辦法，細化甘井子區(qū)地方性水資源管理辦法，堅持全面規(guī)劃、詳細調(diào)查、規(guī)范勘察、有效監(jiān)督、計劃開采的原則，控制供水用途、開采布局、成井類型、水量水位等目標，實施治理改造措施，建立周密的動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)，按行業(yè)規(guī)范對開采井和開采過程實行全面的強制性監(jiān)督，安裝水表，一井一表，依表計量，以量收費，依費養(yǎng)管，使地下水污染和海水入侵程度逐漸減輕，達到改善水質(zhì)的目的，有效而充分地利用有限的地下水資源。

5.2 海水入侵問題的防治措施

5.2.1 控制開采

嚴格控制地下水開采量是很重要，制定禁止開采區(qū)和限制開采區(qū)的保護規(guī)劃，尤其控制近海的開采，調(diào)整開采時間和間隔、調(diào)整開采井布局和水井密度，以恢復地下水的良性循環(huán)。

5.2.2 截流淡水、阻攔海水的水利設施

要采取截流、截潛和集雨工程，增加地表水蓄水量，增強地下水補給量，讓淡水資源最大程度在內(nèi)陸消化;在河流入海處修建地表防潮設施和橡膠壩，在濱海地區(qū)巖溶發(fā)育地區(qū)修建地下水庫，利用地下防滲阻咸帷幕，敷設地下抽水槽與回灌井。

要加速實施引水工程，實施地下水和地表水聯(lián)合供水。

5.2.3 適應性生態(tài)改良措施

適應性生態(tài)改良是指為適應海水入侵區(qū)內(nèi)生態(tài)改良實驗，利用地下微咸水或與淡水混合利用澆灌耐鹽作物，發(fā)展入侵區(qū)經(jīng)濟。原則上根據(jù)海水入侵區(qū)具體的海水入侵現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、地表景觀，采取統(tǒng)籌規(guī)劃分區(qū)治理的方法，由海岸向內(nèi)陸腹地分區(qū)開發(fā)利用。

5.2.4 加強管理

要強化節(jié)約用水管理，發(fā)展節(jié)水型工業(yè)、農(nóng)業(yè)和服務業(yè)。工業(yè)用水提倡循環(huán)利用，農(nóng)業(yè)要加大節(jié)水型新技術(shù)灌溉設施建設。

[1]大連市地方志編纂委員會辦公室.大連市志[M].大連:大連出版社，1993:78－84.[Local history compilation Committee Office in Dalian.Dalian Chi[m].Dalian:Dalian Publishing House，1993:78 －84.]

[2]林功惠，黃小兵等[R]大連市封閉地下水取水工程專項規(guī)劃.大連:大連市水務局，大連市水文水資源局，2012[Lin Hui，Huang Xiaobing，[r]confined groundwater intake project of Dalian special planning.Dalian:Dalian Water Affairs Bureau，Dalian City Bureau of hydrology and water resources，2012]

[3]大連市水務局.2010年大連市水資源公報[R].大連市水資源公報.1.大連:大連市水務局，2010.[Water authorities in Dalian.2010 Dalian water resources Bulletin [r].Dalian water resources Bulletin.1.Dalian:Dalian Water Affairs Bureau，2010.?

[4]趙連彬，李寶蘭.大連地區(qū)含水層海水入侵專題報告[R].大連:遼寧省第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊，1994[Zhao Lianbin，Baolan Li.Dalian aquifer seawater intrusion special report[r].Dalian:Liaoning province hydrogeology and engineering geology team，1994]