孔桂芹

摘要 介紹了棗莊市十里泉自然地理概況與開發(fā)利用情況，指出了存在的問題，并提出了可持續(xù)利用與保護對策，以期為棗莊市十里泉泉水的可持續(xù)利用與保護提供參考。

關鍵詞 水資源；開發(fā)利用；問題；保護對策；山東棗莊；十里泉

中圖分類號 P641.8 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）01-0182-02

棗莊市十里泉區(qū)域具有我國北方巖溶地區(qū)的典型代表性，周邊比較閉合，從南、西、北3個方向以地下徑流形式向十里泉方向匯集，由一條北東5～15°的火成巖墻阻擋，上升成泉。十里泉區(qū)以巖溶水為主，為棗莊市富水區(qū)之一，開發(fā)利用較早。但由于資源型城市在發(fā)展過程中普遍存在著“三廢”污染嚴重、地質(zhì)災害及隱患嚴重、水資源破壞及污染嚴重等生態(tài)環(huán)境問題，造成泉水斷流、水位下降、巖溶塌陷、廢水灌入等一系列環(huán)境地質(zhì)災害問題。實行最嚴格的水資源管理制度，對于該地區(qū)環(huán)境綜合治理和保護具有重要意義。

深藏地下的煤炭資源成就了棗莊市輝煌的歷史。長期以來，煤炭、水泥以及石膏等行業(yè)在棗莊市產(chǎn)業(yè)結構中占據(jù)主導和支柱產(chǎn)業(yè)的地位，其粗放型發(fā)展使得煤炭等資源幾近枯竭。2009年3月，棗莊市被國務院確定為東部地區(qū)唯一的資源枯竭轉(zhuǎn)型試點城市。棗莊市十里泉以巖溶水為主，為棗莊市富水區(qū)之一，開發(fā)利用較早。但由于盲目開采，造成泉水斷流、水位下降，產(chǎn)生巖溶塌陷，廢水灌入。

1 自然地理概況

十里泉群位于棗陶盆地中部偏南處，南側山區(qū)海拔220～360 m，孤山制高點為387 m，北部山區(qū)海拔220～310 m。山間為狹長形盆地，地面高程50～80 m，總面積62.8 km2，第四系覆蓋層0～12 m，腹部下伏奧陶系厚層灰?guī)r，巖溶裂隙發(fā)育，地下水豐富。地下水流方向自西向東、從南向北，受火成巖墻阻擋地下水位抬高，在十里泉村東地勢低洼處流出地表，形成上升泉，該泉屬構造上升泉。該區(qū)地下水的主要補給來源為大氣降水，地下水位及泉的涌水量、河道流量均隨降雨的季節(jié)性變化而變化。因雨量充沛，滲透條件良好，地下水豐富。1965—1966年實測泉水自然流量平均3萬m3/d，2003年7月為2.42萬m3/d。十里泉群出露在下奧陶系地層，巖層傾向北，傾角一般在5～10°之間，奧陶系質(zhì)純、性脆、巖溶發(fā)育，在鉆探中曾遇到8.3 m的溶洞；上寒武系巖層有溶蝕現(xiàn)象；第四系之亞黏土及巖土碎屑僅分布于低洼地帶，厚度不大，一般不超過3 m。該區(qū)地下水除受大氣降水補給外，由于近幾年來開采量不斷增加，河水補給地下水量也隨之增加[1-2]。

2 開發(fā)利用情況

十里泉區(qū)地下水主要受降水入滲補給，從南、西、北3個方向以地下徑流形式向十里泉方向匯集，由一條北東5～15°的火成巖墻阻擋，上升成泉。十里泉群開發(fā)前泉水自然出露地表，棗莊煤礦和附近農(nóng)村引泉水用作生產(chǎn)及農(nóng)田灌溉。20世紀60年代初建有一座小型電廠（裝機21.2萬kW），引用泉水1.87萬m3/d。進入70年代，棗莊市自來水公司在此建立供水水源地后，需水量逐年增加，1975年地下水實際開采量為2.53萬m3/d（不包括農(nóng)業(yè)用水）。隨著棗莊市工業(yè)的發(fā)展，棗莊市肉聯(lián)廠、化肥廠、鐵廠等單位相繼在該泉附近取水。由于十里泉水開采量不斷增加，1976年枯季泉群首次出現(xiàn)斷流。1979年11月，十里泉發(fā)電廠第1臺機組（12.5萬kW）投產(chǎn)發(fā)電，開采量再次增加，地下水位持續(xù)下降，泉頭附近于1981—1982年出現(xiàn)塌陷洞。1984年底開采量增加到7.0萬m3/d；1990年增加到9.32萬m3/d，同年5月1日地下水埋深26.53 m；1997年開采量達到10.3萬m3/d，5月1日出現(xiàn)最大埋深為38.50 m。

3 存在的問題

由于大量開采地下水，使地下水位持續(xù)下降，形成較大的降落漏斗，出現(xiàn)了嚴重的地質(zhì)環(huán)境問題。地下水埋深由開采初期的6.07 m到開采中期年平均埋深達19.03 m，年最大月埋深已達29.22 m，致使該區(qū)高水位得不到恢復，低水位持續(xù)下降，使地下水水源采補失調(diào)，泉水干涸，地面巖溶塌陷，地表污水直接流入或滲透到地下，造成了地下水嚴重污染，水質(zhì)惡化，同時地下水水質(zhì)已不符合飲用水的要求，只能作為工業(yè)和農(nóng)業(yè)灌溉用水[3-4]。

3.1 地下水漏斗擴展

開發(fā)利用地下水必然會出現(xiàn)降落漏斗區(qū)，合理開采出現(xiàn)總體穩(wěn)定漏斗區(qū)屬正常開采漏斗，過量開采形成的下降型漏斗，則屬于不良環(huán)境問題。隨著地下水的不斷開采，泉域附近地下水水位迅速下降，上部含水層逐漸被疏干。形成以十里泉為中心，長軸呈近東西向，水面形態(tài)東陡、西緩、北西高、南東低的簸箕狀的降落漏斗。據(jù)多年監(jiān)測資料可知：1975年以前水位埋深小于6 m時，漏斗范圍約4 km。1976—1980年開采量增大，年降水量接近常年（600～700 mm），水位埋深降至8～10 m，漏斗范圍向西擴展至黑石嶺和北于一線，1981—1984年降水量偏低，開采量猛增到8萬m3/d以上，平均水位埋深22.70 m，漏斗向西擴展4 km，超越地下分水嶺至張范附近，1985—1986年降水量較大為多年平均降水量的126 %（1 087 mm/d），開采量略有減少，地下水得到了較充分的補充，水位上升310 m左右，漏斗又縮回到黑石嶺附近。1987—1990年氣候連續(xù)干旱，降水量為常年的60%～70%，開采量仍在8.2萬～8.3萬m3/d之間，枯水位埋深為29.80 m，漏斗繼續(xù)擴展到張范以西[5]。

3.2 地面出現(xiàn)塌陷、沉降、裂縫

20世紀80年代初期，十里泉區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)塌陷洞，總塌陷面積約300 m2，個別塌陷洞上部寬度1.2 m，深10 m以上。同時，盛水莊村西河邊出現(xiàn)圓形塌陷洞，13 m高的楊樹沉入塌陷洞；泉頭東50 m有一魚塘，出現(xiàn)塌陷后滿塘魚全部灌入地下。由于過量開采地下水，導致軟弱層縮水、壓密，造成地層下沉，地面不均勻的沉降導致地面裂縫、房屋墻體開裂。環(huán)境地質(zhì)問題越來越嚴重，地質(zhì)災害時有發(fā)生，同時也造成了季節(jié)性的水質(zhì)問題。endprint

3.3 泉水斷流

十里泉水源最大允許開采量為6.89萬t/d，目前共有11家單位取水，配水80～370 t/h的深井泵機31臺，其中，供水公司9臺，十里泉電廠7臺，其他9家企業(yè)15臺。目前，取水量為9.2萬t/d，該水源的取水量已超過其允許開采量。過量的開采地下水，使泉水自然流量逐漸減小，十里泉由長年泉變?yōu)榧竟?jié)泉，最近幾年泉水每年汛期有短時間流水，枯水期斷流。

3.4 水質(zhì)污染

由于城市布局和產(chǎn)業(yè)結構不合理：一方面工業(yè)“三廢”及生活垃圾在此大量排放；另一方面由于地下水過量開采引起水位下降，改變了地下水補排關系及水動力條件，致使大量工業(yè)廢水、生活污水通過河渠、坑塘、陷坑直接流入地下補給地下水，有的則通過降雨對固體廢物或其他污染物進行淋溶，下滲到含水層中，從而導致了該區(qū)地下水質(zhì)的日益惡化。十里泉水源地下水的污染以菌類較為嚴重，大腸菌群、氮氮均超標10倍以上，地下水水質(zhì)已不符合飲用水的要求，只能作為工業(yè)和農(nóng)業(yè)灌溉用水。

4 可持續(xù)利用與保護對策

4.1 依法劃定地下水禁采區(qū)與限采區(qū)，合理控制地下水開采量

根據(jù)十里泉地下水賦存條件、水源類型、可開采量及開發(fā)利用現(xiàn)狀等，依法劃定地下水的禁采區(qū)與限采區(qū)，加強對開采地下水的管理，合理利用地下水資源，實行積極有效的地下水預警管理，形成“以供定需”“一控雙促”的用水機制，要逐步實現(xiàn)地下水的采補動態(tài)平衡。調(diào)整開采井布局，將集中開采調(diào)整為相對分散開采以促進地下水采補平衡。同時，制定泉水保護方案，劃定一、二、三類保護區(qū)，設立保護界碑，組織專門力量進行監(jiān)督管理。

4.2 創(chuàng)建工業(yè)節(jié)水型企業(yè)，提高廢水利用率

加強企業(yè)用水管理，通過工藝改革來節(jié)約用水。要求各生產(chǎn)企業(yè)對自己的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設備、生產(chǎn)技術等嚴格要求，使其在生產(chǎn)過程中盡可能節(jié)約用水，減少產(chǎn)生的污水量，從而減輕對水體的污染。工業(yè)污染源實施深度處理及再提高工程，重點工業(yè)污染源實施污水資源化工程。批準新建工業(yè)項目廢水排放按一級標準控制；同時制定合理方案，提高工業(yè)用水重復利用率，一水多用，以達到節(jié)約用水的目的。工廠廢水、礦坑排水等經(jīng)處理后用于農(nóng)灌，提高水資源的重復利用率和對處理后的廢水、礦坑排水的有效使用，減少地下水開采量。防止用滲坑、滲井、裂隙溶洞等排放污水及其他有害物質(zhì)，城管部門應組織人力、物力對塌陷洞封口、堵塞，減小對地下水的污染。

4.3 建立地下水補源工程，采取地下水與地表水聯(lián)合調(diào)度方式

攔蓄汛期洪水，回灌補源十里泉地下水。在南部山區(qū)興建水庫，在中部河流修建攔河壩。雨季盡量使用地表水，枯水季節(jié)再采用地下水。城鎮(zhèn)生活供水應采用地下水源，工業(yè)礦山用水應改為以地表水為主，地表水、地下水調(diào)節(jié)聯(lián)合使用。

4.4 建立取水許可制度

為保障該區(qū)域用水戶生產(chǎn)用水，水主管部門應對該區(qū)地下水資源量進行科學評價，根據(jù)水量制定統(tǒng)一供水規(guī)劃[6-7]。用水單位首先制定用水計劃，向市水主管部門申請，水主管部門根據(jù)水源地水資源量狀況，對用水單位申請進行批復，用水單位在取得取水許可證后方可取水，并根據(jù)相關文件繳納水資源費。市水主管部門則定期檢查各用水單位取水情況，嚴禁超限開采。

4.5 加強水資源監(jiān)測與管理力度，建立遙測系統(tǒng)與信息數(shù)據(jù)庫

建立水資源遙測系統(tǒng)是水資源應用遙感通信技術，自動對地下水位的采集、傳輸信息進行處理的系統(tǒng)，并對地下水位進行實時監(jiān)控，加強對水資源的動態(tài)管理，最終在確保穩(wěn)定、安全、優(yōu)質(zhì)供水的前提下，實現(xiàn)十里泉泉水的保護性開發(fā)[8-9]。建立水資源信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是對水資源的參數(shù)模擬模塊和各項基礎數(shù)據(jù)相關關系的建立等關鍵的程序編制，制訂水資源的優(yōu)化調(diào)度方案，進一步提高水資源開發(fā)利用的經(jīng)濟效益、社會效益，更好地為水資源管理、開發(fā)利用出謀劃策，給領導提供及時、準確的決策依據(jù)，把十里泉泉水的開發(fā)利用提高到一個新的水平。

5 結語

通過對棗莊市十里泉區(qū)水資源現(xiàn)狀進行分析，得出應合理開采十里泉地下水資源，高度重視水資源的承載問題，把水資源的合理開發(fā)、高效利用、優(yōu)化配置、全面節(jié)約和綜合治理放在突出的位置，做到全員節(jié)水﹑科技降耗、循環(huán)利用，實現(xiàn)十里泉水資源的采補平衡、可持續(xù)利用，保障轉(zhuǎn)型中的棗莊市經(jīng)濟健康有序發(fā)展。

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