趙海濱，彭文泉，朱國慶，趙貞貞

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山東省高青縣地下水資源可持續(xù)開發(fā)利用的對策

趙海濱1，彭文泉1，朱國慶1，趙貞貞2

（1.山東省第一地質礦產(chǎn)勘查院，山東濟南 250014；2.山東省第八地質礦產(chǎn)勘查院，山東日照 276826）

地下水是寶貴的自然資源，又是環(huán)境構成的基本要素，與人類活動和生存息息相關。開發(fā)利用地下水資源，一方面滿足了人們自身的需要，另一方面又在改變和破壞著自然環(huán)境的平衡。山東省高青縣水資源較為豐富，區(qū)內主要開發(fā)利用地下水資源。長期以來，不當?shù)拈_發(fā)利用地下水資源誘發(fā)了諸如淺層地下水水質惡化、土壤鹽堿化、深層地下水位持續(xù)下降等環(huán)境地質問題，給人們的生產(chǎn)和生活帶來了負面影響。本文在分析山東省高青縣地下水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀的基礎上，結合當?shù)氐乃牡刭|和自然環(huán)境等情況，提出地下水資源開發(fā)利用對策，為指導高青縣合理開發(fā)利用地下水資源及有效防范環(huán)境地質問題，提供了重要的參考依據(jù)。

地下水資源；開發(fā)利用對策；高青縣

0　引言

地下水是地球上水資源的一個重要組成部分，具有水質潔凈、溫度變化小和分布廣泛等優(yōu)點，是居民生活、工農業(yè)生產(chǎn)和國防建設的一個重要水源（籍傳茂等，1999）。近年來，隨著高青縣經(jīng)濟社會發(fā)展、人口增長和工業(yè)化進程的加快，需水量與日俱增，供需矛盾日趨加大。因開發(fā)利用地下水而產(chǎn)生了一系列諸如水質惡化、土壤鹽堿化、地下水位持續(xù)下降等環(huán)境地質問題，給人們的生產(chǎn)生活帶來嚴重危害。故對地下水資源的合理開發(fā)利用提出有效對策，是非常有必要的。

1　高青縣地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀

高青縣地處魯北平原的東南部，是一個農業(yè)大縣，總面積831.3km2。屬北溫帶大陸性季風氣候區(qū)，四季分明，氣候溫和，光能資源豐富。多年（1978—2004年）平均氣溫13.1℃，平均降水量為556.0mm，降水多集中在6—9月，其中7—8月最為集中；平均蒸發(fā)量為1589.4mm（高青縣地方史志編撰委員會，2004）。

全縣水系較為豐富，黃河位于縣境西北部及北部邊緣，境內多年（1986—2000年）平均最大流量3095m3/s，主要用于灌溉。小清河位于南部邊緣，境內河道長46.4km，流域面積25km2。支脈河境內長36.5km，最大流量83m3/s，流域面積為341km2。北支新河境內全長43.24km，防洪標準為144m3/s。除北支新河外，均東流入海。

根據(jù)含水層的埋藏條件及分布規(guī)律，區(qū)內地下水分為淺層淡水、淺層咸水、中層咸水及深層淡水等四大類。其中，淺層淡水、淺層咸水和深層淡水是主要開發(fā)利用對象。

高青縣多年（1991—2004年）地下水補給量約為1.65億m3/a，可開采量約1.72億m3/a，需水量2.46 億m3/a。地下水供需矛盾緊張（山東省第一地質礦產(chǎn)勘查院，2007；高青縣水資辦等，1993；高青縣水資源管理辦公室，1997）。

2　地下水開發(fā)利用引發(fā)的環(huán)境負效應

2.1淺層地下水水質惡化

小清河沿岸2km及其北支新河下游地帶的淺層地下水污染較嚴重，主要污染因子有揮發(fā)酚、個別重金屬離子（Mo）、氟化物和石油類。

本縣高城鎮(zhèn)的大蔡村、花孫、梁孫等地，村民普遍患氟斑牙癥。而發(fā)病區(qū)氟離子濃度在1.05～2.75mg/L之間，超出生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范標準。氟離子超標是誘發(fā)該地方病的主要原因，且區(qū)內氟離子濃度自西往東沿地下水流向有逐漸增高的趨勢。

另外，在小清河沿岸地帶居民患肝大病呈逐年增加之勢。癌癥、小兒畸形、猝死比其它遠離小清河的村莊也居多。黑里寨鎮(zhèn)、花溝鎮(zhèn)、樊林鄉(xiāng)、高城鎮(zhèn)的沿小清河村莊，其癌癥發(fā)病率為1.61%，同期遠離小清河的田鎮(zhèn)鎮(zhèn)僅為0.3%；肝病發(fā)病率沿小清河村莊為0.46%，田鎮(zhèn)鎮(zhèn)僅為0.15%；沿清村莊小兒畸形發(fā)病率為0.38%，而同期田鎮(zhèn)鎮(zhèn)僅為0.05%。這表明小清河沿岸居民因長期飲用受污染淺層地下水，已對身體健康產(chǎn)生極大危害（圖1）。

圖1　高青縣淺層地下水水質分區(qū)圖Fig 1. Gaoqing shallow groundwater quality zoning map

2.2土壤鹽堿化

土壤鹽堿化一直是本區(qū)的主要環(huán)境地質問題之一，1958年全縣開始大量引黃灌溉，由于新工程不配套，老排水系統(tǒng)被打亂，供水不暢，加之當時灌溉方式不得當，導致地下水位不斷上升，大片耕地次生鹽堿化，到1962年已達1.55萬公頃，使農業(yè)生產(chǎn)受到較大危害。為了打破這一局面，全縣有計劃的開始興建布局合理、配套齊全的治澇排堿工程。2004年，全縣治澇改堿繼續(xù)堅持灌排并舉、以排定灌、重點防堿、綜合治理的方針，利用干、支、斗等各類配套溝渠排堿淋堿、蓄淡壓堿。經(jīng)過整治，現(xiàn)有0.3萬公頃鹽堿地，鹽堿化已得到一定的治理。

2.3 深層地下水位持續(xù)下降

區(qū)內深層地下水，多年來一直是本區(qū)工業(yè)生產(chǎn)，采油作業(yè)及居民生活用水的主要開采層位。據(jù)1989年水位監(jiān)測表明，縣城附近已形成降落漏斗，漏斗區(qū)平均水位埋深38m，外圍18～24m。1989年以來隨著勝利油田在高青的開發(fā)，深層地下水開采量大大增加，年均開采量約750萬m3，由于開采量遠大于補給量而不斷消耗深層淡水彈性儲存量，且開采井主要集中在縣城和采油區(qū)的趙店、高城等鎮(zhèn)，漏斗中心地下水位自1992年以每年3.84m的速度下降，使原來僅限于田鎮(zhèn)的降落漏斗迅速擴展，2006年高青縣深層淡水降落漏斗的中心水位埋深117.46m（動水位），外圍水位達60m，漏斗邊界已向西擴展到木李鎮(zhèn)小田村—青城鎮(zhèn)王天佑、柳樹溝—花溝鎮(zhèn)八溝里—樊家林鎮(zhèn)前石門一線，北部與濱州市的降落漏斗相連，東北部已經(jīng)與濱州市博興縣的漏斗連接為一體，東南已發(fā)展到唐坊鎮(zhèn)孟君寺—高城鎮(zhèn)西呂、信家一線，南部已經(jīng)越過小清河，發(fā)展到了桓臺縣境內，漏斗面積556.13km2，占全縣面積的66.9%，同時漏斗面積仍在不斷的增加（圖2）。

圖2　高青縣環(huán)境地質圖Fig 2. Gaoqing Environmental geological map

3　地下水資源可持續(xù)開發(fā)利用對策

3.1優(yōu)化地下水開采布局

以環(huán)境地質問題作為約束條件，最大限度地發(fā)揮地下水的潛力，使工農業(yè)結構及人口適應水資源的承載能力，在環(huán)境地質問題惡化得到遏制的同時達到節(jié)水增產(chǎn)的目的（陳夢熊，2003）。

（1）充分開發(fā)淺層地下淡水

淺層地下淡水循環(huán)交替積極，與水文氣象因素關系密切，具有可恢復性、水位埋深淺、開采容易等特點，具有一定的開采潛力（徐軍祥等，2001）。地下水位埋深過淺，易形成土壤鹽堿化，據(jù)前人資料，該區(qū)淺層地下水最優(yōu)水位埋深為4m。這時，地下水即由入滲—蒸發(fā)—開采型轉化為入滲—開采型，奪取了地下水蒸發(fā)量。具體措施為：在枯水期（春季）大量抽取淺層地下水進行灌溉，促使地下水位下降，促進土壤脫鹽，同時騰出更大的地下庫容，使汛期降水滲入量增加，地下水得到較多的補給，水位回升。待到枯水期再加以利用，實現(xiàn)地下水資源的豐枯調蓄，充分開發(fā)淺層地下水資源。

（2）適度開采深層承壓地下淡水

深層承壓地下淡水補給資源有限，水循環(huán)滯緩，基本屬于不可再生資源。目前，區(qū)內開采量越來越大，已造成了大面積的水位下降漏斗。將引發(fā)一系列生態(tài)環(huán)境地質問題。因此，深層地下淡水不能作為主要水源，而只能作為后備水源或應急水源。適度開采利用，優(yōu)先保證居民生活用水。

（3）擴大咸水資源淡化

區(qū)內微咸水、咸水分布面積約100km2，咸淡水界面埋深小于5m的面積達70km2。據(jù)地礦部試驗資料，用2～3g/L的微咸水灌溉，它的土壤含鹽量平均在1%左右，農作物能正常生長。利用微咸水灌溉，可騰出地下庫容，獲取較多的大氣降水補給。促進咸水的積極交替環(huán)境，使咸水水體朝著淡化的方向發(fā)展變化，大大緩解水資源供需矛盾。

3.2大力開展節(jié)水工作

（1）發(fā)展節(jié)水型農業(yè)

高青縣有效灌溉面積6.41萬ha，農業(yè)灌溉用地下水占其用水總量的61%。農業(yè)節(jié)水技術發(fā)展緩慢，傳統(tǒng)大水灌溉的灌溉技術使水的有效利用率還不足50%。面對水資源缺乏的現(xiàn)狀，農業(yè)灌溉用水應引起高度重視，農業(yè)節(jié)水具有較大潛力。主要的措施有：①保濕土壤、充分利用土壤水。在農作物播種期間，采用蓋膜、秸桿覆蓋、溝種、密植等方式減少水分蒸發(fā)，有效利用土壤水。 ②推廣膜下滴灌、低壓管灌、噴灌等新技術、新方法。③對灌溉渠系、管網(wǎng)等設施改造襯砌，合理布局，防止?jié)B漏。④根據(jù)不同農作物在不同生長期的需水量進行定額適度灌溉，減少浪費。

（2）發(fā)展節(jié)水型工業(yè)企業(yè)

高青縣工業(yè)用水占總用水量的27%，應在工業(yè)企業(yè)中推廣節(jié)水設備、節(jié)水工藝、節(jié)水技術。根據(jù)工業(yè)企業(yè)對水質要求，分為“采用新水”“利用回收水”“處理利用污水”類型，建立工業(yè)用水模式，加大水的重復利用率，降低萬元產(chǎn)值耗水量。減少地下水開采量，特別是油田工業(yè)用水大戶，節(jié)水潛力巨大。

（3）地表水、地下水聯(lián)合調蓄

大量開采淺層地下水后，水位下降，騰出了可觀的地下水調蓄庫容，引縣境內黃河地表水下滲補充地下水。通過地表水和地下水相互轉化，提高水資源的有效利用，實現(xiàn)地下水的保護和恢復。但是，高青縣現(xiàn)有水利工程不足以充分利用。充分利用本區(qū)地表水和引進的黃河水，要增建攔河閘修建平原水庫，加大水利工程的調蓄能力。

（4）污水資源化，減輕地下水資源的壓力

目前高青縣年排污量達953.8萬m3，建立污水處理廠，污水廢水處理達標后再加以利用，減輕水資源的壓力，具有重要的現(xiàn)實意義。

3.3加強深層地下淡水降落漏斗監(jiān)測

高青縣深層地下淡水水位降落漏斗已從1991年的49km2發(fā)展到現(xiàn)在的556.13km2，漏斗區(qū)動水位最大埋深達117.46m，靜水位埋深最深已達106.06m，比1991年下降了約45m。深層地下淡水目前已超量開采，為防止地下水位持續(xù)下降，必須限量開采。工業(yè)用水開采深層地下淡水必須經(jīng)有關部門批準，否則對生態(tài)環(huán)境將產(chǎn)生較大的負面效應，對人民的生命財產(chǎn)造成威脅。為此應在降落漏斗外圍區(qū)布設長期監(jiān)測點，定期觀測水位埋深及水質變化情況，嚴格控制漏斗范圍的擴大。

3.4加強立法，政府客觀調控

為加強保護高青縣地下水資源，在以人為本的前提下，使當?shù)厝嗣袢罕姾壬锨鍧崯o污染的地下水，使有限的地下水資源得到充分利用，應制定相關的地方法規(guī)。

嚴管工業(yè)污水排放標準，對污水廢水進行凈化處理，降低懸浮物、BOD、COD、酚類、氰化物、石油類及重金屬污染物的含量，達到國家規(guī)定的排放標準。在農村，要減少農藥、化肥、含磷物質的使用，確保地下水不受污染。

加強控制油田對深層地下淡水的開采量，油井注水要利用淺層淡水或地表水，改變目前只使用深層淡水的局面。

制定用水收費制度。城鎮(zhèn)居民用水浪費現(xiàn)象比比皆是，自來水進入用戶要實行一戶一表制，按水表計量收費。在農村以村為單位，每日定時定量供水，杜絕水資源浪費的現(xiàn)象。

4　結語

本文分析了高青縣地下水賦存條件及開采利用情況，就不當開發(fā)利用地下水產(chǎn)生的水質惡化、土壤鹽堿化、深層地下水降落漏斗等環(huán)境地質問題，提出了相應的對策，對指導本地區(qū)合理開發(fā)利用地下水具有重要的借鑒意義。

［1］ 籍傳茂，王兆馨.地下水資源的可持續(xù)利用［M］.北京：地質出版社，1999.

［2］ 高青縣地方史志編撰委員會.高青縣志［Z］.1978—2004.

［3］ 山東省第一地質礦產(chǎn)勘查院.山東省高青縣油田開采對區(qū)內深層地下水的影響調查報告［R］.2007.

［4］ 高青縣水資辦，山東省地礦工程勘察院.山東省淄博市高青縣水資源調查綜合評價報告［R］.1993.

［5］ 高青縣水資源管理辦公室.淄博市高青縣地下水開發(fā)利用研究［R］.1997.

［6］ 陳夢熊.試論地下水資源的基本概念與評價原則［J］.資源科學，2003，5（4）∶11-18.

［7］ 徐軍祥，康鳳新.山東省地下水資源可持續(xù)開發(fā)利用研究［M］.北京：海洋出版社，2001.

The Development Countermeasures of Sustainable Utilization of Groundwater Resources in Gaoqing County， Shandong Province

ZHAO Haibin1， PENG Wenquan1， ZHU Guoqing1， ZHAO Zhenzhen2
（1. No.1 Institute of Geology and Mineral Resources of Shandong Province， Ji'nan 250014； 2. No.8 Institute of Geology and Mineral Resources of Shandong Province， Rizhao 276826）

Groundwater is a kind of valuable natural resource， but also the basic element of environment， which is closely related to human activities and survival. Exploitation and utilization of groundwater resources， on the one hand may meet the needs of people themselves， on the other hand， can change and destruct the balance of the natural environment. Water resources in Gaoqing County， Shandong Province are abundant， but Gaoqing County mainly develops and utilizes the groundwater resources. For a long time， the development and utilization of groundwater resources have caused the environmental geological problems such as the deterioration of groundwater quality， soil salinization， deep underground water level continuing to decline， etc.， which get the people's production and living to a negative impact. On the basis of the analysis of groundwater resources development and utilization in Gaoqing County， and local hydrological geology and natural environment， this paper puts forward the development countermeasures of water resources.

Groundwater resources； Exploitation； Gaoqing County

P641

A

1007-1903（2016）02-0074-04

10.3969/j.issn.1007-1903.2016.02.015

趙海濱（1982- ）男，工程師，主要從事水工環(huán)地質勘查工作。