王向飛

(河北省滄州水文水資源勘測(cè)局，河北 滄州 061000)

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河北省渤海新區(qū)深層地下水動(dòng)態(tài)分析

王向飛

(河北省滄州水文水資源勘測(cè)局，河北 滄州 061000)

近幾十年來(lái)，深層地下水是京津以南地區(qū)人民生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要供水水源。依據(jù)渤海新區(qū)核心區(qū)——中捷農(nóng)場(chǎng)2000—2015年的地下水實(shí)測(cè)資料，分析該區(qū)域深層地下水年內(nèi)和年際動(dòng)態(tài)，可為該區(qū)域深層地下水的合理開(kāi)發(fā)和地下水壓采工作提供科學(xué)依據(jù)。

深層地下水；埋深；超采；中捷農(nóng)場(chǎng)

地下水是北方地區(qū)的重要供水水源，北方省份地下水供水量則占有相當(dāng)大的比例，其中河北、北京、河南、山西和內(nèi)蒙古5個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)地下水供水量占總供水量的一半以上[1]。長(zhǎng)期無(wú)節(jié)制的開(kāi)采會(huì)引發(fā)地下水水位持續(xù)下降、地面沉降等一系列環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題[2]。為解決因地下水不合理利用引發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，維系區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)，2014年河北省在省內(nèi)49個(gè)縣(市、區(qū))，實(shí)施了以實(shí)現(xiàn)地下水采補(bǔ)平衡為首要目標(biāo)的深層地下水嚴(yán)重超采區(qū)綜合治理，為河北省和華北地區(qū)地下水超采綜合治理探索、積累經(jīng)驗(yàn)。位于滄州東部的渤海新區(qū)是地下水超采綜合治理試點(diǎn)之一，中捷農(nóng)場(chǎng)是渤海新區(qū)的核心區(qū)，本文以中捷農(nóng)場(chǎng)2000年以來(lái)的深層地下水監(jiān)測(cè)資料為依據(jù)，分析了該區(qū)域深層地下水的動(dòng)態(tài)變化。

中捷農(nóng)場(chǎng)(中捷友誼農(nóng)場(chǎng))位于河北平原的東南部，滄州市最東端，東臨渤海。土地面積256.8 km2，農(nóng)場(chǎng)內(nèi)地勢(shì)低洼平坦，由西南向東北傾斜，自然坡降約萬(wàn)分之一。中捷農(nóng)場(chǎng)處于暖溫帶半濕潤(rùn)大陸型季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，溫差較大。春季干燥多風(fēng)，降雨稀少；夏季炎熱多雨；秋季天高氣爽，少雨干旱；冬季寒冷干燥，多年平均氣溫12.1℃，多年平均降水量577.8 mm(1956～2005年系列)，降水量年內(nèi)分配不均且年際差異較大，最大年降水量達(dá)1 410.6 mm(1964年)，最小年降水量?jī)H277.8 mm(1968年)，年內(nèi)降水主要集中在汛期，汛期降水量約占年降水量的80%左右。

1　水文地質(zhì)及補(bǔ)、徑、排條件

中捷農(nóng)場(chǎng)基底構(gòu)造屬黃驊拗陷單元，境內(nèi)巖層走向?yàn)槲髂?-東北向，歷史上受古黃河遷徙改道和濱海瀉湖影響，成陸原因以沖積、海積、瀉湖沉淀為主，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜而巖性單一，地下水儲(chǔ)存在第四系松散沙層的孔隙和土層裂隙之中，為多層結(jié)構(gòu)的松散巖類(lèi)孔隙，含水砂層以粉砂、細(xì)砂為主。根據(jù)境內(nèi)鉆探資料，自上而下可劃分成五個(gè)含水組，含水組界限與地層時(shí)代界限相吻合。第Ⅰ含水組：底板埋深在40～200 m，巖性以粉細(xì)砂為主，本組地下水溶解性總固體>7 g/L。第Ⅱ含水組：底板埋深在200～320 m，砂層有3～9層，單層厚度3～10 m，總厚度15～50 m，砂層巖性主要為粉砂，本組地下水溶解性固體>2 g/L。第Ⅲ含水組：底板埋深在320～420 m，砂層3～7層，單層厚度3～18 m，總厚度16～80 m，砂層巖性主要為細(xì)粉砂，溶解性固體<1.5 g/L。第Ⅳ含水組：底板埋深420～600 m，砂層2～6層，單層厚度3～25 m，砂層總厚度40～100 m，巖性主要為細(xì)粉砂，溶解性固體<1.5 g/L。第Ⅴ含水組：第Ⅴ含水組地層相當(dāng)于第三系上新統(tǒng)地層，底板埋深520～1 000 m，砂層2～9層，單層厚度3～50 m，砂層總厚度40～100 m，巖性以細(xì)砂為主，溶解性固體<1.5 g/L。

本區(qū)深層地下水為承壓水，側(cè)向徑流是其主要補(bǔ)給來(lái)源，垂向越流補(bǔ)給較小。天然狀態(tài)下，該區(qū)深層承壓水處于原始平衡狀態(tài)，側(cè)向流動(dòng)十分緩慢，近幾十年由于大量超采，形成區(qū)域漏斗，周邊向漏斗中心匯流。開(kāi)采是其主要排泄方式。因此，本區(qū)深層地下水動(dòng)態(tài)類(lèi)型為開(kāi)采—側(cè)補(bǔ)型。

2　地下水開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀

中捷農(nóng)場(chǎng)地表水資源利用率極低，淺層地下水苦咸，場(chǎng)內(nèi)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖以及生活用水主要依靠深層地下水。目前境內(nèi)有深機(jī)井150眼，機(jī)井密度0.6眼/km2。2000年中捷農(nóng)場(chǎng)改制為開(kāi)發(fā)區(qū)以來(lái)，深層地下水的開(kāi)發(fā)利用以工業(yè)為主，工業(yè)用水約占總用水量的70%，農(nóng)田灌溉用水較小僅占總量的10%。據(jù)有關(guān)資料分析中捷農(nóng)場(chǎng)深層地下水可開(kāi)采量為206萬(wàn) m3[3]。以2010年為例，2010年農(nóng)場(chǎng)內(nèi)深層地下水開(kāi)采量786萬(wàn) m3，是最大允許開(kāi)采量的3.8倍，開(kāi)采強(qiáng)度為3.06×104m3/km2，超采580萬(wàn) m3，農(nóng)場(chǎng)內(nèi)地下水超采情況可見(jiàn)一斑。由于多年持續(xù)超采，致使境內(nèi)深層地下水位逐年下降，形成了區(qū)域性地下水位降落漏斗。

3　深層地下水動(dòng)態(tài)

3.1深層地下水年內(nèi)動(dòng)態(tài)

中捷農(nóng)場(chǎng)深層地下水位變化主要受開(kāi)采和補(bǔ)給的影響，開(kāi)采量大時(shí)水位下降，開(kāi)采量小于地下水的補(bǔ)給量時(shí)(側(cè)向補(bǔ)給和越流補(bǔ)給)水位逐步回升，同時(shí)境內(nèi)深層地下水位與境外周邊區(qū)域的深層地下水動(dòng)態(tài)也有一定程度的互動(dòng)。以農(nóng)業(yè)用水為主的地域，水位年內(nèi)變化與農(nóng)作物生長(zhǎng)季節(jié)和干旱程度密切相關(guān)，年內(nèi)水位變化呈一定的周期性變化；以工業(yè)用水為主的地域，因工業(yè)用水

相對(duì)穩(wěn)定，水位變化與企業(yè)取水量有密切關(guān)系。由于中捷農(nóng)場(chǎng)深層地下水的開(kāi)發(fā)利用以工業(yè)為主，同時(shí)受到農(nóng)場(chǎng)外周邊區(qū)域地下水的動(dòng)態(tài)影響，因此境內(nèi)地下水動(dòng)態(tài)變化周期性并不明顯，年內(nèi)地下水位總體呈下降趨勢(shì)。圖1為中捷農(nóng)場(chǎng)2013年深層地下水位的年內(nèi)變化，基本反映了該區(qū)域深層地下水年內(nèi)變化情況。

圖1　中捷農(nóng)場(chǎng)2013年深層地下水年內(nèi)變化過(guò)程線

3.2深層地下水年際變化

中捷農(nóng)場(chǎng)上世紀(jì)六十年代中期利用深層承壓水之初，所打機(jī)井全部自流，隨著機(jī)井?dāng)?shù)量和開(kāi)采量的不斷增大，境內(nèi)深層地下水位也隨之快速下降，到1975年井水不再自流[4]，2000年底靜水位埋深達(dá)58.46 m，2015年底埋深達(dá)86.32 m。2000年以來(lái)境內(nèi)深層地下水埋深變化過(guò)程見(jiàn)圖2。

圖2　中捷農(nóng)場(chǎng)深層地下水埋深年際變化過(guò)程線

由圖2看出，2000年以來(lái)中捷農(nóng)場(chǎng)深層地下水位變化，按其下降速率大體可分為“較緩-快速-平緩”三個(gè)階段，每個(gè)階段與農(nóng)場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模相對(duì)應(yīng)，即與境內(nèi)開(kāi)采量變化相呼應(yīng)。2000-2004年，這期間水位下降速率為1.29 m/a相對(duì)較緩，此階段為農(nóng)場(chǎng)化工園區(qū)成立初期的起步階段，境內(nèi)地下水年均開(kāi)采量在603萬(wàn) m3左右，相對(duì)較小，水位下降速率相對(duì)平緩。2004年后中捷農(nóng)場(chǎng)步入快速發(fā)展階段，繼改制上升為省級(jí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)后，2006年又成為渤海新區(qū)的核心區(qū)，入駐企業(yè)逐年增多，開(kāi)采量不斷加大，水位降幅也隨之加大，2004-2011年年均地下水開(kāi)采量在860萬(wàn) m3左右，水位下降速率平均為2.87 m/a，此階段水位下降速率是前期水位下降速率的2.2倍，為水位快速下降階段。2011年至目前，境內(nèi)企業(yè)隨著國(guó)家政策的調(diào)整，高能耗、高排放企業(yè)步入轉(zhuǎn)型升級(jí)，工業(yè)用水量相應(yīng)減少，同時(shí)渤海新區(qū)實(shí)施了“引大入港”工程，作為核心區(qū)的中捷農(nóng)場(chǎng)大部分村隊(duì)開(kāi)始飲用大浪淀水庫(kù)的地表水。2011-2015年境內(nèi)地下水年均開(kāi)采量660萬(wàn) m3，下降速率平均為0.66 m/a，為平緩階段，境內(nèi)深層地下水水位快速下降的趨勢(shì)得以減緩。

4　結(jié)語(yǔ)

1)因長(zhǎng)期超采，中捷農(nóng)場(chǎng)深層地下水位持續(xù)下降，2000年以來(lái)，平均下降速率為1.86 m/a，已成為滄州東部區(qū)域地下水漏斗中心。

2)中捷農(nóng)場(chǎng)做為渤海新區(qū)核心區(qū)，處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前沿地帶，隨著渤海新區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)水資源的需求會(huì)不斷加大。目前深層地下水還是主要供水水源，應(yīng)采取激勵(lì)措施，鼓勵(lì)有條件的企業(yè)開(kāi)發(fā)利用淺層咸水。對(duì)新建、擴(kuò)建項(xiàng)目要進(jìn)行水資源論證，以水定項(xiàng)目，以水定規(guī)模，加大水資源“供應(yīng)側(cè)”管理的力度，以水資源可持續(xù)利用，支撐經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

3)目前，盡管境內(nèi)深層地下水水位下降速率進(jìn)入平緩階段，但是這一平緩只是相對(duì)快速下降的“平緩”，地下水水位仍在以0.66 m/a的速率下降。因此，境內(nèi)地下水壓采工作任重道遠(yuǎn)。

[1]王向飛．電水轉(zhuǎn)換在地下水開(kāi)采量計(jì)量中的應(yīng)用[J]．地下水．2014,36(6)：76-77.

[2]沈樂(lè)，郭紅麗，等．南京市深層地下水開(kāi)發(fā)及水位動(dòng)態(tài)分析[J]．地下水．2015,37(5)：69-70.

[3]滄州市水務(wù)局．滄州地下水超采區(qū)綜合治理規(guī)劃[R]．2006.

[4]郗志剛．中捷友誼農(nóng)場(chǎng)水利志．天津人民出版社．1993．

2016-03-14

王向飛(1978-)，女，河北滄州人，工程師，主要從事水文水資源研究工作。

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1004-1184(2016)04-0084-01