潍坊市地下水超采现状及对策

隋 伟,苗乃华,陈吉贤,刘炳忠

(1.山东省潍坊水文水资源勘测局,山东 潍坊 261031,2山东省水文水资源勘测局,山东济南 250014)

1 概况

地下水是潍坊市主要的水资源,在全市经济社会中居举足轻重的地位。但由于长期以来缺乏科学管理规划,加之自八十年代以来连续十几年的干旱少雨,地下水连年超采,导致地下水位逐年持续下降,地下水漏斗区形成并迅速扩展,引发了咸水入侵、地下水质恶化等诸多环境地质问题。

1.1 地下水开发利用现状

潍坊市对地下水开发利用最早是掘井取水用于人畜吃水,后来慢慢发展到用于灌溉、用于城市工业。新中国成立后,机井建设迅速发展,特别是 1970年以来,在全市兴起了机井建设的高潮,机井年平均递增5000多眼。截止到 2007年底,全市机电井由 1954年的 5眼发展到 216 827眼。打井深度由 70年代的 30～40m降到 80年代的 50～80 m,直到现在的 100 m以上,提水机械由离心泵到下卧离心泵直到深井泵、潜水泵,其供水成本成倍增长。

1.2 地下水开采量状况

潍坊市的南部山丘区的地下水主要以基流或潜流的形式向下游排泄,多在河谷平原区打井利用,机井密度小,且以利用地表水资源为主,地下水开采量相对较小。中部山前平原区为全市工农业生产发达地区,地下水开采条件好,是地下水的主要开采区域,开采量逐年增加,且多以水源地集中开采。北部滨海平原区地下水为咸水和高浓度卤水,无淡水资源。局部埋藏有深层承压淡水,由于其埋藏范围较小,加之上部被咸水层覆盖,地下水的补给条件较差,地下水储存量较少,无法形成规模供水水源地,该区地下水开采量较小。

据统计,1980～2007年全市累计地下水开采量 379.67亿 m3,年均开采量 13.6亿 m3。其中,农业灌溉 269.19亿m3,占总开采量的 70.9%,工业用水 57.33亿 m3,占总开采量的 15.1%,生活用水开采 53.15亿 m3,占总开采量的14.0%。

1.3 超采区地下水开采现状

在某一开采水平下,多年平均地下水开采量大于多年平均地下水可开采量,从而造成地下水位持续下降、漏斗区不断扩大、水质恶化、水源地产水量减少甚至水源枯竭等现象称为地下水超采。出现这种现象的地区称为超采区。

根据地下水开采系数划分,中部倾斜平原区的地下水开采系数均大于 1.0,为超采区,其他平原区的开采系数均小于1.0,为未超采区。其中弥河冲积扇平原、潍河冲积扇平原及胶莱河平原为一般超采区;白浪河冲积扇平原为严重超采区。随着工农业生产迅速发展,经济社会发展对水资源的需求剧增,特别是 80年代以来连续干旱少雨,超采区地下水开采量不断增大,导致采补严重失调。据统计,到 2007年,全市平原区地下水超采范围面积达3 824 km2,超采区 1980～2007年累计开采量为 252.28亿 m3,年平均开采量为 9.03亿 m3,而超采区的多年平均最大可开采量仅为 1.85亿 m3,年平均开采量超出最大可开采量 7.18亿m3。地下水大量超采,导致地下水位持续大幅度下降。使超采区的地下水位平均埋深由 1980年的 5.39m下降到 2007年的 20.80m,累计下降 15.41m,年平均下降 0.73m。

2 地下水超采引发的环境地质问题

地下水是一种可补的流动性资源,随着开采和补给条件的变化而变化,非取之不尽用之不竭的。若不顾补给条件而盲目的过量开采,只能导致地下水位持续大幅度下降,开采条件不断恶化,引发环境地质问题。

2.1 地下水位持续下降

据地下水位监测资料,全市平原区地下水位大幅度下降始于 1980年,平均地下水位埋深由 1980年的 5.41m下降到 2007年的 14.71 m,年平均下降 0.44 m,最大年下降达1.62m。几个漏斗区的地下水位下降更为明显,如寿光 ～昌邑漏斗区的中心地下水位埋深从 1980年的 3.20m下降到2007年的 29.40 m,年均下降 1.25m;潍坊城区漏斗区中心地下水位埋深从 1980年的 18.38m下降到 1998年的 49.90 m,共下降 31.52m,年均下降 1.75m,地下水位已低于海平面25.51 m。

2.2 地下水漏斗区形成并不断扩展

由于地下水长期超采,自 1980年起,在地下水集中开采区先后形成了不同程度的地下水漏斗区并不断扩展。据统计,1980年全市平原区有漏斗区 4处,范围面积 265 km2,无水位负值区,到 1984年漏斗区发展到 6处,漏斗范围面积扩展到 885 km2,水位负值区面积 35 km2。随着地下水位持续下降,分布在咸淡水界线南侧的寿光西兴旺、五台、昌邑城区漏斗区不断扩展连片,1988年已扩展成为寿光 ～昌邑大漏斗,漏斗处数由 1984年的 6处减少为 4处,漏斗区面积扩大为1 675 km2。1988年后漏斗处数虽无变化,但面积仍在不断扩展,1992年漏斗区面积1 793 km2,1995年漏斗区面积达1 833 km2,水位负值区面积1 127 km2。1995年后由于采取了地下水控制开采措施,潍坊城区、高密郭家南直漏斗区不断缩小,但北部的寿光 ～昌邑大漏斗仍在不断扩展,2007年全市漏斗区为 4处,漏斗区面积为1 695 km2,水位负值区面积为1 175 km2。

寿光 ～昌邑大漏斗区扩展最快,危害最严重,2007年漏斗区面积达1 500 km2,水位负值区面积达1 100 km2;潍坊城区漏斗区自 1980年形成以来,至 1988年扩展十分迅速,漏斗区面积由 95 km2扩展到 400 km2。1988年以后扩展变缓,1995年后逐渐缩小,但该漏斗区明显地向东北方向偏移,有与寿光 ～昌邑漏斗区连片的趋势。

2.3 咸水入侵加剧

由于咸淡水分界线附近淡水侧地下水位不断下降,破坏了咸淡水原来的极限平衡,导致咸水入侵。据监测分析,全市自 1977年开始发生咸水入侵以来至 2000年,咸水已全面向南侧淡水区入侵 533.2 km2,年均入侵 17.2 km2。咸水入侵速度较快的地带是寿光市的广陵、侯镇至寒亭区的南孙地带,年均入侵 310m;咸水入侵速度较慢的地带是寿光市的牛头镇至台头镇地带,年均入侵 75m。

在发生咸水入侵的地区,寿光市较为严重,1977年至2007年咸水入侵面积为 213.9 km2,年均入侵 6.9 km2;寒亭区 1977年至 2007年咸水入侵面积为 164.3 km2,年均入侵5.3 km2;昌邑市 1977年至 2007年咸水入侵面积为 155.0 km2,年均入侵 5.0 km2。

2.4 地下水质不断恶化

由于地下水位持续下降,特别是地下水漏斗区的形成和不断扩展,加速了污水的下渗速度,加剧了地下水的污染程度。据监测资料,潍坊城区白浪河三娘庙至李疃仅5km的河段,日污水下渗量就达 2万m3。白浪河与虞河之间的部分地段地下水已不能饮用,有的甚至不能作为工业用水。据统计,目前全市年污水排放量约为 1.22亿m3,含各种有害物质约为 21.4万吨,大部分污水及有害物质渗入地下。监测资料显示,地下水中的污染物主要有总大肠菌群、细菌总数、溶解性总固体、氯化物、硝酸盐氮、“五毒”(汞、砷、六价铬、氰化物、挥发酚)、氨氮等。

在地区分布上,南部山丘区地势较高,工业又相对欠发达,地下水污染较轻。中部平原区是主要的地下水污染区,其中潍坊城区的地下水污染最为严重。包括县城在内的各城区的地下水各项检测指标中,均有超标的项目,有的项目超标高达 32倍,已不适合做饮用水。地下水污染的不断加剧,使生态环境不断恶化,水资源供需矛盾更趋紧张。

3 对策与措施

潍坊市水资源紧缺,且地区分布不平衡,地表水资源严重不足,经济社会发展不得不大量开发利用地下水,致使地下水长期超采,地下水位持续下降,引发了咸水入侵等一系列环境地质问题。加强对水资源的科学管理和调度,合理开发利用地下水,方能实现水资源的可持续利用。

3.1 优化开采布局科学开发利用地下水

尽管潍坊市的地下水发生超采问题,但仍有部分地区地下水开发利用程度较低,还有较大的开发潜力。在各主要河流上游河谷平原地带,地下水开发利用程度低,加之引地表水灌溉渗漏补给及河道侧渗补给,地下水位长年偏高,地下水资源较丰富,开发利用潜力较大,这些地区今后要加大开发利用地下水,余下地表水调往北部平原区利用或进行补源。

在山前平原区,地下水开发利用程度较高,地下水长期处于超采状态,形成了多处地下水漏斗区并不断发展,引发了咸水入侵,水质恶化等问题,导致地下水可利用量不断减少。这一地区要限制开采,漏斗中心地区在一段时间内应禁采,并采取措施调水补源,以恢复地下水位,阻止咸水入侵。

3.2 “封、置、补、保”多措并举保护地下水资源

通过封闭超采区内的自备井,严格控制地下水开采量、利用地表水置换地下水、采取多方法回灌补源地下水、利用研究成果指导实施保护地下水等多项措施,达到合理开发利用和保护地下水资源之目的。根据已有的研究成果,划定限采区和禁采区,封闭严重超采区内的自备井,严格控制开采量。利用已构建的地表水网络工程,调引南部山丘区拦蓄的地表水入平原区,引进黄河客水,以地表水置换平原区地下水,特别是置换用于工业和城市生活的地下水,减少地下水的开采量。充分利用雨洪资源转化补给地下水。利用《潍坊市饮用水水源地保护区划分》、《潍坊市地下水超采区划分》和《潍坊市水功能区划分》等多项研究成果,对全市地下水资源进行全面规划和保护,对于地下水超采区和严重超采区,逐步采取限制和禁止开采措施,并采取措施补源。

3.3 创建节水型社会,实现用水零增长

水资源是有限的,而发展是无限的,实现用水零增长的支撑是节水。从潍坊市的市情、水情出发,深入分析掌握现状节水达到的水平和现行节水措施所产生的节水作用,分析节水潜力和突破点。围绕全市工、农业和城市生活三个方面,提高用水效率,分析提出不同阶段要达到的节水水平和要采取的工程及非工程节水措施。实现以节水为中心的水资源优化配套和高效利用,并且应特别注意节水与开源,节水与社会、经济、环境的总体平衡,实现用水零增长,保障水资源可持续利用与经济社会的可持续发展。

[1]苗乃华 .潍坊市地下水资源开发利用及对策.水文,2003.4.

[2]苗乃华 .潍坊市水资源演变情势分析.水利水电技术,2008.5.