邯郸市平原区浅层地下水动态变化及对策措施

郑艳军

(河北省邯郸水文水资源勘测局,河北 邯郸 056001)

20世纪 80年代以来,由于气候条件的变化和人类活动的参与,邯郸市平原区浅层地下水位逐年下降,改变了地下水的补、径、排条件,地下水的运动规律发生了一系列的变化,并造成了一系列的地下水环境地质问题。水资源紧缺已制约了邯郸市经济社会的发展,为适应经济社会可持续发展的需要,有必要对地下水资源进行合理配置、优化调度,从地下水的动态变化进行研究,提出地下水的可持续利用对策。

1 水文地质概况

邯郸市平原区在地质演变历史过程中,沉积了巨厚的松散沉积物,形成了邯郸市平原区地下水的主要流动系统。

垂向上,由上到下根据含水层沉积韵律分布、地下水之间的水力联系及水流场特征等,可把第四系松散含水层划分为 4个含水层组。其中,第一、二含水层组,地下水位埋藏较浅,具有水交替显著、短周期循环的特点,地下水头具有无压或微承压特性,一般称其为浅层地下水;第三、四含水层组,地下水位埋藏较深,具有水交替缓慢,中等周期循环的特点,地下水头具有承压特性,一般称其为深层地下水。

浅层地下水补给来源主要是大气降水入渗补给,约占地下水总补给量的 60%～90%,其次是山前侧向径流补给、河道渗漏补给和渠系渗漏补给、渠灌田间入渗补给和井灌回归补给等。

2 地下水开发利用现状

邯郸市平原区地下水大规模开发利用始于 20世纪 80年代。经过几十年的建设,邯郸市的机井已达到相当规模,机井数由 20世纪 80年代的 2800多眼发展到 2008年的 10.16万眼,其中深层机井 0.77万眼,纯井灌面积 670万亩,地下水开采量 13.86亿 m3(其中,深层开采量 4.57亿 m3、微咸水开采量 0.67 m3)

3 地下水动态变化

邯郸市平原区地下水流动总的趋势是由西向东,在中部平原转向东北,水力坡度逐渐变小,径流越来越缓慢。在区域内部,地下水径流方向由漏斗外围流向漏斗中心。在常年性河流两岸,形成与河流位置相当的地下水分水岭,由分水岭向两侧径流。

3.1 大规模开采地下水初期地下水动态

20世纪 80年代初期,随着农业灌溉发展和地下水开采量逐年增大,邯郸市平原区地下水位呈现逐年下降的趋势。

其中,滏西平原区地下水埋深为 2～8 m,黑龙港平原区地下水埋深为 3～10 m,漳卫河平原区地下水埋深为 3～8 m,马颊河平原区地下水埋深为 5～7 m。

在地下水集中开采区,形成了一些农业开采型地下水位下降漏斗。

3.2 地下水动态现状

地下水经过近 30年的开采后,在一些超量开采地下水的地区,陆续形成了若干个地下水位下降漏斗并不断扩展。地下水位已呈现出明显的区域下降,地下水流场由天然状态逐渐变化发展为非稳定状态。

2008年底,邯郸市平原区地下水平均埋深为 21.85 m,其中,滏西平原区地下水平均埋深为 20.97 m,黑龙港平原区地下水平均埋深为 21.36 m,漳卫河平原区地下水平均埋深为 24.44 m,马颊河平原区地下水平均埋深为 23.84 m。

3.3 地下水动态年际变化特征

据邯郸平原区 1980～2008年来的浅层地下水动态观测资料分析,年际动态变化情况大致为:地下水的平均埋深由1980年末的 7.16 m发展到 2008年末的 21.85 m,平均年下降速率为 0.52 m/а,是全省同期平均年下降速率 0.35 m/а的 1.5倍。其中,1981～1990年的 10间年,地下水位平均年下降速率为 0.44 m/а,1991～2000年的 10年间,地下水位平均年下降速率为 0.55 m/а,2001～2008年的 8年间,地下水位平均年下降速率为 0.59 m/а。年下降速率最快的时期在 1991～1992年,地下水位平均年下降速率为 1.76 m/а。

4 地下水资源量的变化

4.1 地下水资源量现状

根据《河北省邯郸市水资源评价》(2006年)成果,邯郸市平原区多年平均地下水资源量为 7.70亿 m3,其中矿化度不大于 1 g/L的资源量为 3.49亿 m3。其中,滏西平原区地下水资源模数达到 10万 ～20万 m3/k m2,黑龙港平原区为11万 ～16万 m3/k m2,漳卫河平原区为 13万 ～16万 m3/k m2,马颊河平原区为 11万 ～12万 m3/k m2。

邯郸市平原区浅层地下淡水资源可开采量为 7.85亿,其中,滏西平原区可开采模数达到 10万 ～15万 m3/k m2,黑龙港平原区为 10万～14万 m3/k m2,漳卫河平原区为 12万～16万 m3/k m2,马颊河平原区为 11万 ～12万 m3/k m2。

4.2 地下水资源量的变化

由于人类活动的参与,地下水埋深不断加大,地下水资源量在逐渐减少,与以往成果比较,地下水资源量下降24.7%。其中,降水入渗补给量下降幅度 28.5%,地表水体入渗补给下降幅度 27.3%,井灌回归水量下降幅度 39.8%。浅层地下水可开采量下降幅度 18.9%。

1991～2000年期间与 1980～1990年期间比较,井灌回归补给量平均下降 37.8%,地表水体渗漏补给量下降24.6%,其中,渠灌田间入渗补给量下降 45.7%,地表水体渗漏对地下水的补给量占地下水资源量的比例由 19.8%下降到15.6%。

5 环境地质问题

80年代以来,由于地下水的超量开采,引起了一系列的环境地质灾害,在浅层地下水分布区,主要是含水层疏干、形成浅层地下水位下降漏斗、地面沉降、地面裂缝和水质恶化。

5.1 含水层局部疏干

由于浅层地下水位连年持续下降甚至降到含水层底板,导致局部含水层疏干。邯郸市浅层地下水含水层疏干区域主要位于永年东杨庄和邯郸市城区,据不完全统计,邯郸市疏干面积为 430 k m2。

5.2 浅层地下水位降落漏斗形成

由于长期超采,2008年底,邯郸市平原区形成了邯郸市城区、永年东杨庄、肥乡天台山、魏县、馆陶寿山寺等 5个较大的漏斗,漏斗区面积达 2 230 k m2。除邯郸市主城区外,近几年其余几个漏斗区面积均有不同程度的扩大。

5.3 地面沉降

由于地下水超采引起地下水位持续下降,导致黏土释水、地层压密固结,从而形成地面沉降,邯郸市目前有两处地面沉降区,即邯郸市市区沉降区、肥乡天台山村沉降区。至今沉降均已超过 400 m m。

5.4 地面开裂

地下水位持续下降已引起数条较大的地面裂缝,长度在700～1 850m之间,宽度为 1～10 m,最大一条是主城区内电台地裂缝,从干休所经电台、春厂村、东庄至和平路,长 1 850 m,裂缝导致管道错位,道路损坏、墙体开裂等问题。

5.5 水质恶化

由于地下水长期超采,水位持续下降,使水动力条件和物理化学环境遭到破坏,进而引起地下水质恶化,邯郸市平原区浅层地下水矿化度、总硬度处于逐年增加趋势。

6 对策措施

6.1 政府宏观调控、实行量水发展

政府及水行政主管部门对本地的水资源必须有清醒的认识,在掌握本地水资源可利用量的基础上,制定经济和社会的发展战略。对严重地下水超采区和地面沉降区,要严格限制打井,要限采禁采直至封井,保护好有限的地下水源。

6.2 压缩农业用水、推进节水农业

从资料分析,农业用水占全市总用水量的 70%以上,邯郸市节水的重点是农业。建立节水高效农业与现代旱作农业相结合的农业生产体系,最大限度降低水资源对农业生产的制约。在平原区和地下水超采严重的黑龙港地区,积极推动棉花、大豆、花生、谷子等低耗水、高效益、抗灾能力较强农业产业的发展。大力推行先进的节水灌溉制度,将工程节水、管理节水和农艺节水技术相结合,促进水资源的可持续利用和农业的可持续发展。

6.3 实施城市节水、建立节水型社会

城市节水的重点是工业,工业节水主要是通过优水优用、废污水改造和中水回用等措施,实行定额供水、总量控制,提高用水重复利用率。由此降低地下水的开采强度,使工业型开采漏斗不再发展,使其逐步恢复。

6.4 多方开源,调水补源

开源可以从以下几方面考虑:(1)拦蓄降水、利用雨洪,缓解水资源紧缺状况;(2)充分利用中水等再生水,实现一水多用;(3)外流域调水,保护和恢复生态环境。采取上述措施不但可以减少当地水资源的利用量,还可以把多于的水用于补给回灌地下水,减缓地下水位持续下降,保护和恢复生态环境。

6.5 依靠科学技术、加强地下水动态监测

地下水动态监测工作的重点是;地下水超采区、大型漏斗区、重要水源地、地下水严重污染区。适当增加地下水动态监测站点,适时监控地下水的动态变化情况,以便发现问题,及时处理,为实行水资源的科学调度、优化配置和合理开发提供重要依据。