福建省地下水资源评价及保护对策研究

陈文坚

福建省地下水资源评价及保护对策研究

陈文坚

三明市环境保护科学研究所

通过对福建省地下水天然补给资源、地下水可开采资源、地下水开发利用程度、地下水环境质量的调查和评价，分析地下水开采现状和存在问题，提出保护地下水环境的主要对策。

地下水资源 质量评价 保护对策 福建省

1 福建省地下水资源概况

1.1 全省地下水天然补给资源量

全省多年平均(1956年～1999年)地下水天然补给资源量307.79×108m3/a。其中第四系孔隙水天然补给资源量8.04×108m3/a，基岩裂隙水天然补给资源量290.70×108m3/a，碳酸盐岩类岩溶水天然补给资源量9.05×108m3/a。

频率为75% 的偏枯年，全省地下水天然补给资源量274.90×108m3/a。

各年代天然补给资源量在20世纪70、80、90年代分别为 304.19×108m3/a、308.44×108m3/a和318.60×108m3/a。

1.2 全省地下水可开采资源量

全省地下水(矿化度<1g/L的淡水)可开采资源量96.62× 108m3/a，相当于地下水天然补给资源量多年平均的31%或偏枯年(频率75%)的35%。

各类地下水可开采资源量中第四系孔隙水12.62× 108m3/a，基岩裂隙水75.15×108m3/a，碳酸盐岩类岩溶水8.85×108m3/a。

全省沿海平原和山间第四系盆地、岩溶盆地及沿海台地区，宜于开采地下水。其可开采资源量合计33.23×108m3/a；其中山区盆地和沿海平原下伏基岩裂隙水可开采资源量10.74×108m3/a，沿海台地区下伏基岩裂隙水可开采资源量1.02×108m3/a。合计占全部可开采资源量的34.4%。

1.3 各行政区地下水天然补给资源量

设区市中，南平、三明、龙岩3个内陆行政区地下水天然补给资源量较大，合计占全省总量的62.77%，补给资源模数也大，均大于25×104m3/km2..a。6个沿海行政区地下水补给资源量普遍小于内陆，其补给资源模数13.18～26.05×108m3/km2.a。

1.4 各行政区地下水可开采资源量

设区市中，三明、南平、龙岩3个内陆行政区地下水可开采资源量较大，合计达58.05×108m3/a，占全省总可开采资源量的60.1%。6个沿海行政区地下水可开采资源量1.00～12.29×108m3/a，厦门、莆田市最小。

2 地下水开发利用

2.1 利用程度

福建省是以地表水为主要供水水源的省份。地下水开发利用程度低，1999年地下水开采量仅占总用水量的3.34%，实际开采量为6.0653×108m3/a，占地下水可开采资源量的6.28%；占宜井区地下水可开采资源量的18.25%。

设区市中，沿海厦门市(厦门岛外、同安区)开采程度最高，达55.01%，泉州市(晋江市、石狮市)次之，开采程度为14.70%，其余各地开采程度均小于10%，南平市最小，仅0.95%。

县(市)所在地城区自来水供水水源中，龙岩市新罗区、连城县、长汀县、大田县等用地下水作为主要水源；邵武市、明溪县、将乐县等用地下水作为辅助水源，其余各县(市)均以地表水为水源。

1999年地下水开采量中，生活用水占49.72%，工业用水占23.41%，农业用水(包括牲畜、渔业、林业、农灌用水)占26.63%，其它占0.24%。在总用水量中，地下水在生活用水中占12.81%，工业用水占3.27%，农业用水中地下水占1.41%。

2.2 缺水地区

地下水资源供需地域不平衡，主要缺水地区为沿海岛屿岬角区、红土台地区、地下水之咸水区，地下水开采程度普遍高于山区，统计66处岛屿，平均开采程度29.05%，莆田县湄洲岛已超采。这些地区经济发达、人口密集，地表水也同样缺乏。缺水地区的城市和新兴的工业区将出现一定程度的水资源短缺问题。如晋江市、石狮市、福清市部分地区、福州长安开发区、琅岐岛投资区、湄洲湾北岸开发区、东山岛、福安赛岐开发区等地。目前在缺水地区，生活用水一般能保证，工业用水以供定需，尚能平衡，主要为农灌用水缺口较大。

3 地下水环境质量评价

3.1 评价方法

3.1.1地下水质量分级

参照地下水质量标准（GB／T14848－93），将地下水质量划分为五类。

以地下水调查和监测的水质分析资料为基础，分别进行单项参数评价和多项参数综合评判。单项参数评价按表1，分类指标划为5类，不同类别标准值相同时，从优不从劣。

表1 单项组分评价分值表

首先进行各单项组分评价，按表1划分组分所属类别。对各类别再按表3分别确定单项组分评价分值Fi。然后按下列公式计算综合评价分值F。

式中：F——各单项组分评价分值Fi的平均值；

Fmax——单项组分评价分值Fi中的最大值；

N——项数。

根据计算结果得到的F值，按表2划分地下水质量级别。

表2 地下水质量级别表

3.1.2地下水污染程度分级

福建省地下水水质动态监测仅控制7个地区，监测面积约800km2，水质评价不能代表全省地下水环境质量。而区域水质调查资料基本是唯一性的，也无法进行单点超标强度对比。因此，本次工作是以地下水质量标准作为评价污染程度的标准。

未发现超标组分者视为Ⅰ级（未污染）；pH值、总铁、锰、氟化物（以背景值超标为主）出现一种以上超标视为Ⅱ级（轻度污染）；硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮（以有机污染为主）出现一种以上超标视为Ⅲ级（中度污染）。

3.1.3地下水质量综合评价分级

根据地下水质量分级和地下水污染程度分级(见表3)，进行地下水质量综合评价分级。

表3 地下水质量综合评价分级表

3.2 评价参数

3.2.1综合评价参数

选择地下水的pH值、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、挥发性酚类、氢化物、砷、汞、铬（六价）、总硬度、铅、锌、氟化物、镉、总铁、锰、硒、溶解性总固体、化学耗氧量（COD）、硫酸盐、氯化物，计21项参加评价。缺少某指标的分析值视为空值。

3.2.2污染评价参数

选择福建省最常见的7项污染指标：pH值、总铁、锰、氟化物、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮参加评价。

3.3 地下水水质背景情况

福建省1970年前仅部分地区作过1：20万区域水文地质普查，并有零星供水勘探工作。本次收集资料最早时间为1959年。本期各类水质分析资料156份（矿化度<1g/L）。据此统计各水化学组分平均值视为地下水水质背景值（略）。

本省早期工作因工作精度所限，未能全面反映全省地下水水质状况。由于多集中于沿海地区，受下伏咸水影响，第四系孔隙水矿化度、总Fe、Mn含量平均值均高于基岩裂隙水和碳酸盐岩岩溶水，而且NH4＋含量超标；碳酸盐岩岩溶水的总硬度、F－、COD含量较高；背景值中NO2－普遍超标，表明沿海地区地下水已受到污染。

3.4 地下水质量现状

福建省各类地下水F值总平均为3.551，水质较好。其中第四系孔隙水平均F值4.432，水质较差；基岩裂隙水平均F值3.507，水质较好；岩溶水平均F值1.785，水质优良。

地下水综合质量较好。仅第四系松散堆积层孔隙水水质略差，有17.85% Ⅲ级水，而Ⅰ－Ⅱ级水占92.14%；基岩裂隙水以Ⅰ级水为主，占88.43%，Ⅱ级水占21.57%；碳酸盐岩类岩溶水均为Ⅰ级水。

3.5 分布特点

福建省各县、市所在地的第四系孔隙水水质普遍受污染，水质综合级别以Ⅱ级为主，沿海地区出现Ⅲ级水。如福州、漳州、厦门、莆田等设区市所在地或人口密度大的长乐、福清、晋江、罗源等县城区所在地；山区经济较发达的县、市所在地也出现综合质量Ⅲ级水，如武夷山市。第四系孔隙水中，Ⅱ级水分布面积约占全省第四系盆地总面积的35%；Ⅲ级水分布面积约占全省第四系盆地总面积的1 %。基岩裂隙水水质普遍较好，地下水质量综合分级基本属Ⅰ级水，仅零星点状分布Ⅱ级水，个别地区出现Ⅲ级水。沿海部分残积台地区地下水质量综合分级为Ⅱ－Ⅲ级，约占残积台地总面积的15%。岩溶水则普遍属Ⅰ级水。

3.6 地下水污染程度

福建省地下水污染程度较轻，主要高背景异常有总Fe、Mn、F、pH值，主要污染物有NH4+、NO2－、NO3－、COD、细菌总数，总大肠菌群等。

各组分超标率0.17%～24.89%。各组分中超标率最高为Mn，其次为pH值和总Fe。各超标组分中，以超饮用水标准Ⅲ级为主，少量为超Ⅳ级。pH值超标者以小于6.5的弱酸性为主，占94.46%。

3.7 地下水脆弱性

福建省地下水脆弱性可分为脆弱、较脆弱、非脆弱三类，沿海第四系风积－海积砂层区、山间第四系小盆地、沿海外河口平原区及岩溶盆地地下水脆弱；沿海河口平原区、山区较大第四系盆地、残积台地区及侵入岩、火山岩组成的基岩山区地下水较脆弱；滨海平原海积层和碎屑岩、层状变质岩组成基岩山区地下水非脆弱。

4 地下水开采诱发的主要环境地质问题分析

4.1 岩溶塌陷

主要分布于闽西南碳酸盐岩分布区，特别是覆盖型碳酸盐岩区。引发原因主要为开采地下水，一般规模不大，单个塌陷面积几十至几百平方米，最大0.314km2，个别也有因矿坑采空所引起。岩溶塌陷最早出现于1962年（三明市），现累计有12个县（市），曾不同程度地发生。

尤其是城镇区，多以岩溶水为主要供水水源，如龙岩、长汀、连城等地。因此这些地区也是岩溶塌陷高发区。

4.2 地面沉降

地面沉降目前仅在福州市热田区发现。据90年代初调查，地热田9km2范围内均产生沉降，中心区累计最大沉降量0.68m。据1967年～1986年、1987年～1988年、1991年6月～1992年6月不同观测点测量，年平均沉降量2.9～74.0mm。主要影响因素为过量开采地下热水，地下热水水位持续下降，形成第四系孔隙热水水位降落漏斗，中心区水位最大下降幅度约17m。

5 环境地质问题发生原因

5.1 原生地球化学条件造成高本底值

福建省地下水高氟、富铁、高锰及部分地下水高“三氮”，多与原生地球化学环境有关。

5.1.1部分微量元素本底值较高

据前人对本省1000多份各类岩石化学成份及光谱含量分析资料，14项检测项目中，微量元素高于地壳丰度值的有氟、铅、锌、钼、矾等。

5.1.2高矿化度、高“三氮”

在海湾及外河口地区，由于全新世早期海侵，造成该地区咸水层的存在，虽然近期陆地抬升，部分地区已开始淡化，但许多地区仍存在高矿化度的Cl－Na型水，SO42－含量也相对较高；在海相地层中含有丰富的有机质，经长期分解等作用，转化为氨氮、硝酸盐氮，亚硝酸盐氮等，因此该层地下水“三氮”含量普遍较高。

5.1.3高铁(Fe)、高锰(Mn)、高氟(F)

福建省酸性岩浆岩广泛分布，岩石中含有较多含氟矿物，如萤石、云母、氟磷灰石等，在淋滤、溶解作用下，进入地下水中，形成高F地下水。

5.1.4地热异常区高氟

深部岩浆含有高氟矿物，地热异常区随深循环的地下热水带至浅层，与浅部地下水混合产生高F地下水。

沿海淤泥粘土层含有较多还原性Fe、Mn，风化层中Fe、Mn分布广且极不稳定，在降雨入渗、淋滤过程中溶入地下水，而产生Fe、Mn高异常。

5.2 次生污染物入渗污染

福建省沿海平原区和面积较大的山间盆地区，地下水较脆弱，但却是人类活动最密集的地区。城镇地下水受次生污染较严重。特征污染物有亚硝酸盐、细菌总数、总大肠菌群数及氨氮、硝酸盐、挥发酚类等。

造成污染物入渗的主要途径为废井（坑）、污水管道渗漏、渗水坑（井）等。在一些老城区，历史上生活污水的排放方式落后，多直接排放河道或渗入地下，在地下浅层形成硝酸盐含量较高的土层，成为地下水中硝酸盐的来源区。如福州市的第四系松散堆积层孔隙承压水普遍高“三氮”，水质极差。

在裸露－浅埋藏型碳酸盐岩岩溶区和沿海海积－风积砂层区，局部残积层覆盖较薄区，含水层直接位于浅层，污染物垂直入渗地下，地下水质极易变差。

福建省地下水中发现挥发酚类超标，但不稳定。近年造纸与制鞋业制革业发展迅速，环保措施尚未完善，致使地下水中挥发酚类时有超标。

6 保护地下水环境的主要对策

6.1 加大污染源治理

加强工矿企业特别是小企业的污染治理，减少水体污染物负荷，建立健全城市污水处理系统。

6.2 继续推行改水工程

加强沿海缺水区或水质不良地区调查研究，寻找水质好、水量相对丰富的基岩富水段，并注意提高相应的成井工艺。

6.3 推广双供水系统

在大、中城市和缺水地区的人口密集区，推广饮用水专用管道措施，保证优质的深层地下水首先满足人类生活用水。

6.4 防止岩溶塌陷

覆盖型碳酸盐岩类岩溶塌陷易发区，应合理控制地下水开采量，科学安排地下水的利用。

6.5 制定水资源保护规划

以往对地下水环境的保护，多侧重于地下水系统而言，而福建省是以地表水为主要水源的省份，因地表水水质尚可，乃视为不缺水的省份。而实际上，随着经济发展，污染物总量势必增加，若不花大力气加强污染物的综合治理，一旦地表水水质恶化，就可能出现水资源污染型短缺问题。因此，制定统一的水资源开发利用和保护规划十分必要，只有合理规划地下水和地表水资源，使其用之合理，措施得当，充分利用。

[1] 福建省国土资源厅.福建省地下水资源评价,2007.

[2] 刘尚仁编.地下水资源[M]. 广州：中山大学出版社, 1987.