漯河市区地下水超采现状及评价

王吉平,杨 巍,刘华平

(河南省地矿局第一地质工程院,河南 驻马店 463000)

漯河市区地下水超采现状及评价

王吉平,杨 巍,刘华平

(河南省地矿局第一地质工程院,河南 驻马店 463000)

依据大量监测、调查资料,分析了漯河市地下水开采现状以及由地下水超采引发的环境地质问题,对地下水超采现状进行评价,在此基础上提出优化开采布局科学开发利用地下水。

浅层地下水;地下水质量;地下水超采;地下水超采评价。

0 概况

漯河市位于河南省中部,地理坐标为东经 113°27′～114°16′,北纬 33°24′～ 33°59′。 东西 长 76 k m,南 北宽 64 k m,总面积 2617 k m2,其中市区面积 33.5 k m2。2002年底全市总人口 249万人,市区常住人口 33万人。

漯河市大量开采地下水,已形成了超采区,地质环境逐渐恶化,加快实施超采区治理,控制地下水开采,实现地下水资源的合理开发利用、已成为一项十分必要和紧迫的工作,也是南水北调中线工程受水区城市地下水压采、限采的重要基础工作。

1 地下水开发利用现状

1.1 公共供水状况

漯河市现有城市供水水厂四座,分别是一水厂、二水厂、三水厂和四水厂。(1)一水厂位于澧河与沙河交汇处的上游地带,始建于 1951年,开采澧河水,供水能力为 3.5万 m3/d。

(2)二水厂位于一水厂东黄岗一带,开采地下水,有供水井 18眼。其中浅井 7眼,井深 60～90 m;第二层承压水与浅层水混合开采井 11眼,井深 100～300 m。水厂供水能力为2.0万m3/d。1993年形成以建设路南市二针织厂为中心的浅层地下水开采漏斗,漏斗中心水位标高 52.05 m,水位埋深9.20 m。第二层承压水开采漏斗中心位于罐头总厂南院,漏斗中心水位标高 44.70 m,水位埋深 14.50 m。

(3)三水厂位于郾城县南关,开采地下水,有供水井 21眼。其中浅井 19眼,井深 40～100 m;第二层承压水与浅层水混合开采井 2眼,井深 150～251 m;供水能力为 2.0万m3/d。1993年形成以制鞋总厂为中心的浅层地下水开采漏斗,漏斗中心水位标高 40.25 m,水位埋深 11.75 m。

(4)四水厂位于澧河南岸三里桥,是新建成的,开采澧河水,设计供水能力为 15.0万 m3/d。

1.2 自备井供水状况

2002年计划管理内自备井开采量为浅层水 320.86万m3/a,第二层承压水 347.21万 m3/a。1999～2001年年均计划管理内自备井开采量为浅层水 479.09万 m3/a,第二层承压水 574.07万m3/a。主要开采第二层承压水,尤其是生活饮用水。

为遏制地下水超采,避免地下水位下降过大、漏斗范围扩大、引发地质灾害现象、优化城市供水结构,漯河市节水办已加强自备井管理,加大自备井封停力度。至 2003年底,共封停自备井 123眼。其中回填 64眼,封管停用 59眼。减少地下水开采量约 550.0万 m3/a。使地下水位下降趋势得到了有效控制。

2 超采区地下水开采现状

漯河市城市地下水集中开采区,由于大量开采地下水,已形成了水位下降漏斗,如不加以保护,势必会由于下降漏斗的进一步扩大,从而造成如地裂缝、地面沉降等环境地质灾害。

2.1 浅层地下水水位下降漏斗

漯河市区浅层地下水已形成 3个降落漏斗。一是沙北三水厂水源地漏斗区,该漏斗在开采期之前已经形成,1995年漏斗中心水位标高最低为 43.42 m,水位埋深 17.80 m,面积2.99 k m2,之后水位便开始回升,至 2001年漏斗中心水位标高 51.29 m,水位埋深 8.61 m,面积 0.79 k m2;二是银鸽集团一纸厂漏斗区,漏斗中心水位标高 2002年最低为 40.35 m,水位埋深 17.85 m,面积达 6.83 k m2,10年水位下降了3.65 m,面积扩大了 0.89 k m2;三是针织厂漏斗区,漏斗中心水位标高 1999年最低为 51.19 m,水位埋深 10.06 m,面积0.71 k m2,至 2002年漏斗中心水位标高 53.80 m,水位埋深7.45 m,面 积 0.44 k m2。

2.2 第二层承压水水位下降漏斗

漯河市第二层承压水已形成两个降落漏斗,近东西向展布,西漏斗区主要位于灯泡厂至 2004仓库一带,漏斗中心水位标高 1995年最低为 8.88 m,水位埋深 52.02 m,面积达8.30 k m2;东漏斗区主要位于罐头总厂至银鸽集团一纸厂一带,漏斗中心水位标高 1996年最低为 5.30 m,水位埋深52.23 m,面积达 19.24 k m2。这两个漏斗距离较近,逐渐连成了一个大的漏斗区。

1993年以来,第二层承压水水头呈上下波动状态,并未持续性下降。1993～2002年开采期内,西漏斗区中心水位上升了 2.38 m,年均下降速率 -0.24 m/a,面积缩小了6.73 k m2;东漏斗区中心水位下降了 1.55 m,年均下降速率-0.16 m/a,面积缩小了 1.71k m2。

3 地下水超采环境地质评价

漯河市区主要环境地质问题有浅层、第二层承压水水位降落漏斗,地表水、地下水污染。分析其原因有以下几方面。

(1)生产井密度过大,各井相互干扰,影响出水量,使部分井抽空“吊泵”,且给生产井的统一管理带来困难。如:三水厂水源地浅层水井间距只有 100 m左右;第一、第三造纸厂浅层水集中开采区,浅井密度达 12眼/k m2;铁路修配厂 -二O O四仓库 -三纸厂一带,第二层承压水井密度达4.5眼 /k m2。

局部开采量过大,地下水位下降剧烈,降落漏斗不断扩大。如:银鸽集团一纸厂浅层水开采区,漏斗中心地下水位埋深达到 17.85 m,降落漏斗不断扩大;沙北漏斗浅层水集中开采区,漏斗中心地下水位埋深大于 10 m,降落漏斗也在不断扩大;针织厂漏斗浅层水集中开采区,漏斗中心地下水位埋深大于 7 m。第二层承压水的开采形成了东西两个漏斗,相距很近,基本上连成了一个大漏斗区,位于市区沙河南侧。

(2)澧河、沙河综合污染指数分别为 6.84、29.96,黑水河综合污染指数 1994年为 186.9,1995年为 175.22。地表水污染多发生在枯水期,由上游及市区排放“三废”所致。

浅层地下水污染程度分为四个区:重污染区综合污染指数大于6,污染因子 3个;中等污染区综合污染指数 4～6,污染因子 4个;轻污染区综合污染指数 3～4,污染因子 3个;无污染区综合污染指数 3～4,污染因子 3个。由于工业、生活废弃物和污水灌溉以及生产井卫生防护不良,直接污染浅层水。污染的地表水补给地下水,亦会造成浅层水不同程度的污染。

第二层承压水水质较好,但局部细菌总数、大肠杆菌超标,局部地点酚超标,总硬度、六价铬、亚硝酸盐等有跳跃式的变化,且有上升的趋势。与一些混合开采中深井和许多开采井止水效果不良有关,已被污染的浅层水通过“天窗”补给第二层承压水,造成局部地区第二层承压水的污染。

第三层承压水硫化物含量较高,达 94～111.5 mg/L,锶含量达天然矿泉水标准,根据近几年监测结果发现,有些污染指标含量有上升现象,可能是止水不严造成的。

第四层承压水锶、偏硅酸含量已达矿泉水标准,为低矿化矿泉水,但不能作为生活用水,有着较高的医疗价值。该层水不能饮用,属原生环境问题,与人类活动无关。

4 结论与建议

4.1 结论

(1)漯河市城市采用地表水和地下水联合供水模式。地表水以澧河水为主体。地下水开采主要是浅层地下水和第二层承压水。第三层承压水和第四层地下热水有少量开采。

2002年(评价年),漯河市城市超采区地下水开采总量达 1491.17万 m3,其中,浅层地下水开采量达 789.16万 m3、第二层承压水开采量达 581.71万 m3、第三层承压水开采量达120.3万 m3,分别占地下水开采总量的 52.92%、39.01%、8.07%。

浅层地下水中,自来水厂供水量 468.3万 m3,自备井供水量 320.86万 m3,分别占地下水开采总量的 31.4%、21.52%;第二层承压水中,自来水厂供水量 234.5万 m3,自备井供水量 347.21万 m3,分别占地下水开采总量的15.73%、23.28%。

前10年平均漯河市城市评价区地下水开采总量达 1916.17万m3

(2)漯河市城市浅层地下水一般埋藏深度 80 m以内,由各粒级的砂层及粉土、粉质粘土组成,底板埋深,西部及南部为15～25m,向东逐渐变深达 45 m。根据富水程度可分为四个区:(1)富水区(单井涌水量 ＞3000 m3/d),分布于工作区东北角拦河潘-张德武一带,为南北古河道交汇地带;(2)中等富水区(单井涌水量2000～3000 m3/d),分布于工作区北部的王店-孟庙 -五里庙 -姚庄一带;(3)弱富水区(单井涌水量 1000～2000 m3/d),分布于王店 -郾城以西,郾城 -孙庄以南,空冢郭 -马夫张 -人和以北的广大地区;(4)贫水区(单井涌水量 ＜1000m2/d),分布于工作区北部的十五里店-智杨 -木梳杨以及南部大陈 -空冢郭-叶岗 -人和一带。

(3)评价区评价年和多年平均浅层地下水总补给量分别为 1028.3万 m3和 1113.0万 m3;总消耗量分别为 1033.9万 m3和 1165.0万 m3;可开采量分别为 783.6万 m3和900.4万 m3;超采量分别为 5.6万 m3、52.0万 m3;超采系数分别为 0.01和 0.06。

(4)评价区第二层承压水,评价年及前 10年年均评价区面积分别为53.1 k m2和 38 k m2;侧向迳流补给量分别为 300.29万m3/a和 382.52万 m3/a;越流补给量分别为272.40万 m3/a和194.89万 m3/a;补给总量分别为 572.69万 m3/a和 577.41万m3/a。评价区评价年及前 10年年均可采量分别为 572.69万m3/a和 577.41万 m3/a;超采量分别为 9.02万 m3/a和 274.94万m3/a;超采系数分别为 0.02和0.48。

(5)漯河市城市长期过量开采地下水,产生浅层地下水和第二层承压水水位下降漏斗,使开采井出水量减少,耗能高,抽水成本加大。再加上保护不力及浅层地下水和第二层承压水串层混合开采,使污染的浅层地下水逐渐污染第二层承压水。

4.2 建议

(1)漯河市城市地下水超采区评价工作,分析利用了收集的现有水位、水质和开采量监测资料,总体评价质量及精度较高。但也存在很多不足,主要有:监测井数量较少,且分布很不均,对地下水的动态控制性较差;已有的动态监测井经常变更,具有连续的、系列水位及水质监测资料的监测井不多。市区地面沉降量动态监测尚属空白,使全面评价环境地质灾害受到影响。

(2)由于第三层承压水(200～500 m)和第四层地热水(500～1000 m)开采井分布少而不均匀,无监测资料,无法编制水位埋深图和等水位线图。也未进行专门抽水试验,缺乏水文地质参数。故本次未进行第三层承压水和第四层承压水评价工作,也未研究第二层承压水与第三层承压水之间的水力联系,以及越流量的计算、评价。今后应根据资料情况,逐步开展这方面的工作。本次计算评价年第二层承压水可采模数为 10.79万 m3/k m2·a,评价年前 10年年均可采模数为 15.78万 m3/k m2· a。

[1]刘春华,河南省漯河市城市地下水超采区评价成果报告,河南省地质工程勘察院,2005年

P 641

B

1004-1184(2011)01-0052-02

2010-07-01

王吉平(1984-),男,河南驻马店人,助理工程师,主要从事水文地质及环境地质工作。