临沂市地下水资源时空分布特征探讨

李红娟

(山东临沂市罗庄区水务局水政监察大队,山东临沂 276017)

1 概况

临沂地处沂沭断裂带及鲁东地盾和鲁西台背斜之南部,水文地质条件及地下水运动规律均比较复杂,而且受地质构造、地层岩性、地形地貌及水文气象等多种因素控制,其中以裂隙岩溶水受构造因素控制尤为明显。根据地下水动态特征,临沂市地下水大致可分为渗入—径流型,渗入—蒸发、径流型,渗入、径流—开采型和径流—开采型四种动态类型。

地下水资源是一种具有多年调节特性的再生式动态资源,其动态性基础在于地区的地质条件。地下水资源的时空分布受气象、下垫面条件、人类活动等多种因素的综合影响。

2 影响地下水资源时空分布的主要因素

2.1 大气降水的影响

临沂地下水的补给,主要来源于大气降水,在其它条件不变的的情况下,地下水的补给量随降水量的增大而增大。如南部平原地区多年平均降水量大于 800 mm,地下水资源量模数一般大于 20×104m3/km2,市区及郯城县的平原区多年平均地下水资源量模数达到 20.5×104m3/km2～23.4×104m3/km2;而西、北部山丘区多年平均降水量小于 800mm,地下水资源量模数一般小于 10×104m3/km2,如沂水、蒙阴、平邑三县的多年平均地下水模数分别为 9.2×104m3/km2、8.5×104m3/km2、7.9 ×104m3/km2。

2.2 流域下垫面条件的影响

地形、地貌、植被、土壤岩性、地质与水文地质条件等因素对临沂市地下水的补给都有明显的影响。平原区地势平坦、土层深厚,有利于降水和地表水体的入渗,地表径流小,地下水补给量相对较大;一般山丘区地面坡度陡,渗透性差,地表径流大,地下水入渗补给量相对较小,但岩溶发育的石灰岩山区或构造裂隙发育的山区,渗透能力强,入渗补给量比碎屑岩、火成岩、变质岩构成的一般山丘区大。平原区大气降水入渗补给量除了与降水量有关外,还受地下水埋深和人类活动的影响,如降水偏小的年份,往往引地表水灌溉的水量较大,形成有的年份地下水资源的年际变化与降水量的年际变化不同步。

2.3 水资源开发利用水平和工程设施的影响

平原区随着地下水开采水平的提高,地下水位下降,埋深增大,使地下水的补给情况发生变化,当地下水埋深逐渐增大时,地下水补给量亦随之增大,但埋深增大到一定深度后,由于包气带变厚,土壤水库容变大,降水入渗补给量相应减少。

山丘区地下水在天然状态下,除潜水蒸发外,大都以河川基流或泉水的形式排泄,但随着开发利用加大后,河川基流和泉流量都随着减少。另外,大量引用地表水灌溉和兴建蓄水工程又会增加地下水补给量,包括沂河、沭河及其一级支流的拦河橡胶坝对地表水位的抬升等工程。

3 地下水资源特点

3.1 地下水资源的年际变化

因临沂地下水资源主要来源于大气降水,历年降水量因受太阳黑子规律和大气环流的影响,年际变化很大,丰枯交替,旱涝不均。从地表水评价结果看,市内年径流量的年际变化特征是：变化幅度大,而且丰枯水年交替出现,往往发生连续丰水或连续枯水的情况。从全市年径流量来看：1962～1965年为连续丰水年,四年平均年径流量为 782 782×104m3(修正值),为 1956～2000年平均年径流量的 1.67倍;1986～1989年四年为连续枯水年,四年平均年径流量为 214 569×104m3,仅为 1956～2000年平均年径流量的 45.8%。地下水资源的年际变化随地表水变化而变化,但变化幅度较之偏小。

临沂地下水资源的补给主要来源于大气降水,地下水资源量与降水量的变化密切相关。降水入渗补给量的年际变化,基本代表地下水资源量的年际变化。随降水量的丰枯变化,降水入渗补给量的年际间的差异很大。降水入渗补给量最大值出现在 1998年,为 388 278×104m3;最小值出现在1988年为 142 984×104m3,极值比为 2.72。降水入渗补给量最大值和最小值,分别占多年平均值(1980～2000年)的163%和 60%。

3.2 地下水资源的地域分布特征

地下水资源受地质、地貌、水文气象、水文地质条件等多种因素的影响,地域分布很不平衡。全市范围内大地构造条件复杂,新老地层出露较全、各分区地形、地貌差异较大、气候特征各有不同。受其影响,全市地下水资源地域分布很不均衡,一般规律为平原区大于山丘区;山丘区中岩溶裂隙区大于火成岩、变质岩及碎屑岩岩类裂隙区;在同样地质地貌条件下,多雨区大于少雨区;有地表水灌溉的地区大于无地表水灌溉的地区。

全市平均地下水资源模数为 11.2×104m3/km2。按流域分区计算的地下水模数为：沂河区 10.8×104m3/km2,沭河区 11.3×104m3/km2,中运河区 15.0×104m3/km2,其他各区在 6.0×104m3/km2～9.4×104m3/km2之间。

按行政分区,罗庄区多年平均地下水资源模数最大为19.8×104m3/km2,其次为河东区 19.2×104m3/km2,兰山区为 18.7×104m3/km2;莒南县多年平均地下水资源模数最小为 6.9×104m3/km2,其他各县区在 7.9×104m3/km2～18.0×104m3/km2之间。

3.3 浅层地下水呈衰减态势

降水量、地表径流量的减少使地下水补给量随之减少。本次评价降水入渗补给地下水量比上次评价减少了 9%。山丘区主要河流兴建了大量水利工程拦蓄地表径流,导致常年流水河变为季节性河流,进而导致下游沿河道线状渗漏补给地下水明显减少,甚至变为地下水补给河水。地下水位逐年下降,使包气带厚度增大,降水入渗补给地下水周期加长,浅层与中深层地下水水头差增加,使浅层地下水越流补给量增加。农业灌溉节水技术水平的提高与推广,城市化水平的提高都将使地下水总补给量减少。

3.4 地下水资源量及可开采量

临沂近期条件下的多年平均(1980～2000年,下同)浅层淡水(M≤2g/L)地下水资源量为 192501×104m3,其中平原区地下水资源量为 53591×104m3,山丘区地下水资源量为 141863×104m3,平原区与山丘区之间的地下水重复量为2953×104m3。全市多年平均地下水可开采量为 148226×104m3。

4 开发利用建议

根据临沂市自然条件的特点,地下水开发利用可能引发的环境与地质灾害问题有：泉水断流、地面沉降、地面塌陷、激发地下水污染等,开发利用地下水资源,要掌握水资源的时空分布特点、年际变化及水资源变化情势等特征,规范地下水开发利用,地下水位要保持多年动态平衡,不能因为超采造成地下水位持续下降,同时要充分发挥地下含水层的调蓄功能,在保证丰水季节和丰水年份能够补回来的前提下,允许地下水位在枯水季节和枯水年份适当降低。

地下水的开发利用要以保证生态与环境的安全为前提。在开发利用地下水的时候要根据当地的特点确定地下水位的各级控制警戒线,保证不引发上述问题。为此,实行最严格的水资源管理制度,划定水资源管理“三条红线”,实施地下水位警戒线预警管理,保证地下水不超采及生态环境安全。