陶城铺灌区地下水资源合理开发和探析

侯玉霞,任国勇,雷传起 ,盖志新

(山东省阳谷县水务局,山东阳谷 252300)

0 引言

陶城铺灌区位于山东省聊城市南部,控制阳谷县、莘县114.3万亩耕地,灌区内有黄河、金堤河穿境而过,地下水储量丰富,水补给条件好,合理开发地下水资源,利用井渠结合灌溉是促进灌区发展,保持地下水资源平衡的重要手段。

1 地下水资源分布概况

灌区内有供水意义的浅层含水层为第四系孔隙水,含水层由中砂、细砂、粉细砂组成,累计厚度 10～25m;深层层压水顶界面 180～200m,主要分布在第三系中、上更新统含水层中,含水层由细砂、中粗砂组成,累计厚度 30～50 m,单井出水量可达 100 m3/h。浅层地下水主要靠降水入渗、地表水径流入渗、河道侧渗、灌溉回归补给等。

根据地下水含水层埋藏特点、水力性质、地质时代,将地下水在垂直方向上划分为潜水——潜水微层压水、中深层层压水、深层层压水三个基本类型。因地层在形成过程中所处的古气候条件的不同和后期地下水的运移作用,其垂直分布规律为三种类型:即上咸——下淡型,总面积 45 km2,占灌区总面积的 9%;上淡——中咸——下淡型,总面积 859.3 km2,占灌区总面积的 79.6%;全淡型总面积 119.3 km2,占全灌区总面积的 11.4%。

区域地下水分布较广,储量较丰,根据可开采条件的不同可分为下述三种类型:

1.1 浅层淡水丰富区

本区浅层淡水底界面埋深大于 40m,砂层累计厚度大于15m,含水层岩性大部分为中砂或细砂,单井涌水量大于40m3/h,水化学类型以重碳酸盐型水为主,面积 422.18 km2,占灌区总面积的 40.28%。主要分布在张秋镇、七级镇及阿城两镇的东部、十五里元镇的南部,寿张镇的中、南部,石佛镇、大布及定水两镇的西部,西湖镇的北部、狮子楼办事处的西部等地。

1.2 浅层淡水较丰富区

这类区域浅层淡水底界面埋深在 20～40m,砂层累计厚度 5～15m,含水层岩性以细砂为主,单井涌水量在 20～4 040m3/h,水化学类型较为复杂,以重碳酸盐型、硫酸盐型、氯化物型为主,面积 471.97 km2,占全灌区总面积的45.0%。主要分布在七级及阿城和安乐镇三镇的西部,郭屯镇、石佛镇的南部、闫楼镇、大布乡的中部及东部,高庙王乡的西南部等地。

1.3 浅层淡水贫乏区

本区地下水开采条件最差,浅层淡水贫乏,浅层淡水底界面埋深小于 20m,水化学类型以重碳酸盐、硫酸盐、氯化物型为主,面积 154.07 km2,占全灌区总面积的 14.7%。主要分布在安乐镇的赵王河以东、寿张镇的丁集村、石佛镇的周白、鲁庄以及阿城镇的闫庄、张八。

2 地下水水量水质状况

灌区浅层地下水水质从矿化度评价,小于2 g/l的浅层淡水面积 894.17 km2,占全灌区总面积的 85.3%;2～5 g/l的浅水微咸水面积 138.26 km2,占全灌区总面积的 1.5%;从地下水化学类型评价,浅层地下水以重碳酸盐、碳酸盐为主,面积 818.03 km2,占灌区总面积的 78.0%灌区绝大部分地下水质较好,pH值在 7.2～8.5之间,属于弱碱性水,适用于生活用水及农田灌溉。

灌区地下水的运动与地面坡降一致,由西南向东北流动,局部地方由南向北流,地下水的变化有明显的季节性,地下水位的升降和水量丰枯,均随着灌溉用水和降水的大小呈周期性变化,根据近期阳谷县地下水观测资料分析,全灌区的地下水埋深差异较大,地下水埋深小于2 m的地区主要分布在十五里元镇的东部,小运河以东以及安乐镇的部分地区;埋深在 2～4m的地区主要分布在灌区的中部及西部地区,总面积 525.82 km2,占总面积的 50.16%;埋深超过6m的漏斗区主要分布在阳谷县城的周边地区及大布乡、定水镇的南部,总面积 160.87 km2,占总面积的 15.3%。

经计算区域浅层地下水总储量为 272 300万 m3,其中淡水资源 239 000万 m3、咸水资源 33 300万 m3。多年平均地下水补给量为20100万 m3,潜水蒸发量为3 650万 m3,地下水可利用量多年平均为13980万 m3,根据近几年的统计资料,农业灌溉开采地下水量、生活用水开采地下水量及工业用水开采地下水量总计为8600万 m3。目前地下水的开采量仅占多年平均可开采量的 61.5%,因此,地下水开采还具有较大的潜力。

3 水资源开发利用布局

灌溉地下水可开采量还有较大潜力,应根据地下水资源分布情况划分为三个区域。

3.1 鼓励开采区

位于东部的张秋、阿城、七级及十五里元镇的东部地区。该区是引黄灌区的上游,群众依赖黄河水的思想严重,忽视了对地下水的开发,致使地下水位下降缓慢,地下水埋深仅2m左右,具有潜在的次生盐碱化危险,应强化地下水开采措施。(1)争取政府补助。鼓励群众争打机井,力争每 70亩地一眼机井,提高地下水的开采能力;(2)合理调配水源。当地下水埋深小于 3m时,应强化用水管理,限制引用黄河水,并建立优惠政策鼓励开采地下水;(3)城乡供水总公司一定要合理开采地下水,城乡供水提水日提水量 2万 m3,基本满足城镇用水。

3.2 节制开采区

以阳谷县城为中心的周边地区、大布乡及定水镇、石佛镇的南部。该区地势高亢沟渠较少,蓄水能力差,补源条件不足,加之工业、农业及生活用水常年开采,用水量大,照成地下水埋深大于 6m,极限值 9.4m。本区应采取以下措施:(1)尽量引用黄河水灌溉,减少机井灌溉面积;(2)利用汛期金堤水源,在不影响防汛除涝的情况下,合理调度金堤河来水,经明堤东干渠、陶城铺北干渠、三八渠及斜店沟,调至本区域内,增加补源能力;(3)加大宣传力度,强化措施,关闭城区自备机井,减少地下水开采量。

3.3 适宜开采区

运河沟以西、三八渠以东及阳谷县城西部地区,该区有新金线河、老金线河、赵王河、五四渠等沟渠,蓄水能力强,地下水补给及开采趋于平衡,地下水多年平均埋深在 3～5m,但应加强汛期蓄水调度,防止蓄水量过大和洪涝灾害。

对浅层咸水区及盐渍区,采取引地上淡水,适当加大灌溉用水量对盐渍区进行淋洗,并完善田间排水系统,通过自然重力作用将土壤中含盐量高的水排走,以逐步减轻土壤的盐渍程度。