聊城市地下咸水地质特征与综合开发利用

许庆涛

(聊城市水利工程总公司，山东聊城 252000)

聊城市位于山东西部，总面积约8715km2，为半干旱地区，人均占有淡水资源量仅为全国平均水平的6.5%，其缺口部分主要靠引调黄河水解决，客水量约占总用水量的50%，为典型的缺水地区。聊城工业及生活用水主要靠开采地下水，致使地下水位呈逐年降低趋势，特别是深层淡水，已经形成多个区域性漏斗区。然而在大部分地区广泛分布有浅层和中层咸水，一直未得到大面积的开采利用。因此，科学合理开发利用地下咸水，不仅可增加水资源的可利用量，一定程度上缓解水资源供需矛盾，还能增加淡水的地质库容，加速降水入渗。

1 地下咸水的地质特征

1.1 咸水的分布及成因

该区咸水均为次生咸水，其形成地质时代主要在早更新世(Q1)—中更新世(Q2);是在地质历史上地势低洼，地表水与地下水汇集排泄不畅、半封闭的水文地质条件下，由于大陆盐化作用和长期干旱蒸发浓缩形成的。对于浅层咸水，开采量很少，径流不畅，抬升了水位，也加剧了水质咸化。

1.2 咸水的水质特征

根据多年水质检测资料统计分析，该区咸水的水化学类型主要与埋藏深度和矿化度相关，与地域分布关系不大，矿化度一般在2～3.5g/L，仅局部区域在4～5g/L。详见下表。

聊城市地下咸水水质特征一览表

该区咸水层特别是中层咸水，在深层淡水过度开采的漏斗区，水质矿化度下降明显，主要原因是咸水向下越流补给，上部淡水下渗。

1.3 咸水含水层及富水性特征

浅层咸水含水层(底板埋深一般小于80m)在该区的冠县、高唐基本呈连续片状分布且面积较大，在其他县市区呈分散片状分布，不连续;中层咸水层(顶板埋深一般在40～80m)除沿黄全淡区外均有分布。含水层岩性均以河湖沉积相的粉细砂、中细砂为主。浅层咸水含水层单层厚度一般在2～12m，累计厚度一般在10～25m，每米含水层单位降深出水量一般在0.3～0.5m3/(h·m2)，单井涌水量一般在25～60m3/h，属潜水—微承压水。中层咸水含水层单层厚度一般在3～15m，累计厚度一般在20～40m，底板埋深最大可达300m，每米含水层单位降深出水量一般在0.1～0.4m3/(h·m2)，单井涌水量一般在40～90m3/h，属典型承压水。

1.4 咸水的补给与排泄

该区浅层咸水主要接受大气降水、河流侧向渗漏、农田灌溉、地下水侧向径流等补给;排泄途径在大部分区域以少量人工开采为主，在水位埋深较浅的部分地区，以地表蒸发和向低洼渠道排泄为主。

中层咸水特别是上部存在浅层淡水的区域，由于上部普遍分布有较稳定的黏性土隔水层，致使水环境相对封闭，基本得不到地表水体及大气降水的补给。在开采条件下，该咸水含水层靠本身弹性释水、弱透水层压密释放及侧向径流进行补给。由于水质较差，埋藏深度较大，人工开采量也很小。但在部分地区，由于过量开采深层淡水，形成漏斗区，存在中层咸水向下越流补给的现象。该层水的总体流向与下部深层淡水具有一致性，呈西南—东北向。

2 地下咸水的开采利用现状及存在的问题

2.1 开采利用现状

该区咸水开采量相对较小且用途比较单一，主要开采浅层咸水用于农田灌溉，主要集中在冠县、莘县、高唐三个县的部分乡镇，均为引黄灌溉条件差的地区，灌溉次数为每年2～3次，矿化度一般均在2～3.5g/L。由于开采咸水灌溉在当地已有几十年的历史，积累了较多的实践经验，均未对农作物生长及土壤造成不良影响。中层咸水由于埋藏深度大，基本未开采。随着近几年政府兴建村村通自来水工程，农村不再开采苦咸水作为生活饮用水。

2.2 存在的问题

2.2.1 开采量少，用途单一

翟大姐一开始不敢做，一来怕成本太高，二来自己对化肥行业不是很懂。但是听到百姓的心声，翟大姐决定满足百姓的需求，不懂就亲自去考察化肥品种。哪种牌子的化肥好用，哪种化肥能帮助农民增产就卖哪种。翟大姐说：“我选化肥的时候看了好几个品种，当时自己开车去了好几个省，光是东北和山东就跑了两趟，最后还是选择了大厂家，第一次拉货拉了90多吨，没想到第二年就翻了好几倍，卖了400多吨。”

该区地下咸水无论是作为应急抗旱水源进行农田灌溉，还是作为工业用水，开采量均比较小。据调查，采用咸水进行灌溉的区域，基本都是农户自发集资建机井，数量少，规划设计不合理。

2.2.2 对咸水认识程度不足，缺乏利用规划

自20世纪70年代末以来，聊城历次地下水普查或建设项目水资源论证，均是针对该区的浅层淡水或深层淡水，对咸水调查也仅限于顶界面和底界面，尚未进行过专门的勘查评价;对咸水灌溉尚未开展过专门的试验;由于对咸水认识程度不够，迄今为止，地下咸水尚未列入该区的水资源利用规划之中。

3 地下咸水的综合开发利用

3.1 综合开发利用的意义

3.1.1 增加水资源可开采量，节约淡水资源

该区约80%区域分布有地下咸水，尤其是位于浅层淡水之下的中层咸水，厚度较大，平均为122m，尚未得到大面积开采;但该区深层淡水多年超采，已形成多个区域性的漏斗区，浅层淡水也是如此。如果得到科学合理的综合利用，保守估计可使聊城地下水资源可开采量增加60%，节约宝贵的淡水资源，对于每年水资源用量缺口约50%的聊城来说，具有十分重要的意义。

3.1.2 促进浅层咸水淡化，增加淡水地下库容

浅层咸水由于含盐量高，开采利用程度低，地下水位埋深较浅，不仅地面蒸发掉大量水资源，加剧土壤盐渍化，还占据着地质空间，限制了地面降水入渗，地下水径流滞缓。若咸水得到开采利用，可腾出地下库容，加速地面降水入渗，水循环加快，使咸水逐渐淡化。

3.1.3 平衡咸淡水体压力，阻止深层淡水咸化

该区深层淡水由于长期超量开采，已经形成了以高耗水工业区为中心的多个漏斗区，致使该层水位持续下降，而咸水层由于开采量小，水位基本稳定，破坏了咸淡水体的天然平衡。在临清、茌平等县市，深层淡水与其上覆咸水层水位差达50～80m，这样悬殊的水头压力差导致咸水向下部淡水越流补给，深层淡水咸化，导致相当一部分深水井报废。通过开采中层咸水，可降低水头压力，阻止深层淡水进一步咸化。

3.2 综合开发利用的措施

3.2.1 农业灌溉

采用咸水灌溉在我国积累了不少成功经验，如:宁夏、河南、河北等在20世纪70年就开展了咸水灌溉试验，均取得了成功的实践经验，并得到推广。结合该区的土壤及气候条件，对于2～3g/L的微咸水均可在小麦、棉花、玉米各个生长阶段使用，基本无不良影响，多年使用未出现土壤含盐量升高现象;对于大于3～5g/L的半咸水，可用于小麦拔节后抗旱浇灌，每年不超过两次。有条件的地区，可咸淡水混合开采、混灌、轮灌，以节约淡水资源，加速咸淡水循环交替，使咸水逐步淡化。

3.2.2 特色水产养殖

与海水相比，该区地下咸水无污染，水质安全、稳定有保障，可开采量大且分布广泛，可以开展咸水养殖，如河蟹、中国对虾、俄罗斯鲟鱼等。以上在类似咸水地区均有成功的实践经验，具有广阔的市场前景。

3.2.3 用于部分工业用水

该区大型电解铝、化工、发电等工业的冷却用水目前基本均为淡水，若采用咸水，每年可节约数量可观的淡水资源。对于氯碱化工企业，咸水不仅可作为盐溶剂，还可从其中回收一部分NaCl。

4 问题与建议

聊城市约80%区域分布有地下咸水，分布广泛，且可开采量大，科学合理利用咸水资源，对于每年总用水量约50%依靠客水资源的聊城来说，具有十分重要的意义。若盲目开采利用，可能会导致土壤次生盐碱化、涝渍、污染水源及地质环境等问题。因此，为实现咸水的可持续开发利用，应加强以下几个方面的研究:

a.开展适合该区特点的咸水利用技术研究，保证其科学安全合理应用。

b.对咸水资源进行论证评价，查清其供水水文地质条件，这是咸水实现可持续开采的决策依据。

c.由于咸水具有腐蚀性，增加了供水井、给水管道和设备的建设成本，加之咸水本身应用的局限性，对其推广应用造成了较大困难，建议对于咸水资源的利用给予政策支持。■

[1] 聊城地质环境监测站.聊城地区地质环境监测报告(1991—1995)［R］.1996.

[2] 郭永杰，崔云玲，吕晓东，等.国内外微咸水利用现状及利用途径［J］.甘肃农业科技，2003(8):3-5.

[3] 王卫光，王修贵，沈荣开，等.微咸水灌溉研究进展［J］.节水灌溉，2003(2):9-11.