山东省高青县地下水资源可持续开发利用的对策

赵海滨，彭文泉，朱国庆，赵贞贞



山东省高青县地下水资源可持续开发利用的对策

赵海滨1，彭文泉1，朱国庆1，赵贞贞2

（1.山东省第一地质矿产勘查院，山东济南 250014；2.山东省第八地质矿产勘查院，山东日照 276826）

地下水是宝贵的自然资源，又是环境构成的基本要素，与人类活动和生存息息相关。开发利用地下水资源，一方面满足了人们自身的需要，另一方面又在改变和破坏着自然环境的平衡。山东省高青县水资源较为丰富，区内主要开发利用地下水资源。长期以来，不当的开发利用地下水资源诱发了诸如浅层地下水水质恶化、土壤盐碱化、深层地下水位持续下降等环境地质问题，给人们的生产和生活带来了负面影响。本文在分析山东省高青县地下水资源开发利用现状的基础上，结合当地的水文地质和自然环境等情况，提出地下水资源开发利用对策，为指导高青县合理开发利用地下水资源及有效防范环境地质问题，提供了重要的参考依据。

地下水资源；开发利用对策；高青县

0　引言

地下水是地球上水资源的一个重要组成部分，具有水质洁净、温度变化小和分布广泛等优点，是居民生活、工农业生产和国防建设的一个重要水源（籍传茂等，1999）。近年来，随着高青县经济社会发展、人口增长和工业化进程的加快，需水量与日俱增，供需矛盾日趋加大。因开发利用地下水而产生了一系列诸如水质恶化、土壤盐碱化、地下水位持续下降等环境地质问题，给人们的生产生活带来严重危害。故对地下水资源的合理开发利用提出有效对策，是非常有必要的。

1　高青县地下水开发利用现状

高青县地处鲁北平原的东南部，是一个农业大县，总面积831.3km2。属北温带大陆性季风气候区，四季分明，气候温和，光能资源丰富。多年（1978—2004年）平均气温13.1℃，平均降水量为556.0mm，降水多集中在6—9月，其中7—8月最为集中；平均蒸发量为1589.4mm（高青县地方史志编撰委员会，2004）。

全县水系较为丰富，黄河位于县境西北部及北部边缘，境内多年（1986—2000年）平均最大流量3095m3/s，主要用于灌溉。小清河位于南部边缘，境内河道长46.4km，流域面积25km2。支脉河境内长36.5km，最大流量83m3/s，流域面积为341km2。北支新河境内全长43.24km，防洪标准为144m3/s。除北支新河外，均东流入海。

根据含水层的埋藏条件及分布规律，区内地下水分为浅层淡水、浅层咸水、中层咸水及深层淡水等四大类。其中，浅层淡水、浅层咸水和深层淡水是主要开发利用对象。

高青县多年（1991—2004年）地下水补给量约为1.65亿m3/a，可开采量约1.72亿m3/a，需水量2.46 亿m3/a。地下水供需矛盾紧张（山东省第一地质矿产勘查院，2007；高青县水资办等，1993；高青县水资源管理办公室，1997）。

2　地下水开发利用引发的环境负效应

2.1浅层地下水水质恶化

小清河沿岸2km及其北支新河下游地带的浅层地下水污染较严重，主要污染因子有挥发酚、个别重金属离子（Mo）、氟化物和石油类。

本县高城镇的大蔡村、花孙、梁孙等地，村民普遍患氟斑牙症。而发病区氟离子浓度在1.05～2.75mg/L之间，超出生活饮用水卫生规范标准。氟离子超标是诱发该地方病的主要原因，且区内氟离子浓度自西往东沿地下水流向有逐渐增高的趋势。

另外，在小清河沿岸地带居民患肝大病呈逐年增加之势。癌症、小儿畸形、猝死比其它远离小清河的村庄也居多。黑里寨镇、花沟镇、樊林乡、高城镇的沿小清河村庄，其癌症发病率为1.61%，同期远离小清河的田镇镇仅为0.3%；肝病发病率沿小清河村庄为0.46%，田镇镇仅为0.15%；沿清村庄小儿畸形发病率为0.38%，而同期田镇镇仅为0.05%。这表明小清河沿岸居民因长期饮用受污染浅层地下水，已对身体健康产生极大危害（图1）。

图1　高青县浅层地下水水质分区图Fig 1. Gaoqing shallow groundwater quality zoning map

2.2土壤盐碱化

土壤盐碱化一直是本区的主要环境地质问题之一，1958年全县开始大量引黄灌溉，由于新工程不配套，老排水系统被打乱，供水不畅，加之当时灌溉方式不得当，导致地下水位不断上升，大片耕地次生盐碱化，到1962年已达1.55万公顷，使农业生产受到较大危害。为了打破这一局面，全县有计划的开始兴建布局合理、配套齐全的治涝排碱工程。2004年，全县治涝改碱继续坚持灌排并举、以排定灌、重点防碱、综合治理的方针，利用干、支、斗等各类配套沟渠排碱淋碱、蓄淡压碱。经过整治，现有0.3万公顷盐碱地，盐碱化已得到一定的治理。

2.3 深层地下水位持续下降

区内深层地下水，多年来一直是本区工业生产，采油作业及居民生活用水的主要开采层位。据1989年水位监测表明，县城附近已形成降落漏斗，漏斗区平均水位埋深38m，外围18～24m。1989年以来随着胜利油田在高青的开发，深层地下水开采量大大增加，年均开采量约750万m3，由于开采量远大于补给量而不断消耗深层淡水弹性储存量，且开采井主要集中在县城和采油区的赵店、高城等镇，漏斗中心地下水位自1992年以每年3.84m的速度下降，使原来仅限于田镇的降落漏斗迅速扩展，2006年高青县深层淡水降落漏斗的中心水位埋深117.46m（动水位），外围水位达60m，漏斗边界已向西扩展到木李镇小田村—青城镇王天佑、柳树沟—花沟镇八沟里—樊家林镇前石门一线，北部与滨州市的降落漏斗相连，东北部已经与滨州市博兴县的漏斗连接为一体，东南已发展到唐坊镇孟君寺—高城镇西吕、信家一线，南部已经越过小清河，发展到了桓台县境内，漏斗面积556.13km2，占全县面积的66.9%，同时漏斗面积仍在不断的增加（图2）。

图2　高青县环境地质图Fig 2. Gaoqing Environmental geological map

3　地下水资源可持续开发利用对策

3.1优化地下水开采布局

以环境地质问题作为约束条件，最大限度地发挥地下水的潜力，使工农业结构及人口适应水资源的承载能力，在环境地质问题恶化得到遏制的同时达到节水增产的目的（陈梦熊，2003）。

（1）充分开发浅层地下淡水

浅层地下淡水循环交替积极，与水文气象因素关系密切，具有可恢复性、水位埋深浅、开采容易等特点，具有一定的开采潜力（徐军祥等，2001）。地下水位埋深过浅，易形成土壤盐碱化，据前人资料，该区浅层地下水最优水位埋深为4m。这时，地下水即由入渗—蒸发—开采型转化为入渗—开采型，夺取了地下水蒸发量。具体措施为：在枯水期（春季）大量抽取浅层地下水进行灌溉，促使地下水位下降，促进土壤脱盐，同时腾出更大的地下库容，使汛期降水渗入量增加，地下水得到较多的补给，水位回升。待到枯水期再加以利用，实现地下水资源的丰枯调蓄，充分开发浅层地下水资源。

（2）适度开采深层承压地下淡水

深层承压地下淡水补给资源有限，水循环滞缓，基本属于不可再生资源。目前，区内开采量越来越大，已造成了大面积的水位下降漏斗。将引发一系列生态环境地质问题。因此，深层地下淡水不能作为主要水源，而只能作为后备水源或应急水源。适度开采利用，优先保证居民生活用水。

（3）扩大咸水资源淡化

区内微咸水、咸水分布面积约100km2，咸淡水界面埋深小于5m的面积达70km2。据地矿部试验资料，用2～3g/L的微咸水灌溉，它的土壤含盐量平均在1%左右，农作物能正常生长。利用微咸水灌溉，可腾出地下库容，获取较多的大气降水补给。促进咸水的积极交替环境，使咸水水体朝着淡化的方向发展变化，大大缓解水资源供需矛盾。

3.2大力开展节水工作

（1）发展节水型农业

高青县有效灌溉面积6.41万ha，农业灌溉用地下水占其用水总量的61%。农业节水技术发展缓慢，传统大水灌溉的灌溉技术使水的有效利用率还不足50%。面对水资源缺乏的现状，农业灌溉用水应引起高度重视，农业节水具有较大潜力。主要的措施有：①保湿土壤、充分利用土壤水。在农作物播种期间，采用盖膜、秸杆覆盖、沟种、密植等方式减少水分蒸发，有效利用土壤水。 ②推广膜下滴灌、低压管灌、喷灌等新技术、新方法。③对灌溉渠系、管网等设施改造衬砌，合理布局，防止渗漏。④根据不同农作物在不同生长期的需水量进行定额适度灌溉，减少浪费。

（2）发展节水型工业企业

高青县工业用水占总用水量的27%，应在工业企业中推广节水设备、节水工艺、节水技术。根据工业企业对水质要求，分为“采用新水”“利用回收水”“处理利用污水”类型，建立工业用水模式，加大水的重复利用率，降低万元产值耗水量。减少地下水开采量，特别是油田工业用水大户，节水潜力巨大。

（3）地表水、地下水联合调蓄

大量开采浅层地下水后，水位下降，腾出了可观的地下水调蓄库容，引县境内黄河地表水下渗补充地下水。通过地表水和地下水相互转化，提高水资源的有效利用，实现地下水的保护和恢复。但是，高青县现有水利工程不足以充分利用。充分利用本区地表水和引进的黄河水，要增建拦河闸修建平原水库，加大水利工程的调蓄能力。

（4）污水资源化，减轻地下水资源的压力

目前高青县年排污量达953.8万m3，建立污水处理厂，污水废水处理达标后再加以利用，减轻水资源的压力，具有重要的现实意义。

3.3加强深层地下淡水降落漏斗监测

高青县深层地下淡水水位降落漏斗已从1991年的49km2发展到现在的556.13km2，漏斗区动水位最大埋深达117.46m，静水位埋深最深已达106.06m，比1991年下降了约45m。深层地下淡水目前已超量开采，为防止地下水位持续下降，必须限量开采。工业用水开采深层地下淡水必须经有关部门批准，否则对生态环境将产生较大的负面效应，对人民的生命财产造成威胁。为此应在降落漏斗外围区布设长期监测点，定期观测水位埋深及水质变化情况，严格控制漏斗范围的扩大。

3.4加强立法，政府客观调控

为加强保护高青县地下水资源，在以人为本的前提下，使当地人民群众喝上清洁无污染的地下水，使有限的地下水资源得到充分利用，应制定相关的地方法规。

严管工业污水排放标准，对污水废水进行净化处理，降低悬浮物、BOD、COD、酚类、氰化物、石油类及重金属污染物的含量，达到国家规定的排放标准。在农村，要减少农药、化肥、含磷物质的使用，确保地下水不受污染。

加强控制油田对深层地下淡水的开采量，油井注水要利用浅层淡水或地表水，改变目前只使用深层淡水的局面。

制定用水收费制度。城镇居民用水浪费现象比比皆是，自来水进入用户要实行一户一表制，按水表计量收费。在农村以村为单位，每日定时定量供水，杜绝水资源浪费的现象。

4　结语

本文分析了高青县地下水赋存条件及开采利用情况，就不当开发利用地下水产生的水质恶化、土壤盐碱化、深层地下水降落漏斗等环境地质问题，提出了相应的对策，对指导本地区合理开发利用地下水具有重要的借鉴意义。

［1］ 籍传茂，王兆馨.地下水资源的可持续利用［M］.北京：地质出版社，1999.

［2］ 高青县地方史志编撰委员会.高青县志［Z］.1978—2004.

［3］ 山东省第一地质矿产勘查院.山东省高青县油田开采对区内深层地下水的影响调查报告［R］.2007.

［4］ 高青县水资办，山东省地矿工程勘察院.山东省淄博市高青县水资源调查综合评价报告［R］.1993.

［5］ 高青县水资源管理办公室.淄博市高青县地下水开发利用研究［R］.1997.

［6］ 陈梦熊.试论地下水资源的基本概念与评价原则［J］.资源科学，2003，5（4）∶11-18.

［7］ 徐军祥，康凤新.山东省地下水资源可持续开发利用研究［M］.北京：海洋出版社，2001.

The Development Countermeasures of Sustainable Utilization of Groundwater Resources in Gaoqing County， Shandong Province

ZHAO Haibin1， PENG Wenquan1， ZHU Guoqing1， ZHAO Zhenzhen2
（1. No.1 Institute of Geology and Mineral Resources of Shandong Province， Ji'nan 250014； 2. No.8 Institute of Geology and Mineral Resources of Shandong Province， Rizhao 276826）

Groundwater is a kind of valuable natural resource， but also the basic element of environment， which is closely related to human activities and survival. Exploitation and utilization of groundwater resources， on the one hand may meet the needs of people themselves， on the other hand， can change and destruct the balance of the natural environment. Water resources in Gaoqing County， Shandong Province are abundant， but Gaoqing County mainly develops and utilizes the groundwater resources. For a long time， the development and utilization of groundwater resources have caused the environmental geological problems such as the deterioration of groundwater quality， soil salinization， deep underground water level continuing to decline， etc.， which get the people's production and living to a negative impact. On the basis of the analysis of groundwater resources development and utilization in Gaoqing County， and local hydrological geology and natural environment， this paper puts forward the development countermeasures of water resources.

Groundwater resources； Exploitation； Gaoqing County

P641

A

1007-1903（2016）02-0074-04

10.3969/j.issn.1007-1903.2016.02.015

赵海滨（1982- ）男，工程师，主要从事水工环地质勘查工作。