河北省渤海新区深层地下水动态分析

王向飞

(河北省沧州水文水资源勘测局，河北 沧州 061000)



河北省渤海新区深层地下水动态分析

王向飞

(河北省沧州水文水资源勘测局，河北 沧州 061000)

近几十年来，深层地下水是京津以南地区人民生活和工农业生产的主要供水水源。依据渤海新区核心区——中捷农场2000—2015年的地下水实测资料，分析该区域深层地下水年内和年际动态，可为该区域深层地下水的合理开发和地下水压采工作提供科学依据。

深层地下水；埋深；超采；中捷农场

地下水是北方地区的重要供水水源，北方省份地下水供水量则占有相当大的比例，其中河北、北京、河南、山西和内蒙古5个省(自治区、直辖市)地下水供水量占总供水量的一半以上[1]。长期无节制的开采会引发地下水水位持续下降、地面沉降等一系列环境地质问题[2]。为解决因地下水不合理利用引发的环境地质问题，维系区域生态系统良性循环，2014年河北省在省内49个县(市、区)，实施了以实现地下水采补平衡为首要目标的深层地下水严重超采区综合治理，为河北省和华北地区地下水超采综合治理探索、积累经验。位于沧州东部的渤海新区是地下水超采综合治理试点之一，中捷农场是渤海新区的核心区，本文以中捷农场2000年以来的深层地下水监测资料为依据，分析了该区域深层地下水的动态变化。

中捷农场(中捷友谊农场)位于河北平原的东南部，沧州市最东端，东临渤海。土地面积256.8 km2，农场内地势低洼平坦，由西南向东北倾斜，自然坡降约万分之一。中捷农场处于暖温带半湿润大陆型季风气候区，四季分明，温差较大。春季干燥多风，降雨稀少；夏季炎热多雨；秋季天高气爽，少雨干旱；冬季寒冷干燥，多年平均气温12.1℃，多年平均降水量577.8 mm(1956～2005年系列)，降水量年内分配不均且年际差异较大，最大年降水量达1 410.6 mm(1964年)，最小年降水量仅277.8 mm(1968年)，年内降水主要集中在汛期，汛期降水量约占年降水量的80%左右。

1　水文地质及补、径、排条件

中捷农场基底构造属黄骅拗陷单元，境内岩层走向为西南--东北向，历史上受古黄河迁徙改道和滨海泻湖影响，成陆原因以冲积、海积、泻湖沉淀为主，地质构造复杂而岩性单一，地下水储存在第四系松散沙层的孔隙和土层裂隙之中，为多层结构的松散岩类孔隙，含水砂层以粉砂、细砂为主。根据境内钻探资料，自上而下可划分成五个含水组，含水组界限与地层时代界限相吻合。第Ⅰ含水组：底板埋深在40～200 m，岩性以粉细砂为主，本组地下水溶解性总固体>7 g/L。第Ⅱ含水组：底板埋深在200～320 m，砂层有3～9层，单层厚度3～10 m，总厚度15～50 m，砂层岩性主要为粉砂，本组地下水溶解性固体>2 g/L。第Ⅲ含水组：底板埋深在320～420 m，砂层3～7层，单层厚度3～18 m，总厚度16～80 m，砂层岩性主要为细粉砂，溶解性固体<1.5 g/L。第Ⅳ含水组：底板埋深420～600 m，砂层2～6层，单层厚度3～25 m，砂层总厚度40～100 m，岩性主要为细粉砂，溶解性固体<1.5 g/L。第Ⅴ含水组：第Ⅴ含水组地层相当于第三系上新统地层，底板埋深520～1 000 m，砂层2～9层，单层厚度3～50 m，砂层总厚度40～100 m，岩性以细砂为主，溶解性固体<1.5 g/L。

本区深层地下水为承压水，侧向径流是其主要补给来源，垂向越流补给较小。天然状态下，该区深层承压水处于原始平衡状态，侧向流动十分缓慢，近几十年由于大量超采，形成区域漏斗，周边向漏斗中心汇流。开采是其主要排泄方式。因此，本区深层地下水动态类型为开采—侧补型。

2　地下水开发利用现状

中捷农场地表水资源利用率极低，浅层地下水苦咸，场内工业、农业、养殖以及生活用水主要依靠深层地下水。目前境内有深机井150眼，机井密度0.6眼/km2。2000年中捷农场改制为开发区以来，深层地下水的开发利用以工业为主，工业用水约占总用水量的70%，农田灌溉用水较小仅占总量的10%。据有关资料分析中捷农场深层地下水可开采量为206万 m3[3]。以2010年为例，2010年农场内深层地下水开采量786万 m3，是最大允许开采量的3.8倍，开采强度为3.06×104m3/km2，超采580万 m3，农场内地下水超采情况可见一斑。由于多年持续超采，致使境内深层地下水位逐年下降，形成了区域性地下水位降落漏斗。

3　深层地下水动态

3.1深层地下水年内动态

中捷农场深层地下水位变化主要受开采和补给的影响，开采量大时水位下降，开采量小于地下水的补给量时(侧向补给和越流补给)水位逐步回升，同时境内深层地下水位与境外周边区域的深层地下水动态也有一定程度的互动。以农业用水为主的地域，水位年内变化与农作物生长季节和干旱程度密切相关，年内水位变化呈一定的周期性变化；以工业用水为主的地域，因工业用水

相对稳定，水位变化与企业取水量有密切关系。由于中捷农场深层地下水的开发利用以工业为主，同时受到农场外周边区域地下水的动态影响，因此境内地下水动态变化周期性并不明显，年内地下水位总体呈下降趋势。图1为中捷农场2013年深层地下水位的年内变化，基本反映了该区域深层地下水年内变化情况。

图1　中捷农场2013年深层地下水年内变化过程线

3.2深层地下水年际变化

中捷农场上世纪六十年代中期利用深层承压水之初，所打机井全部自流，随着机井数量和开采量的不断增大，境内深层地下水位也随之快速下降，到1975年井水不再自流[4]，2000年底静水位埋深达58.46 m，2015年底埋深达86.32 m。2000年以来境内深层地下水埋深变化过程见图2。

图2　中捷农场深层地下水埋深年际变化过程线

由图2看出，2000年以来中捷农场深层地下水位变化，按其下降速率大体可分为“较缓-快速-平缓”三个阶段，每个阶段与农场的经济发展规模相对应，即与境内开采量变化相呼应。2000-2004年，这期间水位下降速率为1.29 m/a相对较缓，此阶段为农场化工园区成立初期的起步阶段，境内地下水年均开采量在603万 m3左右，相对较小，水位下降速率相对平缓。2004年后中捷农场步入快速发展阶段，继改制上升为省级经济技术开发区后，2006年又成为渤海新区的核心区，入驻企业逐年增多，开采量不断加大，水位降幅也随之加大，2004-2011年年均地下水开采量在860万 m3左右，水位下降速率平均为2.87 m/a，此阶段水位下降速率是前期水位下降速率的2.2倍，为水位快速下降阶段。2011年至目前，境内企业随着国家政策的调整，高能耗、高排放企业步入转型升级，工业用水量相应减少，同时渤海新区实施了“引大入港”工程，作为核心区的中捷农场大部分村队开始饮用大浪淀水库的地表水。2011-2015年境内地下水年均开采量660万 m3，下降速率平均为0.66 m/a，为平缓阶段，境内深层地下水水位快速下降的趋势得以减缓。

4　结语

1)因长期超采，中捷农场深层地下水位持续下降，2000年以来，平均下降速率为1.86 m/a，已成为沧州东部区域地下水漏斗中心。

2)中捷农场做为渤海新区核心区，处于经济发展的前沿地带，随着渤海新区经济快速发展，对水资源的需求会不断加大。目前深层地下水还是主要供水水源，应采取激励措施，鼓励有条件的企业开发利用浅层咸水。对新建、扩建项目要进行水资源论证，以水定项目，以水定规模，加大水资源“供应侧”管理的力度，以水资源可持续利用，支撑经济的可持续发展。

3)目前，尽管境内深层地下水水位下降速率进入平缓阶段，但是这一平缓只是相对快速下降的“平缓”，地下水水位仍在以0.66 m/a的速率下降。因此，境内地下水压采工作任重道远。

[1]王向飞．电水转换在地下水开采量计量中的应用[J]．地下水．2014,36(6)：76-77.

[2]沈乐，郭红丽，等．南京市深层地下水开发及水位动态分析[J]．地下水．2015,37(5)：69-70.

[3]沧州市水务局．沧州地下水超采区综合治理规划[R]．2006.

[4]郗志刚．中捷友谊农场水利志．天津人民出版社．1993．

2016-03-14

王向飞(1978-)，女，河北沧州人，工程师，主要从事水文水资源研究工作。

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1004-1184(2016)04-0084-01