重庆市红层地下水资源开发利用现状及对策*

(重庆工程职业技术学院地质与测绘工程学院，重庆 402260)

红层是指在侏罗纪和白垩纪干热气候条件下形成的，以泥岩和泥质岩、粉砂岩为主的沉积岩层，因其颜色呈红色而得名。 重庆红层分布面积为3.98×104km2，占全市面积的48.3%，该区域人口1600多万。这一地区的地下水资源属于最贫乏地下水类型，据有关统计，有800万～1000万人口处于饮水困难和不安全状态，加之大部分红层地区又属于农业区，其缺水的方向主要为人畜饮水和农业用水，因此研究探讨红层缺水地区地下水资源开发利用具有深刻而长远的意义。

自20世纪70年代重庆红层地区被划定为“贫水区”以来，各届重庆市政府都高度重视红层地区缺水的问题，许多学者进行了探索研究工作[1-5]，从1974年开始，地质队对红层地区进行了1∶20万、1∶5万区域水文地质调查等工作，进而形成农业、环境水文、集中供水等基础资料，其中对红层地下水资源勘查涉及深层地下水富集规律等，但很少提及浅层地下水。直到2001年，云南、重庆、四川等红层地区，相继重点开展了研究红层浅层地下水资源的富集规律、水量、水质及其开发利用模式，并取得了卓有成效的业绩。经过多年实践与应用，2007年红层打井工程被重庆政府列为“八大民心工程之一”。打井工程在市区红层区全面按计划逐步展开，截至2015年已打26多万口，解决140多万分散用户饮水难题。随着工程的新一轮深入开展，需要对成井运行的综合效果从生态、社会和经济等方面进行全面系统的总结分析。

1 重庆红层地下水开发利用现状

1.1 重庆红层地下水赋存特征

通过文献资料分析总结，对重庆地区红层地下水的赋存特征从岩层、构造和补给影响因素三个方面进行了分析总结，红层地下水赋存特征统计见表1[6]，这些特征综合汇总了红层地下水的富集规律，对于重庆红层地下水合理开发有重要的现实意义。

表1 重庆红层地下水赋存特征

1.2 重庆红层地下水水质类型

重庆红层地下水化学成分受岩性特征、地下水量、地下水循环交替条件以及人居环境条件等因素影响，加之红层形成的特殊气候条件，可溶性的膏盐、芒硝等含量普遍偏高(遂宁组J3s和蓬莱镇组J3s中的CaO+MgO含量在9%～11%之间)，铁、锰等金属离子的背景值也高于其他地层，化学成分极其复杂，水质差异变化大。无论在垂直方向，还是平面上均有不宜饮用的咸水和高铁、锰水存在。咸水赋存深度不一，咸淡水界面变化复杂，主要表现在以下几个方面：

a.浅层地下水普遍表现为低矿化度重碳酸盐水，但随着较深层膏盐的出现，渐为碳酸盐水，再往下即被氧化物水替代，逐步演变为高矿化卤水。红层上部淡水分布普遍，但厚度较薄，下部咸水——盐水埋藏深，但分布广泛，而且还具有从重庆西部逐渐向东部加深的趋势。

b.水质化学成分在垂直方向上一般随埋藏深度和交替条件的改变而改变，红层浅部水质简单，主要以低矿化度重碳酸盐水为主，但部分10～30m机井水质成分较为复杂，矿化度也比地表泉略高，处在0.4～0.5g/l。

c.红层浅部淡水带以下大约30～100m， 存在一个水化学成分极为复杂的咸水带，即缓慢交替带水，该带与上带之间界面深度受地貌、岩性影响变化较大，大部分深度被确定为15～30m之间。

d.红层浅部地下水存在随使用时间的增长，水质由微咸水或总硬度和硫酸盐偏高向降低的趋势发展的特点，特别是硫酸盐含量的变化，这主要与水交替存在一定的关系。

1.3 红层地下水成井水量

通过分析红层找水打井工程成井抽水运行情况，红层赋存地下水资源是否充足，主要由含水层给水率大小、地质构造条件复杂程度和地下水径流循环条件综合决定。现从红层找水打井工程成井地质资料和运行情况，总结当前红层不同水文地质条件下的成井水量特点见表2[8-9]。

表2 红层地下水成井水量特点

1.4 红层地下水成井过程管理政策与成井规格

a.打井受益对象。分散居住在重庆红层地区内，且集中供水工程无法解决的人畜饮用水严重匮乏的农户，其中以老、弱、病、残和贫困户为重点。

b.成井资金承担方式。重庆红层地区农户自愿申请打井并对名单予以公布，技术人员依据此名单进行水文地质调查，并编制年度实施方案，通过后进行机井位置的确定，然后实施钻探成井、洗井、抽水试验、砌筑井台、取样化验、资料整理和验收工作等一系列程序。这部分程序所花费的费用皆由政府来承担，其取水设备和输水管等费用由农户承担。

c.成井深度一般在20～25m之间，成井开口直径172mm,机井一般应远离污染地下水饲养场、厕所、垃圾堆积等20m以上。

2 重庆红层地下水开发利用问题

红层地下水开发利用工程涉及范围较为广泛，包括了自然、经济和社会的各个方面，地质条件的复杂性，政策实施的统一性，农户自身经济条件、认知水平等都影响到红层地下水科学合理开发利用。目前主要存在以下主要问题：

a.红层地区水文地质研究少。主要体现在红层浅层地下水基础普查工作开展不足、水文地质调查和勘查精度资料严重不足。

b.红层地区找水打井利用技术模式较分散，缺少集成。虽然一些研究积累了找水勘查技术理论与经验，但在区域科学合理开发红层地下水水资源方面，还缺乏与之相对应的技术模式总结与集成。

c.红层地区地下水开发利用评价工作尚未开展。红层地表水资源与地下水水资源转化快，受地形、含水层和大气降水等影响明显，大面积开发红层浅层地下水资源是否对水文环境、生态环境和地面沉降等有影响，缺乏监测数据，对其科学评价就无法开展。

d.红层地区缺乏对农户开展地下水赋存知识的科普宣传工作。存在很大一部分农户对红层找水打井的内容、性质和方法不甚了解，出现了擅自挪动井位、盲目增加井深、无水强行要求打井、水量需一次性满足、相互攀比心理等不良现象。

e.红层地下水的不良水质缺乏简单的处理方法。对已成井的不良水质如高卤、含铁锰等井水，有一部分农户没有进行相关处理就直接饮用，造成饮水安全问题，对身体健康极为不利，究其主要原因是农户自身经济问题和认识不到位等造成的。所以研究开发一些相对简单有效、经济成本低的地下水水质处理的方法和设备，对于红层区饮水安全有重要的现实意义。

3 红层地下水科学合理开发利用的对策

针对红层地区地下水开发利用存在的主要问题，以科学合理开发水资源、节约水资源、高效利用水资源为目标，现提出以下对策：

a.依据水文地质单元，科学合理配置地下水资源。因红层地下水含水岩层组差异较大，地下水循环交替条件复杂，易受到构造、地貌等因素的影响，故应对同一水文地质单元，结合补给条件，进行优化机井数量、井距，合理分配地下水资源；对于不同水文地质单元，根据蓄水条件确定地下水埋藏深度，从而确定当地较为合理的成井深度。

b.对红层地下水要素进行长期监测与评价。由于红层地区正在逐年按计划实施打井工程，涉及面积不断扩大，对区域水文环境造成一定的影响，科学、合理地布设地下水监测网络，并开展红层地下水水位、水质和水量的长期监测工作，了解各要素随时间的变化过程，为更科学合理地开发利用地下水资源提供基础数据支撑，对红层地下水资源可持续利用的管理、修复等方面有重要参考价值。

c.防止环境污染。由于红层地区浅层地下水补给条件除降水外，一大部分来自水稻灌溉水、河溪和塘堰补给，地下水易受到污染。农业生产应尽量使用低毒农药、绿色肥料等，并砌筑好井台，防止污水直接进入井中。

d.修建水利设施，充分开发利用雨水与泉水资源。由于红层地区降水较为集中，且红层土壤入渗率较低，可以修建集流场和蓄水池，收集并利用雨水资源；也可以利用自然泉点，修筑蓄水水池，辅以适当管道铺设即可供农户取水饮用。

e.充分利用高校相关专业优势，加强开展红层成井专业科普宣传工作。由于红层找水打井数量多，分布范围广阔，加之红层地下水含水层组差异大，井深和出水量大小等需要有基础专业知识才能理解到位，高校相关专业大学生进行这方面的宣传工作，自身优势就比较突出。

f.加强红层地下水特殊水质处理开发与应用。在红层严重缺乏水资源部分地区，对于铁、锰偏高的浅层地下水开发利用，应加大力度开发相关低成本、有效净化处理程序与设备，应用于红层地区，解决人畜饮水困难问题。