李秀丽 ,王忠国 ,孙 伟
(1.潍坊市水文局,山东 潍坊 261061;2.山东正大地理信息工程有限公司,山东 潍坊 261061)
青州市峱山经济发展区位于青州城区以西5 km处,规划总面积20 km2,集综合工业区、现代物流区、生活服务区和生态旅游区四大功能于一体。水厂占地0.75 hm2,机井6眼,日平均供水量为3000 m3,铺设供水管线3.3万m,供水覆盖面积约20 km2。随着峱山经济发展区的快速发展和人口的不断增加,对水资源的需求日益增长,解决经济发展区工业、生活供水问题已迫在眉睫。通过对本区域地下水资源的研究,全面掌握峱山经济发展区地下水资源的特征,为合理开发利用和保护地下水资源,加强地下水开发利用监督管理提供技术依据。
根据调查,该区域1990年以前地下水开发利用程度较高,山前地带机井密布,开采强度较大。特别是郑家沟——辛庄——核桃园一带机井密度大,其中胜利油田东高水源地共打深井44眼,向油田和周围农田供水。1982年后,胜利油田停止大量抽水,仅保留3眼供水井,年供水量约18万m3。迄今为止,胜利油田在该区域所钻深井仍能利用的约有30多眼,除油田保留3眼井继续开采地下水外,其余的全部用作农村生活供水和农业季节性灌溉供水。当地用水供水量较小,每天约0.1万m3。由于深井抽水成本较高,农田灌溉已很少使用深井,许多农村自己打浅井(井深60 m左右)开采第四系孔隙潜水灌溉,使该区域裂隙岩溶水地下水开采量呈递减趋势。
目前,在水源地西侧淄博市齐陵镇境内共有深井49眼,大部分为生活用水和农田灌溉,农田灌溉面积1.2万hm2,属季节性开采。另外,临淄区自来水公司在该地区建有一供水水源地。经调查统计,临淄区境内裂隙岩溶地下水现状年开采量为384万m3,其中工业生活开采量为84万m3,农田灌溉开采量为300万m3[1]。青州市境内普通——东高——邵庄一带裂隙岩溶地下水开采量主要用于农田灌溉和人畜饮用水,少部分用于工业供水,现状年开采量为433万m3,其中,生活用水开采量为130万m3,农业灌溉开采量为210万m3,胜利油田开采量为18万m3,工业供水开采量为75万m3。
经统计,本区域现状年裂隙岩溶地下水开采量为817万m3,日均开采量为2.24万m3[2]。
本项目水源地位于普通——东高——齐陵富水地段,根据地质、水文地质调查结果,水源地论证范围为淄河以东整个断块水文地质单元,其边界东至益都断层、高家孝陵断层;西边界为淄河地表分水岭,向北接孙家徐姚断层;南边界为黑山——明祖山——尧王山一线地表分水岭,向东与益都断层相接;北边界由刘营断层、孙家徐姚断层和安乐店断层组合构成。根据上述边界划分结果,在5万分之一军用地图上划定水源地论证区界线,统计量算计算总面积为128.7 km2,其中山区补给区面积87.1 km2。
根据抽水试验观测数据,利用非稳定流采用配线法,求得试验地段水文地质参数:导水系数T为36 833.4 m2/d,弹性给水度μ为0.000 614。利用图解法推算影响半径为716 m。此参数较好地反映了计算地段灰岩裂隙岩溶含水层水文地质特性。
水文地质调查勘察以及水文地质抽水试验结果表明,本区域隐伏灰岩裂隙岩溶水与上覆第四系松散岩层孔隙水无直接水力联系,根据水源地开采实际情况,确定本次仅对灰岩裂隙岩溶水资源量进行评价,不评价第四系孔隙水资源量。
本次评价范围为整个断块水文地质单元,灰岩裂隙岩溶水补给区域为山区与山前平原交界线以南的灰岩裸露山区,面积为87.1 km2。由于灰岩裂隙岩溶水水文地质条件复杂,含水介质最显著的特点就是不均一性,加上岩溶山区裂隙岩溶水地下水动态资料缺乏等,各项计算参数较难确定,经综合考虑,采用综合降雨入渗补给系数法评价计算地下水资源量。计算公式如下:
式中:Wr为综合降水入渗补给量,即地下水资源量(万 m3);P为多年平均降水量(mm);α 为综合降水入渗补给系数;F为灰岩裸露区(受雨区)面积(km2)。
计算时降水量采用益都、庙子、辛店三处雨量站1956—2012年多年平均值653.1 mm;综合降水入渗补给系数的取值,参考《潍坊市水资源调查与评价》和《山东省水资源综合调查与评价》成果,确定为0.33,面积为87.1 km2;降雨入渗补给量为1 877.2万m3,即地下水资源量为1 877.2 万 m3。
地下水可开采量是指在可预见的时期内,通过经济合理、技术可行的措施,在不引起生态环境恶化条件下允许从含水层中获取的最大水量。
此次可开采量采用可开采系数法计算,参考《潍坊市水资源调查与评价》和《山东省水资源综合调查与评价》成果,可开采系数取值为0.90,则年均地下水可开采量为1 689.5万m3,合日均可开采量为4.63万m3。
根据评价成果和调查统计结果,本区灰岩裂隙岩溶水年均地下水可开采量为1 689.5万m3,现状年实际开采量境内外合计817万m3,经补排分析,年均剩余可开采量为872.5万m3,合日均可开采量2.39万m3,尚有较大的增采潜力。
根据《地下水环境质量标准》(GB/T14848-2017),对本项目取水水源井裂隙岩溶地下水水质监测报告分析。详见地下水质现状评价结果表1。由表看出,研究区地下水水质为Ⅱ类水的要求,综合评价F值为0.71,属于优良水质,达到生活用水要求,可以作为生活用水水源。
表1 地下水质现状评价成果表
1)经计算和增采潜力分析,区域年均地下水可开采量为1 689.5万m3,合日均4.63万m3;区域年均地下水可增采潜力为872.5万m3,合日均可开采量为2.39万m3,水量满足建设项目取水要求。
2)地下水水质符合国家《地下水环境质量标准》(GB/T14848-2017)Ⅱ类水的要求,水质优良,符合建设项目对水质的要求。
3)研究区日取用地下新水量3000 m3,年取用新水量109.5万m3,灰岩裂隙岩溶水年均可开采量为1 689.5万m3,现状年实际开采量为817万m3,年均剩余可开采量872.5万m3,尚有较大的增采潜力。
1)进一步完善合理用水、节约用水的规章制度,加强用水管理,落实各项节水措施,不断提高节约用水的技术水平和管理水平,提高水的重复利用率。
2)全市要尽快调整供、用水结构,增大地表水的利用量,以地表水置换地下水,严格控制地下水的开采量。
3)城市规划和建设的初期,应重视加强污染源治理工作,做到“在保护中开发,在开发中保护”。