衡水市地下水“红黄蓝”分区划分标准

2020-02-28 07:51马晓琳
水科学与工程技术 2020年1期
关键词:红黄蓝衡水市衡水

马晓琳

(河北省衡水水文水资源勘测局,河北 衡水 053000)

衡水市位于河北省东南部,水资源严重匮乏。随着人口的增加及工农业的发展,水资源矛盾日益突出,地表水已不能满足人们的生活需求。本文以区县为行政单位,利用地下水位变幅作为指标对地下水进行“红黄蓝”分区,对研究地下水的分区管理及保护措施具有重要意义。

1 研究区域现状

衡水市属于平原地区,位于华北平原凹陷区,属于黑龙港区域,地势平坦,地形自西南向东北缓慢倾斜。气候属于暖温带大陆性、半湿润半干旱季风气候区,降水量年内分配不均,主要集中在6~9月份[5]。水文横跨3个三级构造单元,包含4个含水层组[5]。

1.1 第1含水组(Q4)

由河流冲积和沼泽洼地沉积逐渐形成,由砂泥质松散物质构成,该含水组为潜水类型,现已开采的主要是浅层淡水,咸水开发利用很少。该含水层的地下水埋深一般比较低,可直接受到降水入渗和人工开采的影响,水循环交替比较缓慢。

1.2 第2含水组(Q3)

以河流冲积物为主,含水层岩性以粉细砂为主,地下水具有承压性质。

1.3 第3含水组(Q2)

以河流冲积洪积物沉积为主,含水层以中细砂为主。该含水层为目前衡水市深层淡水的主要开采层,主要受到侧向径流和垂向入渗补给,用于农业、工业及生活用水。

1.4 第4含水组(Q1)

以河湖相沉积为主,以中细砂为主,间有中粗砂。该层目前仅有少量开采。

2 红黄蓝白分区

根据人工自测井的地下水监测资料,建立“红黄蓝白”分区,分析地下水的可开采程度,从最明显、最小的单元行政区划进行分区,从而更有效的、因地制宜的对地下水资源量开展保护措施及管理工作。

2.1 分区指标样本的选择

本次研究根据衡水市不同含水层的性质和补径排条件,选取的地下水位井主要分布在第1含水层组浅层地下水井。浅层地下水具有一定的地域代表性,且分布广,便于开采,具有水质良好、径流缓慢等特点。此浅层地下水井主要与大气降水、地表水体有直接的补排关系,能在地下水体中参与水循环且可更新的动态水量[1]。

根据地下水的静态划分指标和衡水的地理形态特征,地下水的埋深选取上限埋深为2m,下限埋深为10m的浅层井,且近年来数据稳定,观测良好,没有人为破坏的井进行数据分析。由于河北省安平县和饶阳县地势低,且地下水类型大部分是混合水,本次选取衡水市地下水上限埋深20m,下限埋深30m浅层井,以每年年底降水较少,冬季开采量较小,浅层地下水受到降水和开采量的影响小,数据比较稳定,用来进行分析计算。发现降水存在一个10年的大致周期,10年的降水相关参数可代表丰枯及平水年份,具有很强的代表性,因此以(2009~2018)10年的地下水水位数据为本次的研究系列。

根据地表水、地下水统一分区的原则,县级行政单位是水资源管理的最基层单位,以行政区为划分对象,按照水资源开发利用、水功能区进行分类,对地下水数据进行了严格的数据筛选,共选取43眼井作为本次研究对象,基本可代表现状条件下的地下水开采特征,各县市区浅层观测井及选取数量分布如表1。

表1 各县市区浅层观测井选取分布

2.2 分区划分

地下水水位的变化趋势是反应地下水动态特征最明显的表现形式,因此选用地下水下降速率作为红黄蓝白分区的划分标准,如表2。

表2 浅层地下水分区划分标准 单位:m/a

一般地下水的开采降深不应超过含水层的1/2~2/3,本文采用浅层地下水的上限埋深的1/2作为划分指标[2]。根据表2划分标准,以县乡行政区划为边界,选取10年(2009~2018)年底的43眼地下水浅层水位值计算下降速率,计算出县乡的平均值,由此进行衡水市红、黄、蓝、白分区,结果如图1。

图1 浅层地下水分区

(1)红色管理区(衡水不存在红色管理区)为浅层地下水位下降超过红线水位的地区,表明地下水开采量已超过地下水保护限度,属于严禁超采区,需要迫切治理,对于这些地区要实行最严格的水资源管理制度。

(2)黄色管理区为地下水开发潜力不足的区域,表明已接近警戒水位,开发利用程度已处在不可持续开发利用的边缘,属于严格限制区,需要加强注意,此区要实行积极的水资源管理制度[3]。由图1看出,衡水的北边区域,安平县和饶阳县位于此区域,此区域为衡水的漏斗区域,开采利用程度较大,浅层地下水咸淡交错分布,需借助深层地下水开采来满足当地生活需要。该区需加强水资源管理。

(3)蓝色管理区为预警区域,地下水下降速率较慢,属于开采量相对较大区域,需引起关注,加强管理,为了防止地下水超采,应该适时给予预警。由图1可看出,蓝区主要分布在衡水的西北部区域,包括冀州区、桃城区、武邑县和深州市4个县市。

(4)白色管理区为浅层地下水下降速率小于0m/a的区域,此区域多年来地下水位趋于稳定,地下水位处于正常范围内,没有下降趋势,其开发、利用和保护基本处于可持续的,可实施常规的地下水保护政策。由图1可看出,白区主要分布在衡水的东南部,包括枣强县、故城县、景县、阜城县和武强县。

2.3 建议与措施

受资料限制,本文只用了浅层地下水位的数据,影响因子考虑的并不全面,分区的精度也不是很精确,在今后的研究中,考虑多方面影响地下水的因素,提高分区精度,从而更有效地实施水资源管理[4]。

根据近10年的地下水位数据,分区的划分标准及地下水分区状况应随着时间推移、环境的改变、人们的生活用水等社会条件的变化而变化,所以说红黄蓝白的分区状况会随时相互转化,对于不同县市的水资源管理制度也应随时变化。

3 结语

(1)利用10年(2009~2018)的浅层地下水数据进行分析,对衡水市进行了简单的红、黄、蓝、白的分区,明确各县市的分区状况及水资源的管理措施。此方法具有简单、方便、明了、高效的特点,对衡水市地下水资源的保护、开采及管理提供了保障措施和科学依据。

(2)通过红、黄、蓝、白分区划分,可有效掌握衡水市地下水的动态变化特征;可加强水资源管理,从而有效避免地下水资源的过度开采,为保护地下水资源提供一定的技术保障。

(3)地下水位是一个动态变化的数值,随着水资源保护及开发利用,不同地下水的区域会相互转化,随时进行调整,从而实现更加有效的地下水管理措施。

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