德州市德城区地下水现状分析及保护对策

潘立云　傅　静　纪　如

摘要：文章分析了德城区浅、深层地下水漏斗区逐年发展动态和现状。阐述了造成浅、深层地下水超采、地下水漏斗区逐年增大以及形成地面沉降的主要原因及其危害，指出了只有提高水危机意识，广泛宣传有关水资源保护知识，遵循“多年调节、采补失衡”的科学原则，加强水资源统一管理和调度。才能保护和合理地利用地下水资源。

关键词：地下水；现状分析；保护对策；德州市

中图分类号：P641

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2009)04-0150-02

一、基本情况

1.气候气象。德城区位于德州市的西北部，面积539km²，属于暖温带半湿润季风气候区，具有温度适宜、光照充足、四季分明的特点。由于受季风气候影响，降雨具有显著的季节性，且时空分布不均，年内降雨量70％以上集中于汛期。1—5月多年平均降雨量81.4mm；6～9月多年平均降雨量414.4min，占全年降雨量的76％；10～12月多年平均降雨量49.2mm。多年平均水面蒸发量1270.6mm，蒸发量是降雨量的2.28倍。由于降雨总量不足，降雨季节分配不均，导致德城区水资源奇缺，市区供水为深层地下水和黄河水。

2.水文地质。德城区地层主要是巨厚的第四系松散沉积物，松散岩类孔隙水丰富，主要含水层组可划分为三层。第一含水层组：埋深0～60米，含水层底板埋深30～50米，厚10～20米，该层地下水称为浅层地下水，主要用于农业灌溉及农村生活用水；第二含水层组：埋深60—200米，含水层厚度20米左右，该层地下水称为中层微承压咸水，利用价值不大；第三含水层组：埋深200～500米内的地下淡水，含水层厚度15～40米，本层为深层地下水，单井出水量大，主要用于工业及居民生活用水。

二、浅层地下水动态分析

1.动态变化。根据2007年德城区地下水观测资料统计分析，1～3月份地下水水位变化较小，从春灌开始至5月底，浅层地下水水位急剧下降，地下水埋深降至年内最低点9.08m。随着汛期降水补给量的增加，地下水水位逐渐回升，至年底回升到次年最高点。

2.地下水动态变化。从1975—1993年德城区地下水埋深年际变幅较小，埋深在2.46～2.77m之间波动。1994年～2000年埋深呈逐年下降趋势降幅较大，到2000年埋深降至5.18m。2001.2004年埋深年际变幅较小，地下水年平均埋深在6m以内。自2004年后德城区浅层地下水位急剧下降，由于2006年降雨量偏少(全年降雨量仅为296.9mm)，出现了严重的旱情，地下水位降至历史最低值86m，

浅层地下水动态变化主要受大气降雨、地表水水体的灌溉和地下水的开采等因素影响。地下水埋深的变化规律一般为：1-5月份降水量少，农业灌溉用水量大，地下水埋深逐渐下降；随着汛期降雨量的增多、河道水量的补给和开采量的相对减少，地下水埋深逐渐有所回升，周而复始。

3.地下水降落漏斗分析。德城区地下水资源大规模开发利用始于20世纪70年代初期，随着地下水开发量的加大，局部地区出现浅层地下水降落漏斗区(地下水埋深≥6m)。根据浅层地下水观测资料显示，1986年开始德城区的抬头寺乡出现漏斗区。自1996～2004年，浅层地下水呈逐年下降趋势，2004～2007年浅层地下水位急剧下降，特别是2006年德城区降雨量严重偏少，全年降雨量仅为296.9mm，比多年降雨量偏少45％(根据历年降雨资料分析属于56年一遇干旱年)。随着工农业的快速发展及近几年降水的偏少，浅层地下水被过量开采，形成大面积的浅层地下水降落漏斗区。2007年德城区浅层地下水平均埋深为7.5m，抬头寺乡浅层地下水埋深达15m以下，赵虎镇西部浅层地下水埋深也在12m以下。超采现象比较严重，全区降落漏斗面积已达506km²。

浅层漏斗区形成及扩展成因有：首先，气候持续干旱、降雨量偏少。在20世纪五六十年代，德城区气候处于湿润周期，降雨量充沛，但自70年代中期德城区转入干旱周期，降雨量持续偏少。1952—1977年德城区平均降雨量为590.2mm，1978—2007年德城区平均降雨量为501mm，比1952-1977年偏少15.2％。其次，浅层地下水采、补失调。一是不透水面积比重很大，径流系数明显偏高，降雨大部直接进入河床。近年来，由于城市内有大量的人工构筑物，水泥化铺路使城市地面吸收雨水和雪水的机会被阻，城市的地下水位回升难。二是随着城市化及国民经济的迅猛发展，工、农业及城镇人口用水量大幅度增加。当地地表径流又不充足，供水水源只能依靠地下水和黄河水。因此农业灌溉主要依靠井灌抗旱，致使该漏斗区的地下水长期超采，又无法引水补源而导致采补失调。造成地下水漏斗中心区逐年加深并向周边扩展。三是粗放的农业灌溉方式，农业灌溉用水约占地下水年开采量75.7％。目前农田灌溉仍主要采用传统粗放的灌水定额高而利用率低的大水漫灌方式，造成水资源浪费。

4.地下水超采的危害。浅层地下水常年超采造成地下水水位持续下降，常常引起机井吊泵，增加工、农业取用地下水成本；地面附近含水层很容易疏干，易出现植被退化、土壤沙化等环境现象，造成大面积地面沉降。

三、深层地下水动态及灾害分析

深层地下水是不可再生资源，补给量很少，属于严格控制开采资源。

1.地下水开发利用史及现状。德城区内深层地下水开采始于1965年。1980年前，成井深度350m左右，1980～1985年，成井深度增加到400—500m，目前开采深度已达到了800m。自1985年，区内深层地下水开采量远远超过了可开采资源量，一直处于超采状态。1985年后，针对城市用水供需矛盾和深层地下水位迅速下降的严重情况，市政府采取了引黄补欠的措施，兴建了日供水能力40000m³/d的第三水厂，并且限制500m深度内再成深井，但是由于500m以下含水层组地下水的超采，深层地下水降落漏斗仍向纵深方向发展。

据2006年地下水开采量资料统计，区内目前共有开采深井263眼，主要开采层为第三层及以下含水层组，主要供给工业生产和生活用水。开采井主要分布于德城区陈庄、长庄地段；其次分布于二屯、开发区宋官屯、于官屯地段；外围地段开采井数量较少。全区平均深层地下水平均埋深95米，城区范围内平均埋深达到105m。

2.年内动态变化。深层地下水年水位变化趋势与开采量的大小十分密切。3—7月份，由于深层地下水连续开采，且开采量大，漏斗内压力水头急剧下降；7月至翌年2月由于大量引黄，部分企业深机井关闭，开采量明显减少，随着城区开采量的减少，地下水位下降有所回升。回升幅度较小(≤1.0m)。

3.多年动态变化。德城区深层地下水1965年初始埋深

2.0m左右，随着深层地下水的开发利用，开采强度加大，深层地下水位呈单边持续下降趋势。自1978～2005年水位下降78.24m，平均年降速2.7—3.1m／a。

4.深层地下水降落漏斗现状。德城区深层地下水降落漏斗属区域性地下水降落漏斗，根据2000～2001年深层地下水位资料显示，区内地下水降落漏斗已与衡水地下水降落漏斗、沧州地下水降落漏斗连接，漏斗总面积约4577.5km²。成为华北大漏斗的一部分。

5.深层地下水降落漏斗的形成与发展。深层地下水降落漏斗形成于1970年，形成的主要原因为超量开采深层地下水。1965年以前，南运河是区内主要供水水源，但由于运河断流，1965年以后，开始开采深层地下水为城市生活和工业供水。随着深层地下水开采量的不断加大与时间的不断延长，深层地下水降落漏斗不断在纵向与横向上加深发展。

德城区1965年前。深层地下水位埋深2.0m左右，1970年深层地下水降落漏斗已形成。到1973年降落漏斗中心水位埋深已达30.0m，1978年，降落漏斗中心水位埋深41.5m，1985年后，随着工业的迅速发展，深机井数量急剧增加，深层地下水位迅速下降，到1990年降落漏斗中心水位埋深76.23m。随着深层地下水的不断超采，到2000年，降落漏斗中心水位埋深105.3m。目前，德城区全区539 km²均在深层地下水降落漏斗范围之内，漏斗中心位置位于陈庄乡张庄一带，水位埋深129.2m，等水压线呈漏斗状。

四、地面沉降

1.地面沉降现状及发展。德城区地面沉降发生于70年代后期，随着城区深层地下水长期过量开采，沉降量逐渐增加，地面沉降范围在不断扩展。1991年10mm沉降线位于城区外围，漏斗总面积67km²；2000年10mm沉降线圈闭面积2037.5km²；2005年地面沉降漏斗范围和程度不断加大，400mm沉降线圈闭面积扩大至260km²；2006年400mm沉降线圈闭面积扩大至344km²附近。

据2007年资料统计，沉降量大于250mm的面积已达4438km²，最大累计沉降量1081mm。沉降速率大于10mm的沉降面积为4120km²。沉降中心在国棉一厂院内，15年累计沉降量为992mm，多年平均沉降速率为66.1mm／a，2005～2006沉降速量为56mm。城区各观测点多年平均沉降总量(1991～2006年)为710.5mm，年均沉降量为47.4mm。根据地面沉降监测数据，市区外围累计沉降量明显小于市区沉降量，建筑物沉降量与周围地面点沉降量无明显区别。

2.地面沉降的危害。地面沉降是一种缓变过程。一般发生得比较缓慢而难以明显感觉，当沉降量累计到一定程度，它所造成的危害就会显现出来，影响沉降区内人民生活及工农业生产，给政府经济造成不必要的损失。地面沉降造成的危害有以下几种情况：毁坏建筑物和生产设施；不利于建设事业和资源开发；城市排水不畅；河堤下沉，河道防洪能力降低；给水供气管道安全受到威胁；铁路安全受到威胁；地面高程资料大范围失效。

五、合理开发利用和保护漏斗区地下水资源的管理对策建议

1.优化城市供水结构，提高引黄河水供水能力，扩大自来水供水量；科学有序地封停自备井，限量开采深层水和深层优质、热温矿泉水，严格控制开采量。

2.积极开发替代水源，提高城市污废水处理能力；拦蓄雨洪资源；做好规划，充分利用南水北调东线工程水源。

3.进一步加强节水工作，强化节水意识，挖掘节水潜力；大力推行节约用水新设备、新技术。提高水的重复利用率。

4.严格执行取水许可制度，要求新建、扩建工业项目必须进行水资源论证工作。

5.农业灌溉加强引水、蓄水、小水源建设；应用先进的灌水技术与灌水方法，大力推广喷、滴、微灌节水基本实现农田灌溉节约用水，提高灌溉用水率。