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论改善齐齐哈尔市中心城区地下水水质的具体措施

2010-04-14高淑红

水利科学与寒区工程 2010年2期
关键词:嫩江承压水潜水

□ 高淑红

地下水是水资源的重要组成部分,由于其具有水质良好、不易被污染、空间分布广和时间上的可调节性等优点,是我市工业及城市生活用水的主要水源,对我市经济的可持续发展起到了不可替代的作用。在地下水资源中,水质和水量是水资源的基本属性,在水资源开发利用中二者必须兼顾,忽视任何一方而导致的不良后果都会成为水资源可持续利用的重要障碍。从本区地下水资源量上看,可以完全满足城市经济建设需水要求。因此,如何保护水质、防止水质污染是今后水资源管理工作的重点。

一、基本概况

齐齐哈尔市中心城区由龙沙区、建华区、铁锋区三区组成,总人口81.969万人,面积1005平方公里,建城区面积79.52平方公里,机械、建材、化工、电子、轻工、纺织、食品构成中心城区的生产格局。

本区属中温带大陆性季风气候,年温差大,降雨集中在6~8月,占全年降水量的69.2%,蒸发量是降雨量的3倍,尤以5月份的蒸发量最大。嫩江干流自北东向南西流经城区西部,流经长度约16公里,水位、流量随季节变化,与潜水具有密切的水力联系。

中心城区含水系统分为三个含水岩组,第四系上更新统孔隙潜水、第四系中下更新统孔隙承压水和第三系大安组裂隙孔隙承压水含水岩组。潜水含水层与下部承压含水层之间被厚度为2~7米的粉质粘土和粉土弱透水层分隔,局部隔水层缺失。

第四系潜水含水层主要接受大气降水入渗、上游侧向径流、嫩江及其它地表水体的入渗补给,其排泄方式主要是向地下水流下游径流排泄、向下部承压含水层的越流、潜水面蒸发及农灌区开采。

第四系承压水含水层的补给主要是上层潜水通过弱透水层的越流补给及区外地下水向区内的侧向径流补给,排泄主要是工业用水和城市生活用水及开采地下水。

二、地下水水质现状及污染分析

根据国家生活饮用水卫生标准(GB5749-85)评价地下水污染状况,中心城区第四系潜水化学类型一般以重碳酸——钙、重碳酸——钙钠型水为主,地下水水化学类型发生改变。第四系潜水主要污染物为硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、溶解性总固体、氯化物、硫酸盐、高锰酸盐指数和砷等。第四系承压水的主要污染物为氨氮、亚硝酸盐和溶解性总固体等。

中心城区北部、中东部为未污染区,面积达84平方公里,占总面积的31.5%,地下水中除铁、锰离子超出饮用水水质指标外,其它各项指标均符合饮用水标准,水质良好,适宜饮用。

中心城区东侧胡屯、芦屯一带及建城区的东侧、南侧为轻度污染区,面积为119平方公里,占总面积的44.6%。污染原因主要是东部及南部农田、菜田过量施用化肥、农药所致。建城区东侧主要由生活污染所致,主要污染物为“三氮”,普遍有1~2项超标污染起始值,但超标不严重,水质较差,尚可作为生活饮用水。

龙沙水厂至大民屯一带为中度污染区,面积48平方公里,占总面积的18%,属生活、工业、农业综合污染,主要污染物为“三氮”、氯化物、硫酸盐、总硬度、矿化物、砷等,单项组分不同程度超标,水质很差,不宜作为生活饮用水。

劳动湖一带为重度污染区,面积16平方公里,占总面积的6%。由于劳动湖污水渗入及生活污水污染,导致地下水中“三氮”、氯化物、硫化物、总硬度、矿化物等严重超标,水质极差,不可作为生活饮用水。

承压水未污染区广泛分布于全区,地下水所检测的各项组分均未超过污染起始值,地下水未受到污染,除铁、锰含量较高外,其它各项指标均符合饮用水水质标准。

承压水轻度污染区分布于建城区的铁锋水厂至北局宅净水所,及龙沙水厂至肉联厂一带,该区由于地下水开采强度大,潜水越流补给承压水量较大,导致潜水中污染物进入承压水中,水中硝酸盐、氨氮、亚硝酸盐等指标不同程度的超过饮用水水质标准。

三、地下水资源开发利用现状及存在的问题

(一)地下水资源开发利用现状。中心城区地下水资源开采格局由市政供水和企业自备井供水两大供水系统组成,用于城区工业及生活用水,主要开采第四系承压水;近郊区供水以农田灌溉为主,主要开采第四系潜水;邻江部分工业、农业以利用地表水为主。

(二)存在的问题。从潜水和承压水水资源量、可开采量、开采量来看,潜水开采量占潜水可开采量的24.9%,占地下水开采总量的27.9%;承压水开采量占承压水可开采量的67.26%,占地下水开采总量的73%。承压水开采过于集中,潜水利用率偏低,潜水资源优势未能得到充分发挥。

承压含水层由于长期集中开采,形成以市政供水水源地龙沙水厂为中心的水位开采降落漏斗,漏斗中心水位埋深6.79米,漏斗面积92平方公里。降落漏斗的形成改变了地下水的天然流场,地下水的补给由单一的北部侧向补给成为四周环状补给,使位于龙沙水厂南部的大民氧化塘成为威胁地下水水质的重要污染源。同时,随着承压水开采量的增大,加大了上、下含水层之间的水头差,加快了已污染潜水向承压含水层的越流速度,增加了越流补给量。

受《齐齐哈尔市城市供水条例》有关条款的约束,大量优质承压水被用在建筑施工、环境卫生、除尘、降温、消防及对水质要求不高的高耗水行业上,增大了承压水的开采强度,造成优质水资源的严重浪费。

四、改善与保护水质有效途径的探讨

(一)充分发挥潜水资源优势,改善潜水水质。鉴于中心城区潜水含水层厚度大,地下水储存功能、传输功能强,渗透系数大,资源易于补充恢复,可以直接接受大气降水的入渗补给、嫩江江水的侧向补给、渠道垂直渗漏补给、灌溉水的补给及邻区的侧向径流补给,补给量充沛。科学合理地调配水资源,控制和减少承压水开采量,将部分水量分配到潜水上,可加大潜水开采强度。潜水开采强度的加大,潜水水位的降低,增加了嫩江及邻区对潜水的侧向补给量,加快了潜水水循环交替速度,使潜水污染浓度稀释降低,水质状况得以改善,促使已污染的水质向良性方向转化。另外,潜水开采强度的增大,承压水开采强度的降低,缩小了上、下含水层间的水头差,减缓了潜水向承压含水层的越流补给速度,起到了遏制降落漏斗的扩大和保护承压水的作用。对不同含水层、不同水质、不同用水目标,合理确定开采方案,科学调配开采量,实现分层分质供水,符合创建节水型社会的根本要求。

(二)治理和保护嫩江是保护地下水质的根本。中心城区第四系潜水接受嫩江侧向多年平均补给量占潜水多年平均补给总量的57.14%,嫩江水质直接影响着潜水水质。治理和保护好嫩江要采取以下措施:

一是加大宣传力度,提高全社会治理和保护嫩江的自觉性。只有依靠全体民众自身环保意识的提高和对环保活动的广泛参与,才能真正有效地治理和保护好嫩江。

二是使用无污染和少污染的农业投入品,减少污染物进入地表水体。以“控害、降残、增效”为目标,推广普及农业标准化生产,优先采取农业、生物、物理、机械等措施防治植物病虫草害,全面禁止使用剧毒、高毒、高残留农药,控制允许使用的农药、化肥的使用数量和使用次数,积极推广使用有机肥料、生物肥料、生物农药等无污染和少污染的农业投入品。

三是采取工程措施,减少污染物进入嫩江。防止地表污染物进入嫩江的措施,一要防止和减小农田径流。水体中的绝大部分污染物都来自于农田径流,而防止农田径流的最有效措施就是工程措施。合理减小农田坡降,大力普及节水灌溉技术,会降低发生农田径流的可能性。利用天然洼地和池塘规划建设集水地(池)和水处理设施,通过排水渠道汇集农田径流水,通过水处理设施净化农田径流水,并实现农田径流水的再利用。二要提高地表对污染物的净化能力。使用有机肥料,提高土壤对污染物的吸附能力,推广生物肥料,提高土壤对污染物的降解能力,在集水洼地和受纳水体的岸边科学发展芦苇等植物,提高土壤对污染物的截留净化能力。

四是市政基础建设要逐步完善废污水排放管网化,修建和扩建与污水排放量相适应的污水处理厂,提高污水处理级别,使处理后的污水中毒害物质含量低于环境保护法规定的标准。

(三)继续加强劳动湖内源污染治理工程。劳动湖是本区地下水的主要补给源,也是地下水的重要污染源,潜水重度污染区主要分布在劳动湖一带。劳动湖曾是工业、生活污水的排放地,由于长期污染,在水体的底泥中存留大量营养物或有毒有害污染物,这些污染物不断地释放,在浓度梯度或水流的作用下,在水体中扩散、迁移,造成水源水质污染与恶化。因此,应采用排放污水、底泥清淤、恢复水生态系统等重要措施,治理内源污染,改善与保护地下水水质。

(四)树立以人为本的理念,保护水源地,保障饮用水安全。齐齐哈尔市中心城区居民饮用水以公共水源为主,仅铁路、车辆厂饮用水水源采用自备水源。中心城区地下水水源地由3个中型水厂、4个小型水厂组成,通过管网形成统一的供水系统。地下水水源地普遍存在水源保护区不足的问题。由于地下水源地建于建城区内,受城市发展的影响,水源地占地严重不足,没有备用井的井位用地,水源地周边多为农田和居民区,水源地没有形成独立的管理区域,生活垃圾、粪便及种地施肥等不仅危害地下水水质,而且水源地安全也难以保障。因此,应对水源地周边居民实施搬迁治理,设定保护区,切实保障水源地供水安全。

(五)改进城市建设,充分利用大气降水,涵养地下水。目前,齐齐哈尔市区路面被沥青或混凝土覆盖,就连广场或其他空地也多是各类地砖铺设,使降水根本无法入渗地下补给潜水,大量降水通过地下管道与城市生活污水混合排入污水处理厂,既浪费了大量降水资源,又增加了污水处理量。因此,在城市建设中应逐步做到雨水与污水分开,逐步改造城市路面、广场等空地的铺砌材料,使降水充分渗入地下,补给地下水。

(六)强化管理,建立长效机制。从合理配置资源、保护资源、保障人民群众饮水安全、增加有效供给的角度出发,应逐步建立法律监管、技术保障、监测与社会参与四大体系。

要根据《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国环境保护法》等法律法规,分层次建立起保障我市水资源合理开发利用、防治水污染的法律监管体系,并积极推进水资源保护、供水、排水、节约用水、水污染防治相关法规的立法工作,为水资源保护、节水减污和防治水污染提供法律依据。

要针对地下水水质现状,建立地下水水质评价与预警系统,通过对动态水质数据的评价、预测和预警,为地下水资源的保护和开发利用提供技术保障体系。

要在已建立地下水动态监测网的基础上,调整补充各层地下水动态监测网点,尽快开展城市垃圾堆放场、污水灌区、氧化塘周围及蔬菜种植区和潜水的监测工作,提高地下水动态监测技术及精度,完善监测体系。

要利用各种媒体各种渠道加强宣传教育,鼓励和激励全社会共同参与水资源保护,形成全社会共同保护水资源的良好氛围,打造切实有效的社会参与体系。

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