廊坊市地下水资源开采现状及环境地质问题浅析
2014-03-15张校玮
张校玮
(河北省廊坊水文水资源勘测局,河北廊坊065000)
1 廊坊市地下水资源开采现状
廊坊市主要开采第四系孔隙水,主要开采层为浅层含水层和深层含水层。地下水开发方式为集中供水水源地、分散的工业生活自备井和面状分布的农业井。
随着工农业发展,地下水开采量逐年增加,地下水开采量大于补给量,超采严重。根据廊坊市水利年报统计,1960年地下水开采量仅为4 273.28 万 m3,1970 年为 33 272.48 万 m3,1980 年达到 63 965.30 万 m3,1990 年为 87 393 万 m3,2000 年为 89 349万m3,2010年至今,地下水开采量相对稳定,平均每年开采93 328万m3。上世纪80年代以前,浅层地下水开采量占年总开采的80%以上,到90年代以后,随着工业迅速发展,深层地下水开采量占年开采量的50%以上。
据1980年至2000年评价结果,廊坊市多年平均浅层地下水补给资源量6.581 6亿m3,多年平均深层地下水补给资源量0.938 5亿m3,评价出全市浅层地下水可开采量5.776 4亿m3,深层地下水限采量为1.218亿m3。浅层地下水超采主要分布在全淡水区,浅层咸水区不超采,根据廊坊市地下水超采区划分,划定出浅层超采区和深层超采区及深层严重超采区。廊坊市浅层超采面积2 099.8 km2,占全市总面积32.7%,2010年末全区浅层漏斗总面积为646 km2,占浅层超采面积30.8%;深层超采面积3 342 km2,占全市总面积52.0%,深层严重超采面积448 km2,2010 年末深层漏斗面积 578.5 km2。
2 廊坊市地下水位年际变化
2.1 全淡水区浅层地下水位变化分析
分析廊坊市上个世纪80年代以来全淡水区浅层地下水资料可知,浅层地下水水位动态与大气降水和地下水人工开采密切相关,上世纪80年代初期,由于连年降水量少,增加地下水开采量,到1986年低水位期的平均埋深仅为6.6 m,1987年至1988年两年汛期降水量达到500 mm以上,属于丰水年,使浅层地下水水位小幅度回升。1989年至1996年降水量出现丰枯交替变化现象,1992年至1993年浅层地下水位持续下降,1994年至1996年出现回升。1997年至2010年期间降水量较少,所以地下水水位下降明显,到2010年底地下水平均埋深为17.2 m。(见图1)。
图1 廊坊市部分全淡水区浅层地下水埋深变化趋势过程线
2.2 微咸水区浅层地下水位变化分析
廊坊市南部部分地区属于有微咸水区,由于这些地区水文地质条件不佳、浅层含水层较薄、水质不好(部分水质不适宜饮用)等因素,浅层水利用少,主要利用深层水用于农业和生活等活动。从地下水变化规律来看,主要与降水量关系较大,降水量较多年份地下水位出现上升现象,降水量较少年份地下水位出现下降现象。1980年至2010年浅层地下水位呈下降趋势,每年平均下降速率在0.08 m(见图2)。
图2 咸水区浅层地下水埋深变化趋势过程线
2.3 深层水位变化分析
进入80年代,随着工业农业发展,地下水开采量呈现上升趋势,使得地下水位发生较大变化,深层地下水处于持续下降状态,1980年至2010年31年间两个深层地下水漏斗区水位平均下降42.93 m,平均每年下降 1.38 m。
工业生活开采型主要分布在廊坊市城区及其外围,为城市工业、生活开采区漏斗,从图3廊坊市区漏斗埋深过程可以看出,地下水位动态曲线年际间处于逐年下降趋势,到2000年以后市区大工业向外搬迁或停产,用水量减少,地下水位变化不大,但趋势依然为波动下降。
农业开采型与农业用水开采量关系最为密切,开采量的大小与当年的降水量呈反比。1980年至1985年为枯水年,深层地下水开采量持续增加,水位变化曲线在年内呈现高峰低谷现象,逐年间呈大幅度下降现象。1986年后丰水枯水交替出现,地下水开采量逐年变化较大,地下水位在枯水年大幅下降,地下水位丰水回升,到2005年以后,农作物种植减少,向工业上发展,总的开采量没有减少,但是与大气降水关系不明显,地下水位处于相对稳定和缓慢下降趋势,此类型主要分布于大城、文安的部分地区。
近年来随着工业的迅速发展,非漏斗区地下水位下降明显,开采量逐年增加,使漏斗面扩大。
图3 深层地下水埋深过程线
3 环境地质问题
3.1 地下水水质状况
廊坊的地下水资源不单是量少,而且大部分地区质差。随着近年来工业和乡镇企业的迅速发展,加之人们的环保意识淡薄,治量措施滞后,造成很多未经处理的污水流经各河流和一些主要排沥渠道,使廊坊市内大部分地表水体都受到了不同程度的污染。从水质综合评价结果显示,大部分水质较差,一般为Ⅳ类或Ⅴ类水质,只能季节性满足农业灌溉水质要求。地下水由于工业废水、生活污水、农药化肥的下渗等因素影响,浅层地下水受到污染。据《廊坊市2011年度水资源公报》廊坊市23眼浅层地下水水质监测井评价结果可以显示,廊坊市大部分监测井水质较差或极差,与上一年度相比,水质略有下降。水质优良的测井没有;水质良好的测井3眼(固安县),占评价总数的13.0%,水质较好的测井没有;水质较差的测井8眼(大厂、香河、广阳、永清、文安霸州各式各1眼,三河2眼),占评价总数的34.8%;水质极差的测井12眼(三河、大厂、香河、广阳、永清、霸州1眼,安次、文安、大城各2眼),占评价总数的52.2%。主要超标污染物为亚硝酸盐、氨氮、氟化物、总硬度等。
3.2 已经形成地下水漏斗现象
过度开采地下水引起水位下降,区域的漏斗状凹陷形成。地下水资源为可更新资源,可开采利用的水量主要是当年或一定的水文周期内地下水的补给量。一个地区在各种补给与消耗因素的相互影响下,地下水基本保持相对稳定。上世纪70年代廊坊市城区和大城县出现承压水降落漏斗,90年代出现了霸州牛百万漏斗,廊坊市城区漏斗向南、向西出现扩展,大城漏斗向北扩展到文安县东部。截至2010年底廊坊市城区漏斗中心水位埋深75.61 m,大城县漏斗中心水位埋深66.13 m,霸州牛百万漏斗中心水位埋深84.56 m,廊坊市承压水漏斗总面积达1 504 km2。
潜水水位漏斗有三河—大厂的水位降落漏斗,于1984年出现为季节性漏斗,每年的枯水期间出现,丰水期间消失。还有霸州市临津—固安马庄漏斗,漏斗中心位于固安马庄或霸州临津等地。1983年开始形成该漏斗,漏斗面积变化较大,漏斗面积达到 253.4 km2~272.6 km2。
3.3 地面沉降
廊坊地面沉降历史始于上世纪60年代,1965年至1975年廊坊市地面沉降并不明显,仅在文安、大城等地出现,以后沉降区逐渐在全市扩大。出现3个沉降中心分别为大城、霸州、廊坊市区。
1981-1983年年平均沉降21.51 mm,1983-1988年年均沉降24.05mm,1988年以后平均沉降为30.47mm,至1998年沉降中心累计沉降量为548.23 mm。沉降范围呈现扩大趋势,与霸州沉降区连成一体。沉降量大于300 mm的面积为1 967.0 km2(含霸州沉降区)。廊坊市城区附近大于500 mm的区域达到60.5 km2,大于700 mm以上的区域尚没有。
4 对策措施分析
4.1 调整产业结构,发挥水的利用价值
1)调整廊坊市的工业结构布局,使低耗水高效益的新型技术产业成为廊坊市各地区的发展主导,减少高耗水低效益的产业的开展。2)调整农业结构布局,应该在地下水缺乏区主要种植旱作作物,减少需水量大的作物种植。3)减少漫灌的灌溉方式,争取政府财政补贴继续加强节水灌溉工程建设。
4.2 开发新水源,优化水资源配置
政府支持在多处分散建设污水处理站,提高污水处理率与处理效果,实现污水资源化。同时建设配水专用管线和改造回水使用的配套设施。加大再生水的深度处理,国家鼓励与扶植全社会优先使用再生水,替代地下水开采。对于水资源的配置水质优的水优用,对于不同水质分别供水。在水资源调度上,丰水年优先利用地表水资源,再利用地下水资源。
4.3 加强水源地地下水的监测,分析其变化
建立水源地地下水动态监测系统,实行水源地地下的预警措施,保护水源地地下水水质防治任何污染,全面加强地下水资源的节约和保护。
4.4 充分利用现有水源,实施地下水涵养
北运河是长年有水的河道,多年平均入境水量可达到4.566亿m3,且随着检测与治理力度的加大,水质状况有所改善。可利用这部分水量进行一步的深度处理,达到《城市污水再生利用地下水回灌水质》(GB/T19772—2005)标准后,向廊坊市南部地表水缺乏地区引水调用,在地下水饮用水水源保护区范围之外通过自然回渗,补充地下水或农业灌溉用水,减缓地下水水位的下降。
综上所述,应充分发挥处于首都经济圈的地理区位优势,一方面积极参与区域水资源合作开发,推进区域水资源循环发展,营造和谐的周边水资源;另一方面,调整产业结构建立节水型产业体系,并且合理分配水资源、提高水资源的重复利用率。同时,完善水资源政策法规,强化全民节水观念,构建节水型社会,使得社会节水变成每个公民的责任。
[1]吴凤昆,李异瑞,等.廊坊市地下水资源开发利用规划报告[R].廊坊市水务局,廊坊市地矿局.1997.
[2]何平.廊坊市地下水超采现状对策分析[J].地下水.2009,31(4):59-61.
[3]宫进忠.廊坊市地面沉降灾害调查及防治对策.