贵安新区地下水环境现状及保护对策*

罗 维， 杨秀丽， 罗 伟

(贵州省地质环境监测院， 贵阳 550004)

贵安新区是我国新一轮西部大开发重点建设的五个城市新区之一，也是贵州省全力打造的内陆开放型经济示范区。新区的建设发展离不开地下水资源的支持，同时也将对地下水环境产生不可逆转的影响，如何合理开发和保护新区的地下水资源是现阶段急需解决的问题。此外贵安新区位于贵阳西南“一湖五库”上游，保持其良好的地下水环境，对贵阳市的饮水安全和生态安全均具有重要意义。本文在充分收集、分析贵安新区已有地质、水文地质资料的基础上，结合近年来开展的地下水污染调查、地下水资源勘查等项目，总结了新区的地下水环境现状，结合新区的开发建设，分析了地下水环境将受到的影响，综合以上成果绘制了新区地下水开发利用及保护分区建议图，并有针对性的提出了保护对策。其成果将为贵安新区的地下水资源合理开发利用和地下水环境保护提供科学依据。

1 新区水文地质条件概况

贵安新区位于贵州省中部，长江水系和珠江水系的分水岭地带，地理坐标为东经106°00′～106°45′，北纬26°20′～26°40′，控制总面积为1 848 km2，规划行政区涵盖了贵阳市花溪区、清镇市，安顺市平坝县、西秀区部分地区。贵安新区的最低点为东部的红枫湖，属于贵阳西南“一湖五库”流域范围。

区内地层分布以三叠系最广，二叠系次之，其中碳酸盐岩类分布面积占区内总面积的88%。岩溶水是区内储量最大最具开发利用价值的地下水类型，且可细分为溶洞-管道水(主要含水岩组有∈1q、P2q-m)、孔隙-裂隙水(主要含水岩组有T1a、D3g)、裂隙-溶洞水(主要含水岩组有T2g、T1d、C1b等)三类。区内地下水主要接受大气降雨补给，其动态变化与降雨密切相关，丰水季节通常为每年的5～9月。新区中东部地下水埋深较浅，根据“贵州省地下水资源勘查项目”实施的探采结合孔静止水位统计，区域地下水埋深均在0～50 m之间，适合人工机井开采。

贵安新区大部分地区尤其是中东部平坝-红枫湖一带，土层浅薄、基岩裸露、表层岩溶发育、地表地下水力联系紧密，使得其地下水环境具有高度的敏感性和脆弱性[1]，地下水环境问题易发。

根据新区的水文地质特征，按岩溶地下水出露条件[2]，可将工作区划分为地下河系统、岩溶泉系统、集中排泄带岩溶地下水系统以及分散排泄岩溶地下水系统四大类共计28个。按照该方法划分的地下水系统具有独立而完整的补给、径流、排泄条件，边界条件清晰，系统内部水利联系密切，是本次工作分析研究的基本单元。

2 新区地下水环境现状

2.1 贵安新区地下水资源量估算

根据上节所述的新区水文地质条件，本次工作采用降雨入渗法和枯季地下水径流模数法分别估算了地下水天然补给量和允许开采量，具体计算过程如下。

(1) 地下水天然补给量估算

工作区大面积出露岩溶地层，岩溶水是区内储量最大最具开发利用价值地下水类型。根据现有资料可知工作区地下水最主要的补给来源为大气降雨，在未开展地下水资源详细勘查的前提下，可采用降雨入渗法[3]来对区域地下水天然补给量进行半定量估算，具体计算公式为：

Q天=F×α×X

式中：Q天——降雨入渗法计算的地下水天然补给量(m3/a)；

F——计算单元面积(km2)；

α——降水入渗系数；

X——降水量(mm/a)。

各变量的取值依据分别是：F是利用MAPGIS软件统计的工作区内各地层分布面积，α值主要通过收集新区各种比例尺的水文地质调查报告[4]获取，具体取值见表1；X降雨量采用工作区中心地带平坝的1960—2012年50年降水量序列资料，在降雨序列概率统计检验的基础上，选取皮尔逊Ⅲ型进行概率模型选配，计算得到新区50%(中等水文年)、75%(干旱年)、95%(特别干旱年)保证率降水量分别是1 217.2 mm、989.5 mm和733.5 mm。

降雨入渗法的估算结果为：新区在50%(中等水文年)、75%(干旱年)、95%(特别干旱年)保证率降水量下的地下水天然补给量分别是1×109m3/a、8.14×108m3/a、6.03×108m3/a。

表1 工作区地下水资源估算参数取值

*贵阳幅1：20万区域水文地质普查报告统计了区内不同岩组的枯季径流模数(M)

(2) 枯季地下水径流模数法

枯季地下水径流模数是指枯季时单位面积含水层内所含地下水径流量，在未开展地下水资源详细勘查的岩溶地区，通常采用该参数来估算区域地下水资源的允许开采量，具体计算公式为：

Q允=86.4×130×F×M

式中：Q允——枯季径流模数法计算的区域地下水资源允许开采量(m3/a)；

F——计算单元面积(km2)；

M——枯季径流模数(l/s·km2)。

各变量的取值依据分别是：F是利用MAPGIS软件统计的工作区内各地层分布面积，M值主通过收集新区各种比例尺的水文地质调查报告[4]获取，具体取值见表1；按水文年划分，工作区最枯时期通常为当年12月到来年2月，因此本次计算中枯季时间按130天计。

枯季径流模数法的估算结果：新区的地下水资源允许开采量为6.49×107m3/a。

因本次计算是以地层岩性为对象，在估算过程中还获取了区内不同地层的出露面积和资源量，发现三叠系下统安顺组(T1a)和三叠系中统关岭组(T2g)地层分布面积最广含水最丰富，结合以往的水文地质调查成果，得到贵安新区地下水富水块段分布图(图1)。

图1 贵安新区地下水富水块段分布

2.2 地下水水质现状

为查明工作区的地下水质量现状，依托 “西南地区岩溶地下水污染调查评价(贵州)”项目，共选取95个天然水点和人工机井进行采样分析，采样点基本覆盖新区的主要地下水系统和含水岩组。采用《地下水质量评价标准(报批稿2007)》[5]中规定的水质评价标准及评价方法，选取溶解性总固体、总硬度、高锰酸盐指数、偏硅酸、硝酸根、亚硝酸根、铵根离子、硫酸根、碳酸根、重碳酸根、氯离子、氟离子、碘离子、钠、钾、钙、镁、铁、锰、铅、锌、镉、六价铬、汞、砷、硒、铝等27项进行评价，评价结果显示95组地下水样品中，满足地下水质量Ⅱ类水和Ⅲ类水的共有78组，需要处理后才可以饮用的Ⅳ类水有9组，Ⅴ类水有8组。

根据评价结果，结合工作区的水文地质单元划分，地下水补、径、排条件以及污染源分布，得到工作区地下水质量现状图(图2)，可以看出贵安新区绝大部分地下水为可满足饮用标准的Ⅱ类水和Ⅲ类水，水质较差不能直接饮用的Ⅳ类水和Ⅴ类水仅零星分布于平坝县十字乡、红枫湖镇大寨、新街等地，主要的超标组分为NO2、Zn、Mn、Al、Fe等5项，主要由工业污染和生活污染引起。

图2 2011年贵安新区地下水质量现状

2.3 地下水资源开发利用现状

以2007年为界，区内地下水开发利用情况可以划分为两个阶段，2007年之前以地下水天然水点的利用为主；2007年后随着“贵州省地下水资源勘查项目”的开展和推进，区内地下水利用以天然水点和机井开发并重。根据野外调查和资料收集结果，区内流量大于5 L/s的117处大型天然水点已开发利用的有90处，基本用于人饮和灌溉，未利用的27处主要是因为水质较差或开发利用条件差；2007—2012年新区内共施工成井机井58口，总涌水量约为2.86×104m3/d，大部分机井已建设好地面配套设施投入使用，小部分机井作为备用水源地，仅在缺水时期使用。据不完全统计，新区的地下水开发利用量约为3.5×107m3/a。

3 新区地下水环境变化趋势分析

贵安新区的开发建设将对区域地下水环境产生不可逆转的影响，主要体现在对地下水资源量和地下水水质的影响两大方面。

3.1 新区建设对地下水资源量的影响

根据贵安新区建设规划，新区将新建改造各类产业园区7个，综合产业旅游科教服务中心12个，此外还有大量市政交通等基础设施建设，各类建设对地下水资源的具体影响情况如下：

(1) 建筑基坑施工将破坏地下水赋存环境，并大量疏干基坑内地下水，导致区域地下水水位大幅下降；工程施工结束后，区域地下水水位将缓慢回升，但由于地下建筑的隔水作用，其水位难以恢复到天然水平；

(2) 新区新建的房屋广场、道路街道、停车场等建筑，将改变地表环境，城区降雨也将通过人工管道统一排泄，导致城区地下水的降雨入渗补给大幅度减少。

3.2 新区建设对地下水水质的影响

新区内最主要的潜在污染源为工业污染源和生活污染源，较为集中的分布在经济发达和人口密集区。由于缺乏保护和预防，部分污染源已经对地下水产生了污染，导致部分地区地下水水质持续恶化；部分污染源尚未污染地下水，但仍需高度重视、实时监控，提前做好防护措施。

新区将新建的7个工业园区，更易对区域地下水产生污染。此外随着新区社会经济的发展、人口密度的增大，生活垃圾和废水的排放也将进一步增加，加大地下水环境压力。

4 新区地下水环境开发利用及保护分区和建议

4.1 贵安新区地下水开发利用及保护分区划分方法

综合分析贵安新区地下水资源现状、地下水质量现状和新区建设对新区地下水环境的影响，得到贵安新区地下水开发利用及保护分区图(图3)，具体划分方法如下：

(1) 将贵安新区富水块段的分布与地下水水质现状叠加，筛选出新区内含水丰富且水质良好的地段，作为新区地下水重点开发利用区域。

(2) 新区建设将破坏区域地下水赋存环境、改变地下水的补、径、排条件，从而减少地下水资源量；另外在现有的污染源集中分布区及污染源的下游区域，地下水更易遭受污染，将这两部分区域一起划分为地下水重点保护区。

图3 贵安新区地下水环境开发利用及保护分区

(3) 将现有地下水水质较差的区域直接划分为地下水修复治理区，将地下水开发利用潜力较低、水质较好、未来受人为活动影响程度小的地区划为地下水自然防护区。

4.2 新区地下水环境开发利用及保护建议

(1) 根据以上方法得到的贵安新区地下水开发利用及保护分区图，新区地下水重点开发利用区共划分为10个，总的分布面积为481.89 km2，其枯季地下水资源量为2.402×107m3/a，这些块段地下水丰富、水质较好、地下水埋深浅，是新区未来地下水开发利用的主要区域，而且由于新区的天然水点的开发利用程度较高，未来开发潜力主要为机井开采，这些区域应尽快开展大比例尺的供水水文地质详细勘查工作，充分使用勘查成果，开发和保护地下水资源。

(2) 新区地下水环境重点保护区(含水资源保护区和水质保护区)总面积为317.34 km2，该区受人为活动影响较大，应提前介入做好地下水环境监测工作，依托地下水实时监测数据对该区的地下水环境开展科学管理和保护。

(3) 根据新区地下水水质现状，划分了修复治理区，总面积为103.31 km2，该区受人为活动污染，导致地下水水质差，应尽快设立专项对该区开展地下水环境的修复治理工作。

(4) 地下水自然防护区，地下水开发利用潜力较低、水质较好、未来受人为活动影响程度小，现阶段该区无需采取措施，维持现状即可。

[1]袁道先.对南方岩溶石山地区地下水资源及生态环境地质调查的一些意见[J].中国岩溶,2000,19(2):103-108.

[2] 裴建国,梁茂珍,陈阵.西南岩溶石山地区岩溶地下水系统划分及其主要特征值统计[J].中国岩溶, 2008,27(1):6-10.

[3] 王大纯,张人权.水文地质学基础[M],北京：地质出版社,1995.

[4] 贵州省地质矿产勘查开发局.贵阳幅1：20万区域水文地质普查报告[R]，1982.

[5] GB/T 14848-2007地下水质量标准(报批稿)[S].2008.

[6] 贵州省地质环境监测院.西南地区岩溶地下水污染调查评价(贵州)年度成果报告[R]，2011.

[7] 喻劲松,梁凯.中国西南岩溶地区岩溶环境问题分析及其对策[J].中国国土资源经济,2005(3):17-19.

[8] 贵州省地质环境监测总站.贵州省地下水资源评价[R]，2002.

[9] 贵州省地质调查院.贵州岩溶石山地区地下水资源勘查与生态环境地质调查报告[R]，2003.