齐齐哈尔市中心城区开发利用潜水可行性分析

张国栋，栾晓燕

(齐齐哈尔市水资源管理处，黑龙江 齐齐哈尔 161005)

齐齐哈尔市中心城区开发利用潜水可行性分析

张国栋，栾晓燕

(齐齐哈尔市水资源管理处，黑龙江 齐齐哈尔 161005)

文章介绍了齐齐哈尔市中心城区地下水资源分布特征、变化规律和水资源现状，采用最新统计数据，分析了齐齐哈尔市中心城区上层潜水的污染状况及水资源潜力，针对水资源开发利用中存在的问题，阐述了合理开发利用潜水的必要性、可行性以及所带来的经济效益和社会效益，为今后齐齐哈尔市中心城区合理开发利用浅层地下水提供了基础性依据，同时提出相应的建议。

潜水；资源现状；开发利用；必要性；可行性

水资源作为基础性的自然资源和战略性的经济资源，是人类赖以生存、发展及进步之本，是生态环境控制因素之一，是关系到经济社会长远发展的战略问题。如何在了解地下水补给、更新条件差异及开发利用状况前提下，合理制定相应的科学开发利用方案，而不产生任何不良的环境问题，则是水资源管理追求的目标。

1 概 况

1.1 自然、水文地质及水环境概况

齐齐哈尔市中心城区位于松嫩平原西部、嫩江中游，为中温带大陆性季风气候。嫩江自北东向南西流经城区西部，流经长度约16km。供水水源地之一的浏园水厂位于嫩江浏园江段。较大的湖泊有劳动湖和扎龙湿地，两者水质均处于有机污染和富营养化较重状态，其垂直入渗补给是潜水的补给源之一[1]。

中心城区用水主要取自上层潜水含水层和下层承压水含水层。潜水含水层厚度一般25～45m，岩性以圆砾和砾砂为主，水位埋深2～5m，渗透系数180～240m/d，主要接受大气降水渗入补给、上游侧向径流补给、嫩江丰水期的侧向补给、湖泊及其它地表水体的垂直入渗补给，其排泄方式主要是向地下水下游的径流排泄、向下部承压水含水层的越流、潜水面蒸发和人工开采。

承压含水层厚度一般70～150m，岩性以砾砂、中粗砂、中细砂为主，平均压力水头高出含水层顶板35m，压力水头埋深3～6m，渗透系数20～60m/d，水量丰富，地下水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，排泄主要是人工开采。

潜水含水层与承压水含水层之间被厚度2～7m、起相对隔水作用的粉质黏土、粉土弱透水层分隔，局部地带隔水层缺失[2]。

1.2 水资源量、水质及水资源供需平衡状况

1.2.1 水资源量

中心城区地下水多年平均总补给量10411.48万m3，其中上层潜水8271.48万m3，下层承压水7741.93万m3；地下水多年平均可开采量10092.31万m3，其中上层潜水7740.31万m3，下层承压水7741.93万m3。

1.2.2 水质状况

由于人类活动严重污染了潜水，使不同区域潜水水化学成分发生不同程度的改变，硝酸根、氯离子、硫酸根明显增高，局部地带成为潜水主要化学成分，有毒污染物明显增加。另外，潜水中铁、锰和有机质含量普遍较高，铁含量一般在3.2～28.75mg/L，远远超过国家饮用水标准，中心城区潜水已不宜生活饮用。

承压含水层水质除含铁量偏高外，其水质优良，大部分地区偏硅酸含量达到或超过国家颁布的矿泉水标准，是中心城区生活用水和生产用水的主要开采目的层。

1.2.3 供需平衡状况

根据国民经济发展指标与不同行业用水定额分析，规划2020年各业总需水量39114万m3；水资源可供水总量40300万m3,其中地下水可供水量按历年地下水开采量最大值确定，可供水量9300万m3,地表水可供水量31000万m3,其中浏园水厂扩建后供水能力为7300万m3,其它工程扩建后供水能力为23700万m3。

具体见表1、表2。

表1 中心城区2020年各业需水量预测表 万m3

表2 中心城区2020年水资源供需平衡表 万m3

2 开发利用潜水的必要性

开发利用潜水的必要性有以下4点：

1)中心城区地下水资源开发利用现状是承压水过于集中开采、潜水资源未能充分发挥其优势。中心城区供水方式由市政供水和企业自备井供水两大供水系统组成，主要开采第四系中、下更新统孔隙承压水，年开采量5004.28万m3，用于工业、生活及其它行业用水；近郊区供水用于农田灌溉及农村人畜用水，主要开采第四系上更新统孔隙潜水，年开采量3300万m3；临江部分工业、农业以利用地表水为主。除此之外，位于嫩江的浏园水厂年供水量1087.2万m3，用于生活用水。详见表3。

从潜水、承压水水资源量、开采量对比来看，承压水补给量为7741.93万m3，可开采量7741.93万m3，年总开采量5244.28万m3，承压水开采量占可开采量的67.74%。潜水补给量为8274.48万m3，可开采量7740.31万m3，年总开采量约3090万m3，开采量仅占可开采量的39.92%。承压水开发过于集中，潜水的利用率偏低，其资源优势未能得到有效利用。

表3 中心城区地下水资源开发利用现状表

2)中心城区承压水开采降落漏斗的形成产生环境水文地质问题。由于中心城区长期大量集中开采承压含水层，承压含水层的天然状态已发生根本改变，形成地下水开采降落漏斗，漏斗呈南北向的椭圆形，漏斗中心多年平均水位降深4.29m，漏斗面积约92km2。开采降落漏斗的形成，改变了地下水的天然流场，使原来单一的北部侧向补给变为四周环状补给，同时，加大了水力坡度和补给带的长度，侧向补给量得到增加，使位于漏斗中心南部的氧化塘成为威胁地下水水质的隐患，据动态监测，漏斗中心一带地下水中氨氮、亚硝酸盐等指标都不同程度的超过饮用水水质标准，呈现污染趋势。此外，随着承压水开采量的增大，导致承压含水层水位与上部潜水水位差加大，增加了上部潜水向下部承压含水层的越流补给量，从而加快已污染的潜水进入承压含水层的越流速度，污染承压水水质。

3)大量经过处理、净化的优质承压水被用于浇灌绿地、除尘、降温、建筑施工、消防等对水质要求不高的用水上，造成优质资源的浪费，与国家创建节约型社会的宗旨相悖。创建节水型社会不单纯是靠节水工程、设施、器具和技术等措施发展生产力，也不单纯是靠宣传教育推动全社会增强节水意识、自觉节约用水，更重要的是在开源的同时如何对针对不同层位、不同水质、不同用水目的来合理确定开采方案，科学开源节流，奠定创建节水型社会的坚实基础。

4)潜水与承压水资源特点决定了潜水在水资源可持续利用中所占有的优势。潜水含水层因其赋存条件决定了其资源的变化受地形、气候等多种外界因素的控制，资源量在开采过程中可以不断得到恢复和补偿，可以持续利用的。具有以下特点：①含水层厚度大，地下水储存功能、传输功能和调节功能强，渗透系数大，水量极其丰富；②积极参与水循环，资源易于补充恢复；③含水层埋藏浅，可用浅井开采，工程造价低，降低生产成本；④潜水含水层的给水度(μ=0.28)远大于深层承压水含水层(μ=0.07～0.18)，相同开采水量条件下水位下降小，运行费用低于深层承压水。

承压含水层受上覆潜水含水层和隔水层的限制，具有5个特点：①含水层砂层厚，导水性强，水井出水量大；②参与水循环不如潜水积极，气候、水文因素的变化对承压水影响很小；③水质好，不易受到污染，但一旦水质污染，难以治理；④水资源不易补充、恢复，但由于含水层厚度大，具有良好的多年调节性能；⑤成井造价远高于潜水水井。

3 开发利用潜水的可行性

开发利用潜水的可行性有以下4点：

1)加大开发利用潜水水资源的力度，加速潜水与大气降水等各个补给源相互循环交替，降低污染浓度，促使已污染水质向良性方向转化。

2)开发利用潜水对保护承压含水层起到至关重要的作用。中心城区承压含水层的补给源69%来自上层潜水含水层的越流补给，为解决已污染潜水越流补给承压水的强度，一方面严格控制承压水开采量，另一方面，加大潜水开采量，使潜水含水层水位下降，减小上、下层之间的水头差，减缓潜水向承压含水层的越流补给速度，起到保护下层承压含水层水质的作用，同时对降落漏斗的继续扩大和加深起到遏止作用[3]。

3)开发利用潜水是提高用水效率，建设节约型社会的需要。提高水资源的利用效率就要在遵从自然规律、遵从社会发展规律的前提下，尽可能增加城市可供水量，不断提高用水效率。增加可供水量就是在对潜水和承压水各类资源的利用上，要充分考虑用水目的的不同实施分质供水，嫩江江水做为生产及农业用水的首选，将承压水用于城市居民生活及对水质要求较高的特殊行业，潜水用于对水质需求不高的用水行业，建立合理的用水格局，充分发挥水资源效率。

4)开发利用潜水应试行按质论价，以价格为经济杠杆，建立合理的水价体系，按水质不同制定水价，优质饮用水采用较高水价，低质用水采用较低水价，这样，在给用水企业和居民带来直接经济效益的同时，提高全社会不断节约用水的积极性[4]。

综上所述，开发利用潜水不仅充分发挥了潜水在水循环中的重要作用，提高用水效率，而且从根本上保护了承压水，使其成为永续利用的水资源。开发利用潜水是必要的，也是可行的。

[1]韩锡文，高津.齐齐哈尔市中心城区地下水资源评价及合理开发利用研究报告[R].齐齐哈尔：齐齐哈尔市地下水资源管理办公室，黑龙江省第一水文地质工程地质勘查院，1993.

[2]宋力敏.齐齐哈尔市环境质量报告书[R].齐齐哈尔：齐齐哈尔市环境监测中心，2009.

[3]胡秀华.齐齐哈尔市水资源开发利用规划报告[R].齐齐哈尔：齐齐哈尔市水利勘测设计研究院，2005.

[4]姜文志，栾晓燕.黑龙江省齐齐哈尔市区地下水超采区调查与评价报告[R].齐齐哈尔:齐齐哈尔市水利勘测设计研究院，2004.

DiscussiononFeasibilityofDevelopingandUtilizingPhreaticWaterinCentreAreaofQigiharCity

ZHANG Guo-dong and LUAN Xiao-yan

(Heilongjiang Province Qigihar City Water Resources Management Office，Qigihar 161005，China)

Water resources distribution, variation law, present water resources situation and the newest statistics data are introduced, and the pollution situation and potency of the upper phreatic water are analyzed.In terms of the existing problems of water resources development and utilization,the necessity, feasibility, and economic and social benefits of developing and utilizing phreatic water are explained, providing foundation basis for reasonable development and utilization of the shadow groundwater in center area of Qigihar City in the future.Meanwhile relevant suggestions are put forward.

phreatic water；present resources situation；development and utilization；ecessity；feasibility

1007-7596(2014)10-0033-03

2014-05-06

张国栋(1972-)，男，辽宁辽阳人，工程师；栾晓燕(1964-)，女，黑龙江齐齐哈尔人，高级工程师。

TV213.9

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