聊城市地下水现状及治理保护措施
2018-03-25储广耕薛秋芳
储广耕,薛秋芳,齐 静
(聊城市河道工程管理处,山东 聊城 252000)
聊城市有着丰富的雨洪水资源,但一直以来,由于拦蓄措施有限,大部分雨洪水资源并没有得到有效利用。与此同时,为满足区域内用水缺口,全市范围内建设了相当数量的地下水取水井,用于开发利用地下水资源。过渡的地下水超采造成了大范围的地下水漏斗区,形成了严重的地质灾害,并随之出现了一系列复杂的生态问题。
为此,聊城市从两方面着手:一是加快开发非常规水资源,将早已透支的地下水源替代出来;二是引水补源,利用地表水回灌补给地下水漏斗区,还原超采区原有的地质生态,从而根除或部分缓解出现的地质灾害。通过实施雨洪资源利用工程,统筹规划和合理调度,在未来能够蓄积出大量可供利用的非常规水源,从而创造出满足超采区治理的有力条件。
1 地下水治理保护措施
1.1 实施目标
通过开发雨洪水源替代地下水开采,以及将净化后的雨洪水源回灌地下等措施可显著改善超采区状况,促使地下水位逐年回升。根据总的实施规模以及规划雨洪资源利用工程的实施进度,通过压采及人工回灌等措施,确定将在2030年之前完成研究区地下水超采治理工作。其中,近期规划年(2016—2020年),通过开发利用雨洪水资源,替代地下水源等措施,使全市各县(市、区)深层承压水超采区全部完成整治,浅层地下水超采区埋深回落至18 m以下;远期规划年(2021—2032年),通过开发雨洪水资源替代地下水、将净化后的雨洪水源回灌地下等措施,完成研究区全部浅层地下水超采区修复。
1.2 总体规划
由于承压水井埋藏深度均较深,且对水质变化较为敏感,轻微污染物就会造成其水质污染,因此对于承压水超采区治理不宜采用人工回灌的方式,最好通过开发替代水源,封存、封填原有的地下水井,严格限制开采,使深层承压水位慢慢自然恢复。在规划年内,对研究区内深层承压水井全部完成封填。
研究区浅层地下水超采区面积较大,且超采严重,由于埋深较浅,地下水渗漏补给速度快,因此适宜采用人工回灌的方式恢复其地下水位。在具体操作上,临清、冠县引漳卫河水回灌地下水超采区,莘县、东昌府区引金堤河和徒骇河水回灌地下水超采区,高唐、茌平引徒骇河水回灌地下水超采区。由于地表水水质较差,而浅层地下水水质较好,因此,用地表水回灌地下水超采区之前,应采取措施对其水质进行充分地水质净化。
2 主要措施
2.1 机井封填工程
对于深层承压水超采区,其主要治理思路为采取封存备用或者是永久填埋的处理方式,关停区域内的深层承压水取水井。对于成井质量高、开采条件好,符合应急备用水源条件的地下水取水井,作为应急备用水源封存备用,在出现突发性供水安全事件或极端干旱时启用,对于其他地下水井按计划进行填埋。2016—2020年,全市封存备用深层承压水开采井300眼,永久填埋深层承压水开采井34眼,共压减深层承压水6 131.9×104m3。
2.2 水库调蓄及河道拦蓄工程
为满足集蓄雨洪水资源,实施地下水超采区人工回灌的要求,需要配套建设一系列水库及拦蓄工程,拦蓄利用当地雨洪水资源,满足地下水回灌需求。
1)规划中的卫东地下水库位于临清市西部,水库西以卫运河为界,东到引黄三干渠、六干渠,北至临清夏津县界,南到尚潘渠,涉及面积约330 km2。卫东地下水库以漳卫河雨洪水为主要供水水源,建成后通过丰补枯采等措施,涵养当地地下水,增加土壤含水量,改善土壤墒情。地下水位控制在15~20 m,规划总库容 1.0×107m3,占地约 6.67 hm2。
2)赵王河水库设计总库容837.6×104m3,调节库容 585×104m3,年设计入库量 1 779.8×104m3,年供水量1 523×104m3。水库建成后,可调蓄赵王河、金堤河雨洪水资源。
3)古云水库位于莘县古云镇与大张镇交界处,在古云镇秦庄、岳庄以东,文明寨、崔庄以西区域。古云水库设计总库容550.6×104m3,设计死库容 139.4×104m3,调蓄库容 411.2×104m3,该水库设计建成后可调蓄徒骇河及金堤河雨洪水资源。
4)高唐县河道拦蓄工程包括对唐公沟、沙河沟及其支流进行扩挖清淤,改建涵闸8座,新建涵闸3座,清淤河道275 km等;茌平县河道拦蓄工程包括对茌新河8.3 km进行清淤扩挖,对七里河8.3 km进行清淤扩挖,对管氏河11 km进行清淤扩挖,配套沿线涵闸20座。通过以上工程可调蓄利用漳卫河、金堤河、徒骇河及其支流的雨洪水,置换出地下水,同时满足地下水回灌补源的需要。
2.3 水系连通工程
在各河流及其支流、各水利工程之间建设水系连通工程,形成回灌区“蓄排结合、库河相连”的水利网络,兼有防洪排涝、灌溉输水、雨洪利用、地下补源,中水输送等多种功能。通过河渠连通工程和相应连通的配套建筑物,基本实现回灌区主要河流、渠道、水库的连通,使河河(渠)连通,库河(渠)连通、库库连通,最终达到水资源联合调度和配置的目的。
2.4 人工湿地工程
在徒骇河、漳卫河、金堤河规划建设人工湿地6处,总设计处理规模18×104t/d。建设表面流人工湿地100 hm2,人工植物浮床5万m2,潜流人工湿地53.33 hm2。综合采用河道净化、生态过滤、纳米曝气、复合垂直流等新技术、新工艺控制水污染,采用芦苇、蒲草、水葱、菹草、千屈菜、风车草、睡莲等水生植物治理污染,改善水体水质。通过人工湿地处理净化,使调引雨洪水至少达到Ⅲ类水标准,基本满足回灌地下水的水质要求。
2.5 引水补源工程
聊城市有2条黄河故道,一条位于莘县—冠县—临清—高唐一线;另一条为黄河第二次大迁徙留下的故道,位于阳谷—东昌府区—东阿—茌平一线。由于黄河故道区土壤以沙质为主,土壤透性好,因此考虑在黄河故道区建设引水补源工程,引用地表水,对地下水超采区进行人工回灌。
以黄河故道区作为引水补源工程的建设范围,对东昌府区、临清市、冠县、莘县、茌平县、高唐县等区域内地下水超采区进行人工回灌。通过建设引水渠道将地表水引入补源区,在补源区建设渗水渠道作为回灌明渠,同时配套建设渗水井进行深层回灌。规划建设饮水渠500 km,回灌渠200 km,回灌井2 000处,以满足全市超采区人工回灌的需要。
3 结语
通过以上水库建设、河道拦蓄、水系连通、人工湿地建设、引水补源等工程措施,可有效保障雨洪水回灌地下,从而控制地下水位在临界水位以上,维持地下水的采补平衡,达到地下水超采区治理的目的。利用人工湿地净化回灌雨洪水,能够改善地下水质,有利于地下水资源的可持续开发利用。