松辽流域深层承压水的分布和利用
2018-04-16丁元芳
丁元芳
(松辽水利委员会水文局(信息中心),吉林长春 130021)
1 深层承压水概念
地下水分类的方法较多,一种是根据地下水的某一特征进行分类,包括起源、矿化程度、含水层性质、埋藏条件等;另一种则是综合考虑地下水的若干特征进行分类。其中根据埋藏条件的差异,划分成上层滞水、潜水以及承压水。上层滞水一般分布不广,呈季节性变化;潜水是蕴藏在地面以下和第一个稳定隔水层之上的具备自由水面的重力水;承压水是存在且充满于两个稳定的隔水层之间含水层中的有压重力水。与潜水不同,承压水不具备自由水面,在静水压力作用之下,采取水交替形式来达到运动的目的。
在进行资源量评价时,地下水通常限定包括潜水和承压水。根据水利部水利水电规划设计总院2002年10月编印的《地下水资源量及可开采量补充细则(试行)》的术语概念,将地下水分类为浅层地下水和深层承压水。浅层地下水是有相对较浅埋深的、由潜水和与所在区域潜水具备比较紧密水力联系的弱承压水所构成的地下水;深层承压水指有相对较深的埋深、并且和所在区域浅层地下水无直接水力联系的地下水。深层承压水通常会分层次发育,在潜水之下的含水层组中的深层承压水称为第二含水层组深层承压水,其它顺次第三、四、……含水层组深层承压水;特别指出的是在第二含水层组深层承压水中不包括弱承压水。
在之后的相关规划和水资源公报编制的应用过程中,各省区实际上是按照大致深度来进行划分,有的省区按100 m或80 m埋深,像内蒙古草原采用50 m。与深层承压水的概念有较大区别,一些省区没有统计深层承压水,更多的省区统计较多的深层承压水,实际是包含了部分易于补给更新的承压水和岩溶水。为解决深层承压水实际开采量统计不准的问题,根据全国水资源综合规划中的术语界定,并结合国土资源部的研究成果,在《全国地下水利用与保护规划》、《全国水资源保护规划》等规划中有关概念被进一步明确和说明:浅层地下水是指与当地大气降水和地表水体有直接水力联系的潜水以及与潜水有密切水力联系的承压水,浅层地下水包括潜水、易于补给和更新的承压水和岩溶水;深层承压水是指埋藏相对较深,与当地大气降水和地表水体没有密切水力联系且难以补给的承压水,深层承压水极难更新补给,基本不参与现代水循环的承压水。
2 深层承压水特征
根据承压水的特征,结合深层承压水的概念,其特征包括:埋藏比较深,相对封闭系统;地下水承压水位较高,开采初期有的地区水位高出地面,水井可以自流;水质较好;现代补给极难,开采后水位持续下降。此外,由于缺少天然降水入渗补给和其它越流补给,深层承压水储存资源开采后难以恢复。
3 深层承压水分布
深层承压水在我国几大平原和盆地均不同程度的分布。基于松辽流域的地质构造和水文地质条件,同时结合近些年地下水相关规划成果、地下水资源开采等分析,松辽流域的深层承压水主要分布在松嫩平原和下辽河平原。
松嫩平原北至黑龙江省的嫩江县,南至吉林省长岭县南部的松辽分水岭,西侧以大兴安岭丘陵区与山前倾斜平原分界线为界,东侧边界至小兴安岭-长白山地西缘山麓台地。深层承压水为新近系含水层亚系统泰康组和大安组碎屑岩类裂隙孔隙承压水。泰康组主要分布于低平原20~125 m以下,是低平原的第二层承压水;大安组主要分布在肇源-泰来一线以南,北部仅沿着嫩江河谷有一条狭窄带延伸至嫩江县城。
下辽河平原位于辽宁省中南部,千山山脉以西,医巫闾山之东,铁岭-法库以南至渤海海滨。深层承压水分布在下辽河平原南部一带的第三系碎屑岩类裂隙承压水。深层承压水含水岩组包括中更新统和下更新统,以中更新统为主,以中更新统顶部相对稳定的粘性土层为区域隔水层;分布在盘锦市区、盘山县及大洼县南部和北部,营口市大石桥市西北部。
4 深层承压水开发利用
经统计,深层承压水开采所涉及的地级市包括黑龙江省大庆市、齐齐哈尔、绥化市和黑河市,吉林省的松原市,辽宁省的营口市和盘锦市,内蒙古自治区松辽流域范围无开采。2015年松辽流域深层承压水开采量为3.45亿m3,主要用途为工业(油田)和生活用水。
1)黑龙江省大庆市深层承压水开采分布于大庆市区、肇源县、肇州县、林甸县和杜蒙县等,2015年开采量为1.42亿m3,主要用途为大庆油田用水和城镇水源地供水等;此外,开发区域还包括齐齐哈尔市的讷河市、依安县、克山县、克东县和拜泉县,绥化市的安达市、明水县、青冈县、庆安县、绥化市区和肇东市以及黑河市的北安市、嫩江县和五大连池市,2015年开采量为1.43亿m3,主要用途为生活及牲畜用水。
2)吉林省松原市深层承压水开采位于松原市宁江区伯都乡和毛都站镇,分布范围:东至伯都乡仲仕村,西至伯都乡河西村长胜屯,南至伯都乡永清村,北至伯都乡建业村;东至新城乡农林村后溪浪河,西至毛都站镇西边界,南至毛都站镇奔布赉村,北至毛都站镇北边界。现状深层承压水开采量为0.23亿m3,主要用于松原油田用水等。
3)辽宁省下辽河平原上深层承压水开采分布在营口市大石桥市西北部,盘锦市区、盘山县及大洼县南部和北部。该区域第四系浅层地下水矿化度较高,淡水资源贫乏;深层承压水是城区和辽河油田等的主要供水。其中大石桥北部现状深层承压水开采量为0.01亿m3,主要用于农村生活用水等;盘锦市区、盘山县及大洼县北部等地现状深层承压水开采量为0.28亿m3,大洼县南部为0.08亿m3,均主要为盘锦油田用水等。
根据《松花江区地下水利用与保护规划》和《辽河区地下水利用与保护规划》成果,2005年松辽流域深层承压水开采量为11.88亿m3。与2015年松辽流域深层承压水开采相比,开采量减少了8.43亿m3。分析其减少原因:一方面随着水资源开发利用及管理工作的要求越来越高,部分区域深层承压水逐渐被禁采或减采;另一方面,是随着深层承压水概念的明确,将开采量中部分易于补给更新的承压水剔除。
5 深层承压水保护
深层承压水开采的是储存资源量,是在地质历史时期中累积形成的地下水资源量,认为是含水系统中不可再生、不可恢复、不能持续利用的水量,开采深层承压水即被视为超采。因此,从资源的可利用角度来说,深层承压水原则上不宜作为常规水资源开发利用,仅适宜作为应急后备水源。目前,松辽流域深层承压水开采主要解决是生活用水和特殊行业的用途,要逐步进行压减。
1)保护目标。根据《全国地下水利用与保护规划》的保护目标,到2030年时深层承压水禁止开采;在目标年之前,已开采深层承压水的区域,要逐步压减;未开采区域,仅允许其作为应急资源和储备资源,严格限制日常的大量开采。根据总体保护目标可知,除供给农村生活饮用之外,作为应急资源和储备资源的深层承压水,原则上不准开发,实施最为严格的保护。因此,水量控制保护目标为禁止开采。在禁采的同时,水位控制目标也能够达到。此外深层承压水埋藏深,与外界极难进行物质交换,其水质保护目标为维持现状。
2)工程措施。根据深层承压水的保护目标要求,提出深层承压水禁采的具体工程措施,主要包括替代水源工程(当地地表水、再生水、微咸水等水源利用工程)和封填井工程等。在具备替代水源条件及替代水源工程建成通水的前提下,科学规划深层承压水开采井的封填工作,保证替代水源工程发挥预期效果。成井条件好的开采井在封存备用时,建立封存备用井的登记、建档、管理、维护和监督制度,按照规定程序启用,发挥应急水资源供水作用。
3)非工程措施。开展动态监测,在深层承压水开采区内各建制市城市建成区及其规划区和日开采量大于5万m3的深层承压水水源地集中开采区,划定为深层承压水的动态监测区,通过监测掌握深层承压水的动态变化规律;健全管理制度,认真落实最严格水资源管理制度,实行区域用水总量红线管理,在深层承压水分布范围内,除现状开采和应急供水外,严禁新增深层承压水开采;加强经济杠杆,通过水资源费改税试点等经济手段来限制水资源,特别是深层承压水的开采;强化执法监督,认真落实行政执法责任制,加强监督力度,措施到位。
6 结语
由于近些年来应用的深层承压水概念不同,概念的统一认知无法很快完成,其进一步的明确和说明在流域的实际应用过程中也需进一步的区分和确认。同时,对于松辽流域内现状开采深层承压水且无代替水源的区域,深层承压水是维持生产生活和社会经济发展重要的水源支撑,完全禁采也不尽合理,探讨在一定约束条件下进行深层承压水的开发、利用、节约和保护,也是未来值得进一步研究的问题。
[参 考 文 献]
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