太和县地下水资源开发利用存在问题及对策探析

(安徽省阜阳市水资源管理处，安徽 阜阳 236001)

太和县位于安徽省西北部，阜阳市北部，面积1 822 km2，总人口171.2万。区内地势平坦开阔、由西北向东南微倾。微地貌类型有泛滥坡平地、河间平地和河间洼地。

太和县城镇居民用水及工矿企业用水全部来自地下水。其中，城市供水主要集中开采中深层地下水，农村则以分散开采浅层地下水为主。随着工农业经济不断发展和城市化进程加快，地下水资源供需矛盾越来越突出。由于工业企业大多集中于城区及近郊，承压水开采布局不合理，局部地区严重超采，造成承压含水层采补失调、地下水位持续下降和地下水污染等环境地质问题。针对这些问题，本文从地下水资源管理角度，提出解决对策。

图1 太和县规划区水文地质图

1 环境水文地质概况

本区属暖温带季风气候，多年平均降水量857.0 mm。可供开发利用的含水层有浅层含水层组、中部弱透水层组及深层含水层组。

浅层含水层组主要由晚更新统(Q3)的砂层组成，厚40 m左右，地下水与大气降水、地表水联系密切，为一开放的地下水含水系统。

浅层地下水的富水区呈带状分布于太和双庙一带，中等富水区呈不连续带状广泛分布，弱富水区在区内广泛分布 (见图1)。

中部弱透水层组介于浅、深层含水层组之间，厚约160 m，主要由中更新统(Q2)粘性土夹砂层组成，含水微弱，透水性差，不作为供水目的层。

深层含水层组下伏于弱透水层之下，底板埋深约为500 m。岩性主要为新第三系(N2)砂层组成。因中间弱透水层组的覆盖，构成了半封闭的地下水含水系统[1]。深层地下水中等富水区分布北部和东部，弱富水区分布在中部一带(见图1)。

2 地下水资源开发利用现状

全县共有浅层地下取水井373 244眼，取用地下水13 275.43 m3/a。农业用水量6 467.28万 m3/a,工业用水量为3 246.61万 m3，乡村生活用水量为3 066.19万 m3/a,城镇生活用水815.11万 m3/a。

目前有深层地下开采水井172眼，在县城及开发区密集分布，在乡镇分布比较零散。深层开采井共有三种类型：

2.1 太和县自来水厂

目前有自来水井14眼，开采地下水约559万 m3，分布于太和县城区内，地下水静止水埋深34～35 m，动水位约50～60 m。

2.2 县城单位自备井

城区内自备井有21眼，主要为医院、学校、工厂等企事业单位的自备井，年开采量约为200万 m3。

2.3 县城浴池宾馆开采井

浴池宾馆有开采井32眼，年开采量约300万m3。

2.4 开发区工厂自备井

开发区内目前有自备井34眼，年开采量约420万 m3。据地下水位统测结果[1]，静水位埋深约15～20 m，动水位埋深30～40 m。

2.5 乡镇单位自备井和农村自来水厂

乡镇单位和农村自来水厂共有水井71眼，在区内分布比较零散，主要为生活用水，地下水年开采量约450万 m3。地下水静止水位埋深约6～10 m。

3 开采地下水引发的环境水文地质问题

3.1 地下水污染较严重

浅层地下水中氯化物含量极低，普遍低于200 mg/L，个别地方>350 mg/L。而弱承压水、承压水中含量极高，普遍>350 mg/L。

浅层水中硝酸盐≤2 mg/L，个别点>20 mg/L： 深层地下水均≤2 mg/L。

浅层地下水中氟化物在河道带和泛滥坡平地地区≤1.0 mg/L，河间带水中氟化物为1.0～2.0 mg/L，河间洼地>2.0 mg/L。深层地下水氟化物普遍为1.0～3.0 mg/L，个别地方小于1.0 mg/L。

地下水中砷的含量浅层水高于中深层水(弱承压水、承压水)。

地下水中重金属(铅镉铬汞)含量普遍较低，仅在双浮镇、高庙镇有三个样点超标。

地下水中氟化物、碘化物、锰、铁、三氮、砷、溶解性总固体和总硬度普遍超标，为较严重或严重污染区。

据报告，区内浅部循环系统孔隙水具有明确的盐化和酸化趋势，中间过渡系统孔隙水有比较明显的盐化和酸化趋势，深部滞流系统孔隙水具有盐化的迹象，这一趋势需要继续观察，应引起足够重视。

3.2 地下水位下降

区内农村分散式供水以开采浅层地下水为主，目前水位埋深在2.5～5 m。

中、深层地下水开采井在乡镇及农村布局比较分散，城区比较密集，开采层位以深层为主，中层为辅。城区深层地下水位埋深在30～40 m，动水位可达60 m，已经形成了降落漏斗，而且降落漏斗还在扩展，长轴方向为北西-南东向。

(1)由于中层与浅层地下水存在一定的水力联系，接受浅层的补给，造成浅层地下水位下降，使包气带厚度增加，给农民的生活和耕作产生了一定的影响。

(2)改变了地下水的循环条件，易造成水质变化。

(3)地下水位持续下降，造成粘性土压密释水，城区内已经有地面沉降的迹象，极易在汛期强降雨时积水，存在地面沉降灾害。

4 环境水文地质问题原因分析

4.1 地下水污染原因分析

太和县地下水中均有铁锰元素超标现象。主要形成原因是地层中大量的铁、锰结核及铁锰质侵染。这些铁锰质组分在淋滤、运移过程中溶解于地下水，造成含量升高。

高铁地下水在抽水过程中，由于氧化还原环境等条件骤然变化，会在井管过滤器及附近地层发生铁的氧化物沉淀，导致出水量衰减。

锰元素形成原因和铁形成原因基本相同。另外，污水中的有机质属较强的还原剂，可将锰还原为二价锰，并在水中与CO2作用而溶解，造成锰含量升高。

地下水中氟主要来源是岩土层中氟化物。高氟地下水形成，一是要有提供氟化物的岩层和有利于积累的低洼地形；二是有使氟化物浓缩富集的水位浅埋和干燥的气候条件；三是有促进氟化物的活化和向水中转移的碱性环境。

地下水中的硝酸盐氮主要来自农田施用化肥、污灌和土壤中NH4+的微生物硝化作用，NO3-N极易随土壤自由水淋溶进入地下水。

砷元素成为影响水质的主要元素之一，浅、中深层地下水As含量超标。地下水中砷元素成因以原生为主，在部分相关工业聚集区会造成人为活动成因。

4.2 地下水位持续下降原因分析

4.2.1 人类工程活动干预了地下水系统

区内地下水径流受地形及含水介质的控制，原始的地下水流动方向是自西北向东南。受地下水长期超采的影响，地下水流动方向发生了很大变化，地下水向着漏斗中心径流。

4.2.2 中深层地下水超采严重

城区中深层孔隙水超采现象严重。由于城市用水量在逐年增加，为了满足城市供水，只好掠夺性地开采中深层地下水。而中深层地下水资源总体上较为贫乏，其允许开采量是有限的。城区水源地的允许开采量应是地下水开采最起码的约束条件，但城区无节制、无计划地滥采现象仍然存在，城镇超采系数在1.64左右。

4.2.3 地下水资源开发利用布局不合理

(1)水资源开发格局上不合理，形成了单一开发利用地下水资源的格局。

(2)已开发的水源地平面布局不合理，城区已开采的井群大都集中布置在某一区域，井越打越深，越打越密，抽取的水量却越来越少。

(3)地下水开采层位的不合理

随着地表水和城区浅层地下水污染加剧，形成集中开采中深层地下水的格局。城区外围古河道含水层厚度大，水量丰富，水质较好，这部分地下水开发利用较少，这一格局也是极不合理的。

(4)已开发的水源地无节制开采、无计划的滥采已习以为常，对引发不良环境地质问题不够重视，甚至置之不理。

4.2.4 地下水研究滞后于开发利用

中深层地下水研究工作严重滞后于地下水的开发利用，应根据中深层的水文地质条件，计算出每年能开采的地下水量的临界水位，为开发利用地下水资源提供科学依据。

4.2.5 地下水资源管理水平较落后

由于地下水资源开发规模发展快，地下水资源开发利用中有许多理论、技术上的问题没有解决。因而，在地下水资源管理中往往缺乏管理依据。同时，在地下水资源管理手段上也较落后，与当代社会科技发展水平不相适应。地下水信息系统是进行地下水动态管理的有效手段，这方面工作还没有启动，水资源管理更多地停留在水资源费的征收上。

5 地质环境变化防治对策

5.1 原生高氟地下水防治措施

地氟病区改水主要途径有：

(1)改变取水层位，寻找低氟地下水源。在大部分病区存在不同层位的优质低氟水源，可通过改良成井工艺，抽取低氟水作为供水水源。

(2)促进水循环、降低水氟含量。地下水迳流滞缓是浅层地下水氟富集的主要原因。可通过人为因素改变地下水循环条件，达到降低水氟含量的目的。农村大口径井多是公用水井，用水量大，局部地下水迳流速度变大，从而减小水氟含量，因此采用大口径浅井集中供水是改善高氟地下水源的有效途径。

5.2 开采地下水引发的环境问题解决对策

5.2.1 积极开发新水源地，减少中深层地下水的开采

在旧县镇-税县镇沿沙颍河两岸一线，以及双浮-吴店集-孙寨-关集-原墙集环线，地下水有一定的开采潜力，具有建立大中型集中供水水源地的条件。充分利用发现的水源地，开发利用浅层地下水，限制中深层地下水的开发。

5.2.2 综合利用地表水和地下水

从长远考虑，依赖单一水源进行供水是不可取的。由于浅层地下水资源丰富、且调节能力强，地表水取水便捷，所以工农业供水应综合利用地表水和地下水，进行联合开发模式。

5.2.3 合理调整开采层位

深层地下水开采集中于190～250 m层位，日开采量大，应控制开采。250～340 m、360～450 m层位的地下水开采量较小。因此，深层地下水应分层开采，但应严格审批取水地段和取水量。

5.2.4 合理调整开采井布局

主城区开采井较集中，开采强度大，应减少开采井，控制开采量。

5.2.5 计划用水、节约用水

节流是最廉价的开源，供水能力的增长，要更多地依靠节约用水，依靠降低消耗来实现。因此，要提倡计划用水、节约用水，提高水资源重复利用率。

(1)要节水、就要管水。

加强水法规宣传，通过各种形式，大力开展节水法规宣传教育，提高全民水资源忧患意识和法制观念。

强化《取水许可制度》管理，不断提高规范化管理水平。

加强计划用水管理工作。计划用水，并非限制用水，而是促进合理用水，减少浪费、降低成本。要根据国家颁布的定额标准，通过水平衡测试，完善定额标准，使用水计划指标日趋科学合理。

(2)要管水，就要“养水”。

养水，就是运用科技手段，涵养水源。

不断加大水资源管理的科研方面投入，制定出地表水、地下水综合开发利用长期规划，从质量上，数量上保证水资源的持续供给，努力改善用水结构，提高科学管理水平。

在地下水水源地，分级建设水源地保护区，在保护区内应即清除有可能造成地下水污染的各种污染源。

持续努力改善城镇及农村卫生条件，合理施用化肥农药，防止浅层地下水污染。

6 结语

太和县以开采地下水源为主，与八十年代相比，中深层地下水开采量增加3倍多，从而诱发了地下水水位持续下降、水质恶化等环境地质问题。尤其是大面积的降落漏斗，中心动水位埋深达50～60 m，并开始出现地面沉降的迹象。

针对地下水开发利用过程中主要问题，应采取综合规划、综合调控、综合利用的原则。浅层地下水主要适合于解决农业灌溉和农村人畜用水；深层地下水资源有限，开发利用必然以地面沉降为代价，目前的关键问题是开采过于集中。应逐步调整深层地下水开采布局，以适当强度分散开采，主要用于城镇生活供水为妥。城镇工业用水供需矛盾突出的地区，应早作规划，通过开发利用浅层地下水，引调外水，或调整产业结构来解决城镇的工业用水问题，但不管通过何种方式都不能以牺牲社会经济的发展和生态环境为代价，从而保证水资源的持续供给和永续利用。