重庆市红层区地下水开发利用的问题与对策研究——以重庆市江津区红层区为例

张海珍，周诗建

(重庆工程职业技术学院 a.继续教育学院; b.资源与安全学院，四川 重庆 402260)

0 引 言

重庆市位于四川盆地东部边缘丘陵区，该区域因广泛分布有一套从侏罗纪到白垩系的呈红色的河湖相沉积岩和泥岩地层而被称为“红层”[1-3]。重庆市红层区分布范围包含31个区(县)，占幅员面积约60%，其中严重缺水的有23个，水资源缺乏是红层区居民生产生活普遍面临的重要问题之一，也是突出的“三农问题”[4-6]。据相关研究成果统计，重庆红层分布区域涉及人口约960万人，用水不安全人口698.6万人，其中常年饮水困难人口超过170万人，严重制约了区域经济社会的持续发展和生产生活环境的改善[7-9]。红层区地下水是指在红层中蕴藏的地下水，其地下淡水主要为风化带裂隙水，发育深度一般为20～30 m[10]。

为缓解红层区人畜用水及农业生产等用水困难问题，重庆市人民政府在全市红层区域实施红层打井工程，取得了巨大的社会效益，被重庆市政府确定为八大民生工程之一。截止2017年，已打井近30万口，缓解和解决了100多万农户的饮水问题，为解决重庆市红层区农村饮水困难、饮水安全及区域经济发展做出了突出贡献。本文在对红层区富水规律和缺水原因进行分析和梳理的基础上，以重庆市江津区红层区为例，通过文献分析和实地调查，摸清了红层区打井工程及机井利用的基本情况，探索梳理了地下水开发利用面临的问题和困境，并提出红层区地下水开发利用的对策和方向，对进一步合理开发利用地下水资源具有重要的意义。

1 研究区概况

江津区位于重庆市西南部，四川盆地东南边缘，N28°28′31″-N29°28′27″、E105°49′11″-E106°36′18″，幅员面积3 218 km2，地势南高北低，属中亚热带湿润季风气候，年均降雨量1 001.2 mm，年均蒸发量805.5 mm，境内河流主要是长江水系，高温、干旱及低温阴雨是主要气象灾害。2018年，全区户籍人口149.3万人、农村人口77.1万人，地区生产总值902.3亿元，较2017年增长10.0%，第一产业93.1亿元，增长4.7%，对经济增长的贡献为5.0%。江津区是重庆市红层区缺水严重的23个区(县)之一，缺水是农业生产发展的重要障碍，严重影响了区域农村居民的生产、生活及生态环境建设。

1.1 红层分布及岩性概况

江津区的红层地层区域主要涉及慈云、西湖、永兴、李市、贾嗣、杜市、先锋等17个镇(街道)共计89个行政村，主要有第四系松散堆积层(Q4)、侏罗系(J)、三迭系(T)地层，其中侏罗系地层分布最广，占全部红层地层的90%以上，第四系面积最小。侏罗系地层包含了侏罗系上统蓬莱镇组(J3p)至下统自流井组(J1-2z)的一套地层。本次调查选择了侏罗系地层分布集中且地域比邻的西湖镇、贾嗣镇、慈云镇、杜市镇、先锋镇作为典型区域。研究区侏罗系红层地层主要为侏罗系上统蓬莱镇组(J3p)至下统自流井组(J1-2z)的一套地层。典型区域侏罗系地层基本概况见表1。

1.2 红层地下水类型及富水规律分析

实地调查表明，研究区红层区根据地下水含水介质及赋存情况，其地下水主要有红层风化带裂隙水、浅层红层承压水和红层溶孔裂隙水三大类。本区域总体上地下水埋藏深度较浅、水源为分散补给，主要为分散径流和排泄。本文以分布最为普遍的红层风化带裂隙水为例，说明其地下水富水规律。

表1 研究区侏罗系地层及岩性概况

注：资料来源于重庆市国土房管局2015年科技计划项目《红层找水机井维护技术及应用》。

研究区红层地层风化带裂隙水分布普遍，主要是浅层风化带裂隙水，富水性总体上较弱且各地差异极大，在个别地段，当其地貌、岩性、地质构造及水文网等各种地下水富集的内在条件和外部因素配置适当的情况下，地下水相对富集而多。所以，风化带裂隙水区域大部分地区表现为地下水较少，相对富水地段呈点小区域状分布。浅层风化带裂隙水主要分布于宽缓向斜轴部，地貌上主要表现为台状地形、相对平坦，发育了具有一定厚度的表层风化壳，从而提供了地下水的赋存条件。

研究区降雨量充沛，平均在1 000 mm左右且雨季较长，为地下水提供了相对充足的补给来源。同时，河网发育，大部分为常年河流，水田、坑塘较多，蓄水时间较长，也为地下水补给提供了重要来源。研究区红层具有较为宽阔的露头区，有助于接受地下水补给，但岩性、地形及构造等条件决定了该区域吸收的补给水不多。因此，总的来看，研究区地下水补给条件较差，这是区域贫水的重要因素。

1.3 缺水原因探析

经实地调查和对典型区域部分居民的访谈，研究区红层区缺水的主要原因为：

1.3.1 气候干旱造成季节性缺水

重庆市农村区域人畜饮水主要取自于表水来，如水库水、河流水、蓄水池水、坑塘水、水田水、水井水等都是重要水源，其供水状况受天气控制和影响较大。研究区为季风性气候，年降水量较丰富但季节分配不均匀，在干旱季节或遇到极端气候年份，降雨量偏少，则区域人畜饮水困难、生产用水缺乏。对居住在丘陵山地岭脊区域的居民，人畜饮水更为紧缺。就研究区而言，每年5-10月份降水占全年的约80%，6-8月份占近60%，其他月份降水较少，从而造成了季节性水源短缺。

1.3.2 水利设施不足，饮水工程供水能力低

研究区为季风气候，降水季节性分配不均匀，降水主要集中在夏秋季节。由于降水集中，加上丘陵、山地为主的地形，地表径流集成较快，拦蓄径流困难，区域水利设施建设不足，农村人口为单家独户的分散居住较多，诸多原因导致了区域内的居民生产、生活等用水依靠当地水利工程解决的难度就相当大。 同时，研究区以前修建的一些引水工程如水厂，因年就失修、设备老坏、水源有限，因此相当一部分不能正常供水或供水能力不足，无法满足人畜及生产用水需求，农村地区更是如此。

1.3.3 生态环境破坏，水源污染，水质降低

伴随城镇建设、工业发展，各地工程建设项目增多，经济建设的推进，导致研究区植被及生态环境遭到不同程度的破坏，不少地方出现了程度不等的水土流失等问题。植被及地表的破坏，使区域土壤对地下水的调蓄功能大为减弱，从而使地下水的补给量逐渐减少。另外，研究区工矿企业不断增多，工厂向周边排水废水、废渣、废气等污染物量逐步增加，部分河流、鱼塘、水田等水源受到不同程度的污染，水质恶化，如吴滩镇的城镇排污对养殖和饮水的影响即是如此。生态环境的破坏短期内无法恢复，水质污染未经处理无法饮用，而农民自身限于经济和技术水平又无力完成，这样就加剧了区域人畜及生产用水的进一步缺乏。

1.4 打井工程概况

为更好地解决红层地区分散农户人畜饮水困难，根据重庆市规划和自然资源局、重庆市财政局的要求，由江津区规划和自然资源局委托重庆市地勘局208水文地质工程地质队开展红层找水“民心工程”工作。2007-2016年，江津区在先锋镇、朱杨镇、嘉平镇、吴滩镇等17个镇(街道)实施浅机井打井工程，共计打井18 451口，解决了76 217人的饮水困难问题。已实施打井工程中，单井水量总体上较小，单井涌水量一般在0.30～10.00 m3/d，最大涌水量达38.4 m3/d，故本区供水水文地质条件中等(水量、水质基本能满足饮用水要求)，为基本适宜一户一井供水区。打井工程受到当地政府及村民的欢迎和高度认可，为促进区域经济社会发展和保持社会和谐稳定起到重要作用。典型调查区红层打井情况见表2。

表2 研究区典型调查区红层打井情况表

注：资料来源于重庆市江津区国土资源和房屋房管局相关统计成果。

2 地下水开发利用现状及面临的问题

充分合理开发利用地下水资源，解决红层区的缺水问题，事关区域经济社会发展和人民生活。红层打井工程既是“民心工程”更是“扶贫工程”，政府高度重视，人民群众十分支持，密切了干群关系，促进了社会和谐，使干部群众聚心聚力、齐奔小康。调查表明，研究区农村经济发展落后，缺水是制约农村经济发展的重要因素，通过红层打井开发利用地下水资源，在一定程度上缓解了这种限制：一是在居民住宅附近打井后，村民无须远距离找水，节约了劳动力，从而更好地投入到农业生产中及副业发展中；二是因为打井后，解决了居民生活用水，其余水源可以用于种植业、养殖业的生产用水，发展庭院经济，从而增加居民的收入，为精准扶贫、脱贫、建设美丽乡村及实现乡村振兴做出重要贡献。

红层打井是研究区地下水资源开发利用解决缺水问题的主要方式，调查中发现，机井使用2～3年后，不少机井出现了水量减少、井底泥沙淤积等问题。主要表现为：

2.1 机井泥沙淤积严重，机井水质下降

调查发现，研究区有8口机井泥沙淤积较多，影响了正常使用和功能发挥。重庆市红层区机井很多都分布在泥岩地层上，泥岩地层表面风化剥蚀而形成细小颗粒通过裂隙搬运沉积于井底。同时，由于机井内壁的风化剥蚀、有的机井井口周边没有修建护壁或遭到破坏等原因而导致在雨天将泥沙直接带入机井沉积。泥沙沉积于井底达到一定数量和厚度时，一方面会造成对水泵的磨损，井水含沙量增加，影响水质；另一方面会造成细菌的滋生并超标，水中产生悬浮物，井水有臭味等，人畜饮用后引起健康问题。

2.2 地下水位季节变动，机井出水量减小

研究区及重庆市的红层区打井工程利用的主要是浅层地下水，其水源补给主要来自于大气降水，因此受区域大气降水量的影响较为强烈。同时，机井的出水量取决于机井周边岩层裂隙中的含水量及导水系数。研究区属于季风性湿润气候，雨季旱季分明，高温、干旱是主要气象灾害。干旱季节降雨减少较多，地下水缺少补给来源，机井周边的岩层含水量不足，导水系数降低，机井中水量减少。因此，研究区在雨季因降雨较多，机井中的水量能有保障；而在旱季，则因地下水缺少补给来源而造成当地人畜饮水等困难。

2.3 后期管护缺位，机井损坏较多

研究区及重庆市红层区打井是一项民生工程，基本都由政府出资。机井投入使用后，由于村民缺少机井维护的意识和技术方法致使机井的损坏较为严重。调查区有9口机井的井台或者机井护壁都有不同程度对的损坏，个别机井的井壁垮塌，甚至因堵塞使机井不能使用，危害较大。机井受到损坏后，遇到降雨天气，地表水以及地表的有害污染物质就会伴随雨水直接流入井水中，污染井水而使水质下降。

3 红层区地下水开发利用对策及措施

红层区机井使用功能的退化，导致部分“病态机井”，不仅造成地下水资源浪费，更影响了居民的身体健康，危害较大。因此，应当从根源着手，采取有效措施，提升红层区地下水资源的利用率和用水质量，助力于区域社会经济发展和方便人民生活。结合调查及区域实际，提出如下对策：

3.1 开展红层区打井工程对农户生活影响状况评价，探寻问题根源

实施中，由县级人民政府组织，规划和自然资源局牵头，卫生、财政等部门及乡镇政府配合，在深入调查研究的基础上，从红层打井工程实施后对农村生产生活环境改善、经济收入增长、机井供水能力、井水质量及机井的后期维护和利用等方面构建评价指标开展评价，评价结果中找准关键问题，对症下药，拟定政策措施，由相关部门和镇街负责落实，有序提升地下水资源的有效利用。

3.2 强化部门职责，实施联动监管，推进机井持续利用

红层地下水资源的开发利用是一个有机系统，涉及到诸多方面和环节，需要多部门协调配合，明确各部门职责，实施联动监管。研究区调查表明，主要由规划和自然资源局、财政管理部门、卫生管理等部门构成联动监管的主体，各部门主要职责建议见表3。

3.3 组织村民开展技术培训，提升机井维护技能和自我管理意识

由规划和自然资源局牵头，在财政、卫生防疫、安全监察等部门安排技术管理人员，在红层打井工程承担单位挑选业务骨干人员组成培训小组，由各镇街负责组织红层机井区域村民或村民代表，以镇为单位开展培训。培训内容包括机井泥沙淤积缘由、水泵工作原理、机井淤泥清洗、机井井台或护壁的维护、井水生物及化学污染等影响水质的原因及预防措施等等，增强当地居民对机井维护的基本知识和基本技术，提升自我维护的责任意识。针对学习培训情况，在每个村选择一个优秀的年轻学员作为机井维护的技术骨干，负责本村域内的机井维护技术指导，并按年度给与适当的误工补贴，经费由镇政府落实。

表3 研究红层区地下水开发利用工程涉及的主要部门和职责

4 研究结论

本文在红层区地下水资源开发利用相关文献梳理分析的基础上，以重庆市江津区红层地下水开发利用为案例，通过实地调查和村民走访，深入分析归纳了研究区红层分布与岩性特征、红层地下水开发利用现状及存在的主要问题，并从政府、各部门、技术承担单位及村民自身等角度和层面提出了解决红层区地下水开发利用中存在的关键问题的主要方法，措施具体，具有良好的可操作性，在一定程度上有助于丰富红层打井及地下水资源的开发利用的理论和技术方法，并对在红层区开展美丽乡村建设、区域精准扶贫和实现乡村振兴等提供一定的实践支撑，因此具有较好的理论和实践意义。