凤城市城区段地下水开发利用现状及开采潜力分析

翟增辉 刘东华 鄂睿 石亚男

摘  要：地下水资源的合理开发利用是城市维持社会经济与生态环境和谐发展的重要保障。凤城市城区段现状年开采利用地下水650.05万m3，现状地下水开发利用量占可开采量的比例较小，地下水仍具有较大的利用空间，开采潜力巨大。根据区域地下水可开采量及现状开采量，分析凤城市城区段不同行政分区的地下水开采潜力，并对未来地下水开采提出合理的开发和保护建议。

关键词：凤城市;地下水;开发利用;开采潜力

中图分类号：P641.8    文献标识码：A     文章编号：1671-2064（2020）03-0000-00

0引言

地下水作为水资源的重要组成部分，因其存在空间分布的广泛性及开采的便捷性，在许多地区都被广泛地开发利用。目前凤城市区内的地下水用户较多，分布广泛，对地下水的开采处于无序状态，关于城区内地下水的开发与利用缺乏整体性规划。因此，需要在地下水开发利用现状的调查统计基础上，分析凤城市城区段的地下水开采潜力，为未来凤城市地下水资源的开发利用和水环境保护提供科学依据[1-2]。

1研究区概况

凤城市隶属于辽宁省丹东市，位于辽东半岛东部，地近黄海北岸，是辽宁省水资源较为丰富的地区之一。凤城市城区段辖凤山区、草河区及凤凰城区共三个行政区，介于E124°0′～ E124°14′，N40°20′～ N40°34′之间，涵盖面积约333km2。研究区范围及行政分区情况详见表1。

2地下水开发利用现状

2018年凤城市城区段现状地下水用水户类型共分为三类：生产用水、生活用水及水源热泵系统用水。生产用水主要分为以下几个方面：以地下水作为原料生产矿泉水等饮品的企业用水;以地下水作为企业生产冷却的循环水源，该种类型的用水特点是日仅需补充一定的循环池缺水量，新水提取量较少;食品厂进行清洗原材料及加工成品的生产用水;建筑业进行生产而使用的生产用水。生产用水时间依不同企业的生产规律分为淡季生产期和旺季生产期，年用水总量统计为55.37m3/a。生活用水的主要用途为企业、酒店、工厂内部的卫生用水、浴池淋浴用水及洗车行用水，用水时间较为分散，依据各行业的实际用水规模，年用水总量统计为26.53万m3/a。水源热泵用水的用水户的用水强度和热泵系统的供暖、制冷面积成正向关系，且日开采量因使用单位的性质也呈现用水时段的差异，故该用水项目的日用水量、用水强度差异性较大，年用水总量统计为568.15m3/a。

在凤城市城区段所辖的三个行政分区中，凤山区工业发达，辖区内含大量规模不同的生产单位，其中有多家以地下水为原料进行生产的企业;草河区因自来水管网尚未全面普及，用水方向多为生活用水，个别企业采用地下水作为生产过程中的冷却循环水源;凤城市中心地带主要集中在凤凰城区辖区内，该范围用水户较为集中，从用水户的数量上看，生活用水占半数以上，主要用水行业为各大浴池、酒店及洗车行，其次为水源热泵项目用水，用水行业集中在各大商场、医院、学校，该区工业不发达，因此生产用水相对较少。凤城市城区段各行政分区不同行业现状年用水量情况及现状年地下水开采量占地下水储量比值见表2和表3。

凤城市城区段现状年开采利用地下水650.05万m3，仅占地下水静储量的7.06%，地下水现状开采总量占静储量的比例较小，其中凤凰城区所占比值为29.53%，凤山区所占比值为5%，草河区所占比值仅为0.123%，地下水仍具有较大的利用空间。

从水位观测结果可以看出，目前的各井点开采状态均未达到允许开采的水位降深限定范围，因此凤城市城区段范围内暂不存在地下水超采现象。从水质监测结果可以看出，目前市区内整体范围的地下水水质优良，地下水均为无色、无味、无嗅和透明，一般化学指标及毒理学指标、细菌学指标均符合饮用水标准，地下水类型在Ⅲ类及以上级别，说明在现状地下水开采情况下，开采活动尚未对地下水水质造成不良影响。

3地下水开采潜力分析

凤城市城区段现状年地下水开采总量为650.05万m3，地下水可开采量为16863万m3，现状开采量占可开采量的比例较小，仅占地下水可开采量的3.85%，地下水开采潜力较大，年地下水开采潜力为16212.95万m3，各行政分区地下水开采潜力详见表4。

虽然现状调查的结果显示凤城市城区范围暂未出现地下水超采，但仍需对地下水开发利用进行规划，避免因开发利用不当造成难以修复的环境与生态问题。根据区域水资源可开采量及现状开采情况的统计，划分开采潜力区，鼓励未来开发地下水项目在开采潜力较大的区域进行，在开采潜力较小的区域暂时停止新增开采地下水的项目，保持水资源的平衡，促进人水和谐与持续发展[3]。

凤城市城区段现状地下水的开发利用量占全部可开采量的比例相对较小，地下水利用的潜力巨大。但在市区范围内，由于工厂和居民相对集中，形成集中开采地下水的现象，虽然尚未引起水质恶化和水量减少等一系列后果，但开采前景不容乐观，必须制定合理的开采方案，对区内的地下水资源进行科学管理、合理利用，防止因无节制地集中开采而造成地下水开采漏斗和地面沉陷等现象。凤城市中心主要集中在凤凰城区，该区域人口密集，与地下水联系密切，对地下水的利用和影响较大。根据抽水试验结果，凤凰城区地下水含水层渗透性存在一定的差异，绝大多数的含水层渗透系数在5m/d范围内，局部井点的渗透性在5-10m/d，少数区域在10-30m/d，按照潜水的限定降深10m考虑，计算单井的影响范围在80-300m之间，出于对其他用水户的正常用水保护，新开采地下水的取水井与现有其他用户井点之间距离宜不小于300m。

4地下水开采建议

因实际钻井的井点出水能力存在差异，从开采量的角度控制不超采较为困难，以水位控制不超采则较为直观。从多年的水位动态监测结果看，凤城市城区段地下水位的年变幅范围大致在1.02-5.03m范围内，日常开采过程中的水位降幅在2.0-7.5m之间，在限定降深范围内，说明区域内地下水并未超采。在今后的地下水开发利用上，对于新增加的地下水开采户，提出以下几点开采建议：

（1）新增开采户的井位宜设置在河道附近冲积平原、山间谷地附近地段。该区域具有良好的水文地质条件，具有一定的储水、汇水条件，开采到可观数量及质量的地下水概率较大。井深多选取在穿透岩石风化带网状裂隙的范围，范围约在30-50m。在结合物探解译出深部储水构造的情况下，也可选取合适位置适宜将井深扩大。

（2）新增用水户的选址应在临近其他取水户用水的影响范围以外，避免用水过程中彼此之间的相互干扰。

（3）新增用户的成井工艺，下部岩石的密实度相对较好，可在深部选择岩石裸孔。

（4）用水过程中严格按照限定降深控制，限制开采过程中的水位降深范围，保证水资源的可持续开采与水均衡使用。

（5）地下水的污染渗透路径很长，对取水构筑物要严格采取防护措施，设立用水保护区，防止井水污染。

5结论

通过对地下水开发利用现状的调查统计，凤城市城区段范围内暂不存在地下水超采现象，区域内地下水储量丰富，可开采量尚有较大的利用空间，地下水开采潜力巨大。因此，在保持地下水均衡和加强污染防护的条件下，可以进行合理地开发利用。

参考文献

[1]朱晓强.上海市大浦东地区地下水资源开发利用现状及潜力评价[J].水利规划与设计，2019（11）：43-46.

[2]罗其海，唐仲华，何沛欣.洪湖市地下水資源评价及开采潜力分析[J].长江流域资源与环境，2015，24（Z1）：46-52.

[3]李建宇.肇源县地下水资源评价与开采潜力分析[J].黑龙江水利科技，2013，41（11）：176-177.

收稿日期：2020-01-06

作者简介：翟增辉（1972—），男，满族，辽宁凤城人，本科，高级工程师，研究方向：水利工程。