马鞍山市地下水资源开发利用及保护对策探讨

李 雷

(安徽省地勘局第二水文工程地质勘查院，安徽 芜湖 241000)

马鞍山市位于长江中下游、安徽省的东部。近年来，随着人口增加、经济与城市的发展，水资源需求量迅速增加，水资源短缺已成为全球性问题。同时，由于水资源的开发利用及污染日益加重，水环境不断恶化。因开发利用地下水而引起的许多环境地质问题，如区域地下水位持续下降、水质恶化、地面沉降等公害，对人民生活与工农业建设带来了严重影响和巨大损失。如何做到地下水可持续利用，防止地下水公害的发生与发展，对马鞍山市社会经济的可持续发展起到积极作用。本文正是基于这一点，分析地下水资源的分布特征，提出了马鞍山市地下水资源可持续开发利用战略方案和保护对策。

1 地下水资源量评价

地下水资源评价是为马鞍山市水资源规划、管理提供科学依据的重要工作。地下水资源计算的可靠性，取决于计算分区划分的合理性和计算公式选择的正确性，尤其是如何正确引用各类参数。

本次地下水资源的计算是在查明流域特征和含水岩组水文地质条件基础上进行的。地下水资源分区以不同的地下水系统为基础，充分考虑到地下水补给、径流、排泄条件的统一性，亚区是在地下水系统分区的基础上，根据含水岩组类型和水力性质的差异而划分的。

在计算地下水天然补给资源时，不同的含水岩组类型采用了不同的计算方法。松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水的天然补给资源量采用补给量法进行计算，碎屑岩类孔隙水、岩浆岩类裂隙水天然补给资源量采用径流模数法进行计算。其中，主要的参数(水力梯度、降水入渗系数等)是根据计算块段的实测钻孔数据及区域水文地质资料得来的，因此，参数的选择较为合理，计算结果具有一定的可靠性。

结果表明：马鞍山市多年平均地下水天然补给资源量合计为7.154亿 m3/a(见表1)。其中，松散岩类孔隙水天然补给资源量为6.310亿 m3/a，所占比例最大，为88.21%；碳酸盐岩类裂隙岩溶水天然补给资源量为0.610亿 m3/a，所占比例为8.53%；碎屑岩类孔隙水天然补给资源量为0.221亿 m3/a，所占比例为3.09%；岩浆岩类裂隙水天然补给资源量为0.012亿 m3/a，所占比例为0.17%。

表1 马鞍山市天然补给资源量统计表 万m3/a

马鞍山市地下水天然补给资源模数为16.15～20.08万 m3/km2·a，平均天然补给资源模数为17.79万 m3/km2·a。地下水天然补给资源量的分布受水文地质、气候、水文和水资源开发利用等因素的影响，全区孔隙水天然补给资源模数为5～30万 m3/km2·a(见图1)，其中波状、浅丘状平原为5～10万 m3/km2·a，河谷平原为15～30万 m3/km2·a；基岩裂隙水天然补给资源模数为5～10万 m3/km2·a；岩溶水天然补给资源模数为20～50万 m3/km2·a。

图1 马鞍山市地下水天然补给模数分区图

2 地下水开发利用现状

马鞍山市地表水系较发育，属长江水系，主要河流有长江、水阳江、青山河、姑溪河、采石河、裕溪河、牛屯河、姥下河、得胜河、清溪河、滁河等，湖泊有石臼湖、丹阳湖等，地表水资源相对丰富。区内以地表水作为主要的供水水源，地下水开发利用程度较低，主要为农村分散开采为主。未通自来水的地区，地下水是其主要的供水来源，已通自来水的村庄，已有水井仅作为生活洗涤用水使用或自来水停水时的备用水源。

受含水岩组富水性的制约，基本无规模集中开采的地下水水源地。丘陵区，尤其是岩溶裂隙水分布区，地下水资源相对丰富，当地因地制宜，将地下水用于生活及农业灌溉，部分泉水出露地带，当地居民还采用护坡引流的方式充分利用地下水资源；丘岗地带，地下水资源不但分布贫乏，而且分布极不均匀，大多数农村主要采用大口径土井开采浅层孔隙水或下伏基岩顶部的风化带网状裂隙水，单井涌水量一般小于5 m3/d，基本可满足家庭生活用水，据统计，在未通自来水的农村，分散供水井在生产和生活中起着重要的作用，几乎每家都有一眼水井，水井深度深浅不一，一般为8.0～15.0 m，井深与松散层厚度有关，一般穿过松散层后深入基岩风化带2～3 m，井口直径0.4～0.6 m，井结构为砖沏或水泥管；单井开采量与家庭人口成正比，一般小于0.2，有的仅为0.01 m3/d，冬季更少；河谷平原区，地下水资源较为丰富，单井涌水量较大，井深一般与砂层顶板埋深有关，至砂层有水涌出即终孔，井深一般小于10 m，开采程度受经济条件制约，但这些地区地下水重复利用率普遍较低，节水意识有待提高。

根据马鞍山市水资源公报，全市总用水量为33.26亿 m3，地表水源供水量为33.17亿 m3，地下水源供水量为0.09亿 m3，地表水和地下水供水比重分别为99.7%和0.3%。农田灌溉用水量为8.26亿 m3，占总用水量的24.8%；林木渔畜用水量为0.51亿 m3，占总用水量的1.5%；工业用水量为22.75亿 m3，占总用水量的68.4%；城镇公共用水量为0.40亿 m3，占总用水量的1.2%；居民生活用水量为1.09亿 m3，占总用水量的3.3%；生态环境用水为0.25亿 m3，占总用水量的0.8%。从用水结构上看，工业用水所占比重最大，其次为农田灌溉用水，所占比重最小的为生态环境用水。

3 地下水开发利用分区

通过对马鞍山市地下水资源分布特征分析，结合马鞍山市地下水开发利用现状，在遵循“地表地下水相结合，因地制宜，开源节流，合理开发，综合利用”的原则指导下，划定了马鞍山市地下水资源开发利用分区。马鞍山市地下水资源开发利用分区共分为不适宜开采区、一般开采区、开发利用潜力区、规划水源地区4个区(见图2)。

图2 马鞍山市地下水开发利用分区图

3.1 不适宜开采区

不适宜开采区面积为1 758.64 km2，约占总面积的43.43%，主要分布于工作区西部及东北部的丘陵区、浅丘状平原区及波状平原区，区内地下水开采条件及水质较差，现状、规划期内开发利用条件差。

3.2 一般开采区

一般开采区面积为1 085.71 km2，约占总面积的26.82%，主要分布于工作区东部及西部的小河流河谷平原，人口密度较小，第四系松散孔隙含水层富水性一般，单井涌水量10～100 m3/d，地下水资源模数为15～20万 m3/km2·a，地下水开采现状基本呈散点状，为单独个体民井取水，很少或无以行政村为单位的集中供水井。本区地下水开采量较小，利用程度较低，为一般开采区。

3.3 开发利用潜力区

开发利用潜力区面积为1 204.65 km2，约占总面积的29.75%，主要分布于工作区长江及其支流两侧的河谷平原，第四纪覆盖厚度大，水文地质条件好，地表水与地下水联系密切，水质较好，水量丰富，单井涌水量1 000～3 000 m3/d，地下水资源模数为20～30万 m3/km2·a，可加强地下水资源开发利用程度，增强开采。

3.4 规划水源地区

规划水源地区主要分布于姥桥镇、采石矶及石桥镇-黄池镇一带，总面积为481.39 km2，根据水文地质钻探及抽水试验资料，区内三个应急水源地单日可开采资源量总和为27.31万 m3。

4 地下水资源保护区划分

地下水资源保护区的划分必须考虑经济上的合理性和技术上的可行性。要求过严，则对经济发展制约较大，且技术上一时也难以达到；要求过宽，则达不到防止污染，保护地下水资源的目的。

根据马鞍山市地下水的补径排条件及地下水赋存特征，结合地貌特征、地质构造及边界条件，按含水层、隔水层的分布特点，通过对水位埋深、含水层上覆地层岩性和厚度进行赋值，确定综合系数得分，最终生成工作区地下水资源保护区分区，各区分述如下：

4.1 Ⅰ类保护区

主要分布于长江及其支流两侧的河谷平原和西部的碳酸盐岩分布区，面积为1 408.16 km2，占工作区总面积的34.78%。该区河谷平原区水文地质条件好，地表水与地下水联系密切，水质较好，水量丰富，为应急地下水水源地的首选地段；碳酸盐岩分布区岩溶裂隙发育，水量丰富，单井涌水量一般为1 000～3 000 m3/d，泉流量10～100 L/s，且沿裂隙或岩溶通道径流，有利于地表水和地下水的补给。由于该区地下水防污性能较差，需加强对地下水的保护，因此，综合评价为Ⅰ类保护区。

4.2 Ⅱ类保护区

主要分布于工作区较小河流的河谷平原和西部的碎屑岩分布区，面积为1 416.81 km2，占工作区总面积的34.99%。该区地下水类型以松散岩类孔隙潜水及碎屑岩类裂隙水为主，富水性一般，单井涌水量10～100 m3/d，地下水防污性能为中等。现状地下水开采量较小，利用程度较低，基本呈散点状，为单独个体民井取水，很少或无以行政村为单位的集中供水井。因此，综合评价为Ⅱ类保护区。

4.3 Ⅲ类保护区

主要分布于工作区的波状平原，面积为1 224.03 km2，占工作区总面积的30.23%。该区地下水类型以松散岩类孔隙潜水为主，水量极贫乏，单井涌水量<10 m3/d，现状地下水开采量较小，利用程度较低，地下水防污性能为较好。因此，综合评价为Ⅲ类保护区。

5 保护对策分析

地下水资源可持续利用是经济社会全面协调可持续发展的基础支撑条件。新时期的地下水资源保护战略应实现从重开发、轻保护到保护与开发利用并重的战略转变，加强地下水源保护，减少人为水灾，促进人水和谐。

在此次水文地质调查的基础上，以马鞍山市地下水资源及地质环境特征等方面为依据，在地下水尤其是应急水源地地下水未集中开发之前，提出以下地下水开发利用和保护建议：

(1)加强地下水资源的管理。地下水的管理应当实行全面规划、合理开发、科学利用、严格保护的方针，并坚持采补平衡的原则。加强地下水开发、利用计划和年度用水计划的制定和组织实施工作。在农村地区可以推广浅井零星开采、分散家庭式的供水方式。可以根据水质类型，选取适当的水处理方式，使地下水达到生活饮用水标准，鼓励村民使用地下水。

(2)加强对地下水水源地保护。应急水源地规划后，树立保护标志，对周边可能存在的污染源(生活垃圾场等)进行搬迁，有效控制周边人类活动对地下水的污染。

(3)制定保护地下水源的政策法规，加强工业废水的回收利用。控制好地表污染源、农村管理好厕所、粪坑和垃圾等。水源地区域目前主要是农业用地，农业生产过程中使用的农药、化肥等易污染地下水，因此应对农药、化肥的使用进行控制，发展绿色现代农业，控制地表污染源。

(4)提倡节约用水，推广农业节水灌溉。节水灌溉，是科学的、现代化的、减排的灌溉，往往与农作物施肥、使用农药相结合，能有效地控制农业污染，兴建“节水型住宅”，提高工业用水的反复多次使用率。

(5)统筹规划，合理平衡水资源。合理开采地下水资源，实施地下水人工调蓄，建立地下水资源的分级预警制度，加强地面沉降监测工作。