广州市增城地区地下水水源地现状及保护措施探讨

董 娜

(广东省地质调查院,广东 广州 510080)

0 引言

随着工业和农业的发展,我国已经处在农业社会向现代化社会过渡的阶段,城市化进程不断加快,城市规模不断扩大,城市经济发展对地下水的需求越来越大,现阶段一方面社会用水需求量不断增加,而另一方面水污染日益严重并导致符合饮用水标准的水资源质量下降、数量不断地减少。在我国华南的珠江三角洲地区,加上枯年枯季珠江上游来水减少及咸潮上溯的影响,水质性缺水逐年严重,水资源危机已逐渐显现。如果一旦遭遇突发性事故(如有毒有害化学物资泄漏)、恐怖活动、化学战争(核战争、细菌战争)等造成江河水体污染,对于缺乏第二水源和全部利用地表水供水的珠江三角洲地区而言,城市供水安全和几千万人口的饮水问题将更加严峻。为适应城市化进程的要求,应加强地下水作为应急供水水源的可行性调查和保护[1]。

1 增城地下水水源地概况

1.1 水文气象条件和地质环境

增城地下水水源地位于珠江三角洲经济区内,增江流域内,处于亚热带海洋性气候,受海洋性暧湿气流活动影响,总体气候特征表现为风害多,暴雨频,雨量集中,夏长冬短,气候较温和,区内河网发育,地下水补给充足[2]。研究区地层发育很不完善,水源地地层主要为第四系地层,水源地主要断裂带为罗浮山断裂,分布于研究区中部石滩镇、三江镇、福田镇罗浮山南缘一线,断裂局部第四系覆盖,主要的表现特征是控制东莞盆地北缘。区内冲洪积、三角洲平原区沉积有砂层、砾石层等,有大量松散岩类孔隙水赋存[3-4]。

1.2 水源地分布和边界条件

研究区地下水水源地主要分为两部分,分别处在增城南部及北部,两部分水源地均是一个以松散岩类孔隙水为主的傍河型水源地,地下水水源地主要含水介质为河流相沉积层,其富水性较好;水源地范围内基岩含水层根据水文地质钻孔抽水试验可知,基岩含水层的富水性较差,基岩含水岩组不作为主要含水介质进行评价。

水源地的边界划分原则以松散层富水性及地下水的补给、径流、排泄特征进行边界的划分,水源地周边低山丘陵及河流主要作为划分边界。在查明增城县幅水文地质条件的基础上,根据水源地地下水的富水性、水质特征及开采条件划分出水源地。

1.3 水源地补给、径流和排泄条件

(1)南部水源地除接受大气降水补给外,所处区域地表水网发育,第四系松散沉积物广泛分布,地下水与地表水水力联系密切,增江从水源地穿过,丰水期或者涨潮期河水位高于地下水位,河水顶托,地表水补给地下水[5];在水源地的北面为丘陵、残丘或剥蚀台地地貌,基岩裂隙水的侧向越流补给成为水源地地下水的重要补给源;天然条件下,地下水除接受大气降雨、地表水、侧向越流补给外,农田灌溉水下渗也是水源地重要补给来源。水源地三角洲平原区为主,不仅是地下水的补给区,主要为地下水的汇集区,水力梯度降低,地下水径流速度相对较慢。地下水主要含水层岩性为砾砂、中粗砂、细砂等,上覆地层主要为粘土、粉质粘土及填土,形成相对隔水顶板,使得主要含水层为承压或微承压水。排泄方式主要为地表蒸发、工农业用水及枯水期排入地表水体。

(2)北部水源地周围以丘陵、残丘或剥蚀台地地貌为主,出露块状岩类裂隙水,为地下水的主要补给区,增江从水源地侧面流过,丰水期为水源地主要补给地表水,大气降水也是水源地重要补给源[5]。水源地以增江冲积沉积第四系砂层为主要含水单元,因为地形起伏相对较大,地下水径流较快,地下水水质更新迅速,水质较好,因为靠近增江,地表水为其主要排泄方式,其次为地表蒸发及工农业用水。

2 水源地地下水赋存条件分析

(1)南部水源地属于东莞断陷盆地,是东江水源地的重要组成部分[6]。南部水源地分布在石滩镇—三江镇—福田镇,面积为132.81 km2。南部水源地为三角洲平原及冲洪积平原区,水源地北面边界为低山丘陵,中间为零星分布低丘的平原,地貌以冲洪积平原及三角洲平原为主,局部有残丘点缀;断裂和盆地,对地下水的赋存有着明显的控制作用[7]。地貌条件对地下水的形成及补给、迳流、排泄条件起决定性作用。此水源地含水砂层及砂砾石层一般为单层,部分地区有2～3层,多层含水层地区一般没有稳定的隔水层,水利联系密切,有大量松散岩类孔隙水赋存。河道两侧含水层较厚,富水性好,三江镇大江圩村为古河道,富水性好;水源地南部为东江及增江冲积平原,含水层厚度较大,富水性较好,含水量基本为中等;远离河流地段及山间平原谷地富水性减弱。由于岩性及其厚度变化较大,故其富水性很不均匀(见图1)。

图1 水源地水富水性图

含水层以砾砂、中粗砂、细砂、粘土质中粗砂为主,其中溪头村、旧山吓村、沙头村、田心村第四纪厚度较大,在17～32 m,其他地区第四系厚度均大于10 m。松散岩类孔隙水含水性分布不均匀,根据抽水试验数据得出第四纪含水层含水量均为贫乏～丰富,水位埋深0.50～4.20 m,含水层厚度0～24.25 m,涌水量7.25～1 912.25 m3/d,地下水化学类型主要有HCO3·Cl-Na、HCO3-Na·Ca、HCO3-Na、Cl-Na、Cl-Na·Ca等,矿化度0.06～0.44/L(见图2及表1)。

表1 南部水源地地下水资源量计算表

水源地面积相对较大,合计132.81 km2。水源地地下水天然资源量丰富,合计天然资源量11.21×104m3/d,允许开采天然资源量10.18×104m3/d。

(2)北部水源地分布在汤屋—棠村(北部),为增江河漫滩及冲洪积平原,面积为10.44 km2。北部水源地以低山丘陵和增江为界,地貌以河漫滩为主的冲洪积平原;河流及丘陵地区的越流补给对地下水的赋存有着明显的控制作用。含水砂层及砂砾石层一般为多层,多层含水层地区没有稳定的隔水层,水利联系密切。靠近河道含水层厚度较大,富水性好,远离河流地段及山间平原谷地富水性减弱。由于岩性及其厚度变化较大,故其富水性很不均匀。

北部水源地含水层以砾砂、中粗砂、细砂、粘土质中粗砂为主,第四纪厚度变化较大较大,一般在5～20 m。松散岩类孔隙水含水性分布不均匀,根据抽水试验数据得出第四纪含水层含水量均为贫乏～丰富,水位埋深0.95～1.10 m,含水层厚度0～16.65 m,涌水量24.69～2 382.09 m3/d。

北部水源地面积较小,主要为河漫滩冲积平原,面积合计4.17 km2。水源地地下水天然资源量较好,天然资源量0.51×104m3/d,允许开采天然资源量0.46×104m3/d。

3 水源地存在主要问题

水环境保护虽然取得很多成果,但总的来地下水污染仍在继续,形势相当严峻,尽管各地开展或准备开展有关地下水水源地的保护工作,但是进展很不平衡,防治效果有待提高。

(1)研究区内人类工程经济活动较强烈,但分布不均匀,钻探及水质分析资料少且难收集,收集前人钻孔资料多分布不均,对合理分析水文地质情况层位带来一定难度。

(2)水源地的地质资料较少,长期以来,人们只能根据有限的地质和水文勘察资料来分析和研究含水层,并发现通过不同的钻孔或者抽水试验得到不同的参数,即含水介质的参数有不确定性,对水源地划分、水资源计算及评价带来一些难度。

(3)不同地区,各类含水介质不同,特别是反复抽水、灌溉水的影响使得地下水化学元素的含量变化更加复杂化,对水源地的水质保护形成难度。

(4)水源地区域地下水监测网的建立,目前没有一个统一的区域性的要求和建设,难以掌握整体的变化规律,需要加强地下水水质、水位、水量、温度等重要水文参数的监测[8]。

(5)水源地的防护需要行政机构、技术方案、经济政策、法制法规、公共意识等多方面的综合考虑和支持。

4 地下水水源地保护措施

根据水源地所处的地质环境条件、水源地开采条件、发生或潜在的环境地质问题等方面综合考虑提出如下保护方案。

4.1 保护区划分

根据《饮用水源保护区划分技术规范》(HJ/T338-2007)和《饮用水水源保护区污染防治管理规定》,按饮用水水源保护区划分原则,水源地划分为为二级保护区,将开采区外围富水性贫乏-极贫乏块段及水源地补给区划为准保护区[9]。

4.2 管理措施

水源地管理的主要依据是:《中华人民共和国环境保护法》、《水污染防治法》及《水法》。依据这些法律、法规制定水源地管理措施。水源地水质管理是在水源地防护区划分的基础上依据《饮用水水源保护区污染防治管理规定》,结合水源地环境地质条件,污染源分布及污染状况,制定执行相应的管理措施进行管理的。

(1)二级保护区内禁止新建有污染的企业、事业单位,以建成的要限期治理,转产或搬迁;不准倾倒和堆存工业废渣、城市垃圾等废物;不准进行污灌,不准使用剧毒和高残留农药;不准在防护区增江沿岸设置废水、污水排放口,排放到增江的工业废水必须做到达标排放,确保增江水达到地面水Ⅲ类水标准。

(2)准保护区内不准新建化工、电镀、皮革、造纸、制浆、冶炼、放射性、炼油等工业及其他有严重污染的企业单位,对已有污染企业要实施综合环境治理改造和达标排放;不准倾倒和堆积工业废渣,不得大量堆放城市垃圾;要完善市政设施,不准利用滲坑、滲井排放污水,不准修建水塘污水明渠,不准进行污灌[9]。

4.3 保护措施

(1)加强水源地补给区的生态环境建设,增加植被覆盖度,滞留和增加大气降水入渗补给量。实行地表水、地下水统一调度,加强开采管理,严格成井工艺,控制区域开采总量。

(2)加强坏境保护基础设施建设,大型工业企业要建设污水处理系统,中心城区或城镇居民聚居区要建设公共污水处理厂、生活垃圾及固体废弃物要建设无公害填埋处理场,大力推广发展循环经济(如垃圾发电、污水处理二次利用等),从源头上控制住的环境污染和生态破坏。

(3)建立健全供水水源地地下水长期动态监测机制,对现有供水备用井要进行长期动态监测,掌握水源地地下水水位、水量、水质动态变化规律。对缺少钻孔控制或控制不足的供水水源地,应进行适当补充钻探成井(观测井),完善地下水动态监测网的建设。

(4)各级行政管理职能部门应按照国家现行的有关法律、法规,严格实施环境保护执法、监督和管理职能,严肃惩处违法违规排放工业、生活废水、废渣,严重危害公共环境保护安全的违法犯罪行为[1]。

5 结语

(1)增城水源地主要为傍水型松散含水层水源地,水源地分布面积广,地下水含水层富水性好,补给充足,开发水源地地下水能够为当地人民生活及经济发展提供助力。水源地含水介质埋深浅,受河流、灌溉、蒸发等自然、人为因素影响较大,保护水源地周边环境非常重要。

(2)水源地的勘察涉及水文地质学、环境地质学、测量遥感、地球化学等多个科学领域,应加强工作区水源地调查针对性工作,加强水源地资源调查工作,加强水源地范围内水文地质条件的勘查工作,增强水源地水环境防控研究,针对可能存有的突出环境地质问题有计划地联片推进开展,从而进一步服务当地工程经济活动,增强政府对应急情况发生时的应对能力,为水源地开发利用、降低灾害风险提供理论依据。