濰坊市地下水超采現狀及對策

隋 偉,苗乃華,陳吉賢,劉炳忠

(1.山東省濰坊水文水資源勘測局,山東 濰坊 261031,2山東省水文水資源勘測局,山東濟南 250014)

1 概況

地下水是濰坊市主要的水資源,在全市經濟社會中居舉足輕重的地位。但由于長期以來缺乏科學管理規劃,加之自八十年代以來連續十幾年的干旱少雨,地下水連年超采,導致地下水位逐年持續下降,地下水漏斗區形成并迅速擴展,引發了咸水入侵、地下水質惡化等諸多環境地質問題。

1.1 地下水開發利用現狀

濰坊市對地下水開發利用最早是掘井取水用于人畜吃水,后來慢慢發展到用于灌溉、用于城市工業。新中國成立后,機井建設迅速發展,特別是 1970年以來,在全市興起了機井建設的高潮,機井年平均遞增5000多眼。截止到 2007年底,全市機電井由 1954年的 5眼發展到 216 827眼。打井深度由 70年代的 30～40m降到 80年代的 50～80 m,直到現在的 100 m以上,提水機械由離心泵到下臥離心泵直到深井泵、潛水泵,其供水成本成倍增長。

1.2 地下水開采量狀況

濰坊市的南部山丘區的地下水主要以基流或潛流的形式向下游排泄,多在河谷平原區打井利用,機井密度小,且以利用地表水資源為主,地下水開采量相對較小。中部山前平原區為全市工農業生產發達地區,地下水開采條件好,是地下水的主要開采區域,開采量逐年增加,且多以水源地集中開采。北部濱海平原區地下水為咸水和高濃度鹵水,無淡水資源。局部埋藏有深層承壓淡水,由于其埋藏范圍較小,加之上部被咸水層覆蓋,地下水的補給條件較差,地下水儲存量較少,無法形成規模供水水源地,該區地下水開采量較小。

據統計,1980～2007年全市累計地下水開采量 379.67億 m3,年均開采量 13.6億 m3。其中,農業灌溉 269.19億m3,占總開采量的 70.9%,工業用水 57.33億 m3,占總開采量的 15.1%,生活用水開采 53.15億 m3,占總開采量的14.0%。

1.3 超采區地下水開采現狀

在某一開采水平下,多年平均地下水開采量大于多年平均地下水可開采量,從而造成地下水位持續下降、漏斗區不斷擴大、水質惡化、水源地產水量減少甚至水源枯竭等現象稱為地下水超采。出現這種現象的地區稱為超采區。

根據地下水開采系數劃分,中部傾斜平原區的地下水開采系數均大于 1.0,為超采區,其他平原區的開采系數均小于1.0,為未超采區。其中彌河沖積扇平原、濰河沖積扇平原及膠萊河平原為一般超采區;白浪河沖積扇平原為嚴重超采區。隨著工農業生產迅速發展,經濟社會發展對水資源的需求劇增,特別是 80年代以來連續干旱少雨,超采區地下水開采量不斷增大,導致采補嚴重失調。據統計,到 2007年,全市平原區地下水超采范圍面積達3 824 km2,超采區 1980～2007年累計開采量為 252.28億 m3,年平均開采量為 9.03億 m3,而超采區的多年平均最大可開采量僅為 1.85億 m3,年平均開采量超出最大可開采量 7.18億m3。地下水大量超采,導致地下水位持續大幅度下降。使超采區的地下水位平均埋深由 1980年的 5.39m下降到 2007年的 20.80m,累計下降 15.41m,年平均下降 0.73m。

2 地下水超采引發的環境地質問題

地下水是一種可補的流動性資源,隨著開采和補給條件的變化而變化,非取之不盡用之不竭的。若不顧補給條件而盲目的過量開采,只能導致地下水位持續大幅度下降,開采條件不斷惡化,引發環境地質問題。

2.1 地下水位持續下降

據地下水位監測資料,全市平原區地下水位大幅度下降始于 1980年,平均地下水位埋深由 1980年的 5.41m下降到 2007年的 14.71 m,年平均下降 0.44 m,最大年下降達1.62m。幾個漏斗區的地下水位下降更為明顯,如壽光 ～昌邑漏斗區的中心地下水位埋深從 1980年的 3.20m下降到2007年的 29.40 m,年均下降 1.25m;濰坊城區漏斗區中心地下水位埋深從 1980年的 18.38m下降到 1998年的 49.90 m,共下降 31.52m,年均下降 1.75m,地下水位已低于海平面25.51 m。

2.2 地下水漏斗區形成并不斷擴展

由于地下水長期超采,自 1980年起,在地下水集中開采區先后形成了不同程度的地下水漏斗區并不斷擴展。據統計,1980年全市平原區有漏斗區 4處,范圍面積 265 km2,無水位負值區,到 1984年漏斗區發展到 6處,漏斗范圍面積擴展到 885 km2,水位負值區面積 35 km2。隨著地下水位持續下降,分布在咸淡水界線南側的壽光西興旺、五臺、昌邑城區漏斗區不斷擴展連片,1988年已擴展成為壽光 ～昌邑大漏斗,漏斗處數由 1984年的 6處減少為 4處,漏斗區面積擴大為1 675 km2。1988年后漏斗處數雖無變化,但面積仍在不斷擴展,1992年漏斗區面積1 793 km2,1995年漏斗區面積達1 833 km2,水位負值區面積1 127 km2。1995年后由于采取了地下水控制開采措施,濰坊城區、高密郭家南直漏斗區不斷縮小,但北部的壽光 ～昌邑大漏斗仍在不斷擴展,2007年全市漏斗區為 4處,漏斗區面積為1 695 km2,水位負值區面積為1 175 km2。

壽光 ～昌邑大漏斗區擴展最快,危害最嚴重,2007年漏斗區面積達1 500 km2,水位負值區面積達1 100 km2;濰坊城區漏斗區自 1980年形成以來,至 1988年擴展十分迅速,漏斗區面積由 95 km2擴展到 400 km2。1988年以后擴展變緩,1995年后逐漸縮小,但該漏斗區明顯地向東北方向偏移,有與壽光 ～昌邑漏斗區連片的趨勢。

2.3 咸水入侵加劇

由于咸淡水分界線附近淡水側地下水位不斷下降,破壞了咸淡水原來的極限平衡,導致咸水入侵。據監測分析,全市自 1977年開始發生咸水入侵以來至 2000年,咸水已全面向南側淡水區入侵 533.2 km2,年均入侵 17.2 km2。咸水入侵速度較快的地帶是壽光市的廣陵、侯鎮至寒亭區的南孫地帶,年均入侵 310m;咸水入侵速度較慢的地帶是壽光市的牛頭鎮至臺頭鎮地帶,年均入侵 75m。

在發生咸水入侵的地區,壽光市較為嚴重,1977年至2007年咸水入侵面積為 213.9 km2,年均入侵 6.9 km2;寒亭區 1977年至 2007年咸水入侵面積為 164.3 km2,年均入侵5.3 km2;昌邑市 1977年至 2007年咸水入侵面積為 155.0 km2,年均入侵 5.0 km2。

2.4 地下水質不斷惡化

由于地下水位持續下降,特別是地下水漏斗區的形成和不斷擴展,加速了污水的下滲速度,加劇了地下水的污染程度。據監測資料,濰坊城區白浪河三娘廟至李疃僅5km的河段,日污水下滲量就達 2萬m3。白浪河與虞河之間的部分地段地下水已不能飲用,有的甚至不能作為工業用水。據統計,目前全市年污水排放量約為 1.22億m3,含各種有害物質約為 21.4萬噸,大部分污水及有害物質滲入地下。監測資料顯示,地下水中的污染物主要有總大腸菌群、細菌總數、溶解性總固體、氯化物、硝酸鹽氮、“五毒”(汞、砷、六價鉻、氰化物、揮發酚)、氨氮等。

在地區分布上,南部山丘區地勢較高,工業又相對欠發達,地下水污染較輕。中部平原區是主要的地下水污染區,其中濰坊城區的地下水污染最為嚴重。包括縣城在內的各城區的地下水各項檢測指標中,均有超標的項目,有的項目超標高達 32倍,已不適合做飲用水。地下水污染的不斷加劇,使生態環境不斷惡化,水資源供需矛盾更趨緊張。

3 對策與措施

濰坊市水資源緊缺,且地區分布不平衡,地表水資源嚴重不足,經濟社會發展不得不大量開發利用地下水,致使地下水長期超采,地下水位持續下降,引發了咸水入侵等一系列環境地質問題。加強對水資源的科學管理和調度,合理開發利用地下水,方能實現水資源的可持續利用。

3.1 優化開采布局科學開發利用地下水

盡管濰坊市的地下水發生超采問題,但仍有部分地區地下水開發利用程度較低,還有較大的開發潛力。在各主要河流上游河谷平原地帶,地下水開發利用程度低,加之引地表水灌溉滲漏補給及河道側滲補給,地下水位長年偏高,地下水資源較豐富,開發利用潛力較大,這些地區今后要加大開發利用地下水,余下地表水調往北部平原區利用或進行補源。

在山前平原區,地下水開發利用程度較高,地下水長期處于超采狀態,形成了多處地下水漏斗區并不斷發展,引發了咸水入侵,水質惡化等問題,導致地下水可利用量不斷減少。這一地區要限制開采,漏斗中心地區在一段時間內應禁采,并采取措施調水補源,以恢復地下水位,阻止咸水入侵。

3.2 “封、置、補、保”多措并舉保護地下水資源

通過封閉超采區內的自備井,嚴格控制地下水開采量、利用地表水置換地下水、采取多方法回灌補源地下水、利用研究成果指導實施保護地下水等多項措施,達到合理開發利用和保護地下水資源之目的。根據已有的研究成果,劃定限采區和禁采區,封閉嚴重超采區內的自備井,嚴格控制開采量。利用已構建的地表水網絡工程,調引南部山丘區攔蓄的地表水入平原區,引進黃河客水,以地表水置換平原區地下水,特別是置換用于工業和城市生活的地下水,減少地下水的開采量。充分利用雨洪資源轉化補給地下水。利用《濰坊市飲用水水源地保護區劃分》、《濰坊市地下水超采區劃分》和《濰坊市水功能區劃分》等多項研究成果,對全市地下水資源進行全面規劃和保護,對于地下水超采區和嚴重超采區,逐步采取限制和禁止開采措施,并采取措施補源。

3.3 創建節水型社會,實現用水零增長

水資源是有限的,而發展是無限的,實現用水零增長的支撐是節水。從濰坊市的市情、水情出發,深入分析掌握現狀節水達到的水平和現行節水措施所產生的節水作用,分析節水潛力和突破點。圍繞全市工、農業和城市生活三個方面,提高用水效率,分析提出不同階段要達到的節水水平和要采取的工程及非工程節水措施。實現以節水為中心的水資源優化配套和高效利用,并且應特別注意節水與開源,節水與社會、經濟、環境的總體平衡,實現用水零增長,保障水資源可持續利用與經濟社會的可持續發展。

[1]苗乃華 .濰坊市地下水資源開發利用及對策.水文,2003.4.

[2]苗乃華 .濰坊市水資源演變情勢分析.水利水電技術,2008.5.