滄州市地下環境現狀及修復措施探討

孫 寧，黃樹義

(1.河北省滄州市引大入港輸水有限公司，河北滄州 061000;2.河北省滄州市供排水集團，河北滄州 061001)

滄州是我國水資源嚴重短缺的地區之一。全市多年平均水資源總量為11.94億 m3。全市人均水資源占有量183 m3，為全國平均值的8%，河北省平均值的61%，不足國際公認的絕對貧水標準(人均水資源量少于500 m3的為絕對貧水)的40%。為維持本地區人民的正常生活和生產，自上個世紀七十年代以來，主要依賴于超采地下水維持生活、生產和生態，并由此引發了地下水位下降、地下水漏斗擴展、地面沉降等一系列水環境問題。

1 滄州市地下水環境現狀

近年來，滄州為維持日益增長的國民經濟和社會發展的需要，每年不得不超采約5.0億m3深層地下水，超采地下水帶來的地質環境問題主要表現為以下3個方面。

1.1 地面沉降

我國4個地面沉降超過2 m的城市中，滄州名列其中，其沉降中心累計沉降量已達2 236 mm，年平均下降100.4 mm。全市現有滄州市區沉降區、黃驊沉降區、河間沉降區、任丘沉降區4個較嚴重沉降區。

地面的大幅度沉降給滄州帶來了一系列社會和環境危害。其主要有城區內澇積水嚴重，對水利工程防洪、測量標志造成嚴重危害;對樓房、鐵路、公路、橋梁等地面建筑物的安全造成的危害，地面的沉降又進一步導致了地裂縫和風暴潮危害的進一步加重等。

1.2 咸淡水界面下移

由于深層地下水的嚴重超采引起咸淡水界面明顯下移。據滄縣典型區研究資料顯示，咸淡水界面平均下移18 m，最小下移10 m，最大下移50 m。

1.3 機井報廢加快，提水成本增加

地下水位埋深的連年增加，造成水井提水泵揚程不斷加大，單井出水量減少，水井運行費用大幅度增加，機井報廢加快，提水費用增高。

2 地下水環境惡化原因分析

地面沉降是動用地下水儲存資源引起的一種惡果，是采大于補，造成水資源枯竭的一種外部表現。

深層含水層開采早期，開采資源主要由含水層彈性釋水、越流補給和側向補給三部分組成，粘性土壓密釋水所占比例很小;隨著開采的繼續，水位降落漏斗的擴展，地面沉降的產生，粘性土壓密釋水所占比重越來越大。

伴隨著含水層的彈性釋水和粘性土的壓密，地面沉降隨之產生。當水位降深較小時，含水層與粘性土隔水層之間的水頭差所產生的應力小于土層的前期固結壓力，地面沉降發展緩慢;而當水位降深較大時，若含水層與粘性土隔水層之間的水頭差所產生的應力大于土層前期固結壓力，甚至造成土層結構破壞時，地面沉降的沉降速率必將加快。地面沉降速率與地下水位下降速率、地面沉降量與地下水位降幅有很好的相關性，沉降面積與承壓水水位下降漏斗在時空分布上基本相符。當抽取地下水時，地下水位下降，等于孔隙水承壓力減小，在上覆地層壓力不變的情況下，孔隙水承壓減小部分轉嫁給巖土顆粒骨架，使其壓力增大，導致土體壓密而地面下沉。

3 地下水環境修復措施探討

3.1 充分利用外調水

外調水是解決滄州水資源不足的主要途徑。自1994年以來，我市外調水量累計已超過18億 m3，并充分利用在工業、農業、生活、生態等各個領域，大大緩解了滄州水資源危機現狀。南水北調工程全部通水后，其供水量為3.58億 m3，能夠使受水區有相對充足可靠的水源，工業、居民生活和城市環境用水將切換為地表水(外調水)，從而保護地下水源，修復地下水環境。

3.2 充分利用非常規水

滄州區域的非常規水主要包括咸水、微咸水、再生水、海水、雨洪資源等。

3.2.1 咸水、微咸水利用技術

1)咸淡混澆

咸淡混澆就是在現有深井(淡水井)旁，打一眼淺機井(咸水井)，利用管道一體化技術，將淡水和咸水通過一個混合罐，按一定比例混合后，由輸水管道輸至田間，進行農田灌溉。不但可以節約淡水資源，還能保證農業產量。目前，年可利用微咸水約6 600萬 m3。

2)苦咸水淡化

受水資源和經濟條件影響，滄州運東地區群眾多以苦咸水度日，苦咸水淡化技術成功解決了他們的生活飲用水問題。目前，滄州市已發展苦咸水淡化站151處，每年約可提供淡化水10萬m3，可解決滄州市東部地區農村15萬人的飲水困難問題。

3)用于工業生產

根據工業用水的用途不同，對水質的要求不同，咸水、微咸水可用于對水質要求不高的工業循環冷卻水。目前，年利用量約達600萬 m3。

4)用于城鎮生活

如果將咸水、微咸水用于居民生活的洗滌、沖廁、洗車等，可減少50%生活用水量，僅滄州市區每年約可減少用750萬 m3自來水。

咸水、微咸水的充分利用，一是緩解滄州地區水資源緊缺狀況;二是可減少深層地下水的開采，抑制地下水降落漏斗的發展，緩解地下水環境惡化現象。

3.2.2 再生水利用技術

滄州現有污水處理廠出水水質主要指標均優于工業循環冷卻用水、市政雜用水、景觀用水的再生水回用綜合水質標準。并應用于發電廠的生產用水，全市可節約深層地下水0.1億 m3。我市還建成了頤和莊園社區、滄州師專等中水回用試點，并運行良好。

再生水的充分利用，既可減少對深層地下水的開采，增加水資源可供量，還能減輕污水直接排放造成的環境污染，對于促進滄州區域水環境和地下水環境的改善具有重要意義。

3.2.3 海水的利用技術

1)海水淡化

河北國華滄東發電有限公司應用最先進的海水淡化技術，為水電聯產與低溫多效技術集成模式，發電機組利用海水進行發電的同時，利用熱電廠余熱加熱海水，既生產了淡水，又降低淡化成本。該公司一期發電機組可日產淡水3.25萬 m3，并全部利用。

2)海水直接利用

滄州渤海新區作為一個以化工和港口為主的新建城區，無論是工業園區建設還是生活小區建設，建議同時鋪設海水、淡水兩套管網系統，工業冷卻水及部分生活雜用水直接使用海水。

海水的利用，既可解決沿海淡水資源短缺的矛盾，又可加快新區建設步伐，確保工業項目的上馬，促進當地國民經濟的發展，又保護地下水，改善地下水環境。

3.2.4 雨洪資源利用技術

滄州地處九河下稍，既有對雨洪資源利用的需求，又有利用條件。可通過提高水庫、洼淀蓄水位、恢復部分坑塘洼淀、建立水系網絡調控機制、建立蓄滯洪區雨洪資源化適宜性評價指標體系、利用透水材料鋪設道路、建設下凹式綠地、修建蓄水池攔、改建雨污排水系統等措施攔蓄雨洪資源。

3.2.5 建設地下水管理信息系統

為提高滄州市地下水資源管理的信息化、現代化水平，在收集、整理現有資料、信息的基礎上，利用網絡技術、數據庫技術、地理信息系統以及水資源管理方面的方法、模型，集成一個技術先進、方法創新的地下水管理信息系統。既能真實、形象地反映滄州市地下水資源狀況及開發利用情況，又能進行預測分析，方便快捷地為水資源管理以及水資源優化配置提供科學決策支持。

3.3 加強地下水保護和政策法規建設 落實政府責任制

通過全面實行用水總量控制和定額管理、制定非常規水源利用相關政策、實行嚴格的取水許可和水資源論證制度、嚴格控制地下水的開采規模、形成合理的水價機制、適時開征農業水資源費、加強水資源監測網絡體系建設等，實現對地下水環境的綜合治理。

3.4 制定相應的保障措施

通過加強領導，明確責任、健全機制，保障投入、運用經濟杠桿，促進節約用水、完善法規，強化監督、依靠科技進步，提高管理水平等措施，為地下水環境的綜合治理提供保障。

3.5 水資源合理配置

滄州將本著“節水是根本、調水是關鍵、治污是前提、管理是保障”的原則，以充分利用淺層地下淡水，控制開采深層地下水、強化水資源一體化管理，轉變用水觀念，科學利用非常規水、合理利用外調水，緩解當地水資源短缺矛盾，形成外調水、本地水、非常規水、深層地下水的統一水價機制，聯合調度、優水優用、整體協調、合理配置，減少對深層地下水的開采。

5 結論與建議

為更好的實現對地下水環境的的修復，在做好以上工作的同時，進一步做好以下工作:

(1)落實政府責任制，把地下水保護工作做為一項考核指標，并做為一項長期的工作來做;

(2)加強當地水、非常規水、外調水并用技術研究，實現水資源優化配置;

(3)加大地下水保護的資金和科研投入;

(4)形成外調水、當地水、非常規水、深層地下水的統一水價機制，促進水資源的綜合利用;

(5)加大地下水保護的宣傳和教育力度。

［1］胡榮花，王婧雅等.淺議滄州地表水環境綜合修復技術及應用［J］.地下水，2009，(1):115.

［2］滄州市水務局.南水北調滄州受水區地下水環境綜合治理研究.［R］，2010.