菏澤市淺層地下水動態(tài)變化規(guī)律與保護措施研究

周 慶 白 強 侯士鋒

菏澤市淺層地下水動態(tài)變化規(guī)律與保護措施研究

周 慶 白 強 侯士鋒

山東省菏澤市屬于嚴重缺水地區(qū)，而淺層地下水供水占全市總供水量的50%左右，加強地下水的監(jiān)測管理和分析研究對保障全市供水意義重大。用多年積累的長系列的地下水動態(tài)監(jiān)測資料及時地分析地下水動態(tài)變化規(guī)律，對有效保護地下水資源，實現(xiàn)地下水資源的可持續(xù)利用，促進經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

一、菏澤市地下水監(jiān)測站網(wǎng)分布

為掌握淺層地下水的動態(tài)變化規(guī)律，從20世紀70年代起，菏澤市水文局就在全市建立了地下水監(jiān)測井網(wǎng)。全市現(xiàn)有地下水動態(tài)觀測井180眼(包括專用井81眼)，其中基本井150眼，重點井30眼。

二、菏澤市降雨量的時空分布分析

菏澤地區(qū)由于降水量年際、年內(nèi)分配不均，季節(jié)性春旱和秋澇時常發(fā)生。菏澤市1953～2014年全市平均月降水量的統(tǒng)計分析（見圖1）顯示：1～5月份、汛期（6～9月份）、10～12月份的降水量分別占全年降水量的20%、69%、11%。而汛期降水又以7、8兩月最為集中，約占全年降水量的47%。

圖1 菏澤市1953～2014年平均月降水量分布圖

降水量年際變化較大是該區(qū)氣象方面的另一個顯著特點，菏澤市1953～2014年全市平均年降水量的變化情況見圖2 。菏澤市多年平均降水量657.1mm，年最大降水量多達1054mm（1964年），而年最小降水量僅為372mm（1988年），最多年份降水量為最少年份的2.83倍。

圖2 菏澤市1953～2014年逐年降水量圖

三、菏澤市地下水的動態(tài)變化特征

菏澤市淺層地下水動態(tài)屬降水入滲—開采—蒸發(fā)型，地下水以垂直運動為主，水平徑流滯緩。據(jù)1975～2014年系列地下水動態(tài)資料分析，1975～2002年菏澤市地下水位埋深呈增大趨勢，其中2001年、2002年為降水量連枯年，地下水位埋深大幅度增加。2003年、2004年、2005年為豐水年，地下水位埋深大幅度減小。全市地下水埋深在2～7m之間變化，地下水位變動范圍在在4～5m。菏澤市地下水多年埋深綜合過程線圖（見圖3）。

四、菏澤市地下水資源開發(fā)利用情況

地下水是菏澤市的主要供水水源，生活、工業(yè)用水主要依靠地下水，部分灌區(qū)農(nóng)田灌溉用水也采用地下水。地下水供用水量占菏澤市總供用水量50%以上。2002～2014年全市平均地下水開采量10.54億m3，由于2002年和2003年汛前持續(xù)嚴重干旱，降雨量極少，因此大量超采地下水，分別開采地下水量12.51 億 m3，12.14億 m3，出現(xiàn)了大面積漏斗區(qū)。漏斗區(qū)曾一度達5000多km2，中心埋深達17.67m。

五、菏澤市地

下水漏斗區(qū)的形成與發(fā)展

根據(jù)淺層孔隙水漏斗區(qū)劃定標(biāo)準，并結(jié)合菏澤市的實際情況，把地下水埋深大于6m的地區(qū)作為漏斗區(qū)。近年來隨著用水量的增加，菏澤市局部范圍內(nèi)因超采地下水形成了不同面積的漏斗區(qū)。各漏斗區(qū)發(fā)生的時間不同，發(fā)展速度各異。1984年開始在菏澤市東郊形成總面積約19.4km2的漏斗區(qū)，1987年單縣城關(guān)及蔬菜集中種植區(qū)出現(xiàn)漏斗區(qū)，1987～1990年菏澤市漏斗區(qū)面積迅速擴大，1988年增加巨野縣營里漏斗區(qū)。盡管1990年屬豐水年份，仍又增加鄆城黃安漏斗區(qū)、牡丹區(qū)岳程莊漏斗區(qū)。全市漏斗區(qū)面積已擴大到726.6km2。隨著工農(nóng)業(yè)用水的增加，局部井灌區(qū)形成的漏斗區(qū)仍在繼續(xù)擴大，至2002年末，埋深超過6m的漏斗區(qū)面積已達5561km2。由于2003年、2004年、2005年降水充足，各漏斗區(qū)地下水得到較好的回補，地下水位大幅度上升，漏斗區(qū)面積大大縮小，小面積的漏斗區(qū)消失，但單縣城關(guān)、巨野營里等漏斗區(qū)仍不能完全恢復(fù)。

圖3 菏澤市地下水多年埋深綜合過程線圖

圖4 1999～2009年地下水漏斗區(qū)面積變化趨勢圖

選取典型年份1999～2009年全市地下水觀測井12月26日的實際監(jiān)測資料，利用GIS軟件繪制地下水埋深等值線及等值面并計算出各年份年末地下水埋深大于6m的面積。

地下水漏斗區(qū)面積變化趨勢圖見圖4。由于2001年、2002年菏澤市降水量偏少、地下水開采量猛增，埋深大于6m的地下水漏斗區(qū)面積急劇增大，2002年年末達5561km2。2003年屬40年一遇的豐水年份，地下水得到充分補充，地下水漏斗區(qū)面積大大減小，年末為1569km2。2004年、2005年屬豐水年份，2006～2009年屬平水年份，降水充足，使地下水得到較好的補給。2003年以來全市地下水漏斗區(qū)呈逐年減小趨勢，至2009年末僅為127km2。

六、合理開發(fā)利用和保護地下水資源的措施和建議

1.全面加強地下水監(jiān)測與管理

建立完善全市地下水動態(tài)監(jiān)測和監(jiān)督管理體系，提高地下水監(jiān)測手段和能力，提升水資源現(xiàn)代化服務(wù)水平，為實行最嚴格水資源管理制度和生態(tài)文明建設(shè)提供有力的技術(shù)支撐。加強地下水水質(zhì)保護，防止由于生產(chǎn)活動和污廢水的排放污染地下水，對于污染地區(qū)要查明污染現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，采取相應(yīng)措施進行治理。對于較重要的地下水水源地，要在補給區(qū)設(shè)立地下水水質(zhì)保護區(qū)，加強地下水水量、水質(zhì)監(jiān)測，確保地下水源不受污染。

2.加強洪水資源利用

地下水是動態(tài)資源，具有多年調(diào)節(jié)、以豐補歉的特性。豐富的降水，將為地下水回灌補源創(chuàng)造條件。全市多年平均河川徑流量6.21億m3，大部分集中在汛期。地表水?dāng)r蓄利用率占河川徑流量的比例不到一半。應(yīng)加大措施充分攔截汛期雨洪徑流，對平原漏斗區(qū)進行回灌補源，最大限度地恢復(fù)地下水位，改善水環(huán)境，提高水資源利用率。

3.通過立法，建立地下水資源保護區(qū)

嚴禁在水源地保護區(qū)內(nèi)新建、擴建、改建危害水資源保護的一切項目，清除現(xiàn)有污染源，加強地下水水質(zhì)保護的力度。合理劃分地下水未超采區(qū)、超采區(qū)范圍；對于有開采潛力區(qū)的地下水資源進行全面規(guī)劃，科學(xué)布局，合理開發(fā)利用；對于已經(jīng)出現(xiàn)地下水位持續(xù)下降、水質(zhì)惡化、地面塌陷等環(huán)境問題的地下水超采區(qū)和嚴重超采區(qū)，應(yīng)限制開采和禁止開采，并采取措施積極引水補源，實現(xiàn)地表、地下聯(lián)合調(diào)蓄，以維護生態(tài)平衡、實現(xiàn)水資源可持續(xù)開發(fā)利用。

4.科學(xué)設(shè)定黃色預(yù)警線和禁采紅線，合理控制地下水開采量

在各水文地質(zhì)單元內(nèi)，地下水開采量均須小于多年平均補給量。特別是在水環(huán)境脆弱區(qū)，通過及時預(yù)警或叫停地下水開采，嚴防因水源地局部開采強度過大而引發(fā)地面沉降等不良環(huán)境問題，不可超過含水層的調(diào)蓄能力，調(diào)整開采布局，減小開采強度；要改變地下水掠奪式開采和地表水過度攔截的錯誤做法，要有計劃地減少地下水開采量，加大放水補源，促進采補平衡。

5.加強水資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，嚴格科學(xué)審批地下水取水許可

在地下水漏斗區(qū)應(yīng)加強引黃灌溉，以利用地表水資源為主；黃泛平原的沿黃地帶，地下水開發(fā)利用水平低，加之引黃灌溉滲漏補給及黃河側(cè)滲補給，致使地下水位長年偏高，地下水資源豐富，開發(fā)利用潛力較大，沿黃區(qū)可以適量加大地下水的開采。此外還要進一步調(diào)整用水結(jié)構(gòu)，加強實行最嚴格水資源管理制度考核，將地表、地下及中水統(tǒng)一調(diào)度，科學(xué)利用。

6.盡可能利用地表水補源、地下水庫調(diào)蓄

地下水庫具有多年調(diào)節(jié)、減少蒸發(fā)、凈化水質(zhì)、免占耕地、無潰壩隱患等獨特優(yōu)越性，因地制宜利用地下含水層進行調(diào)蓄，修建有壩地下水庫和無壩地下水庫，是優(yōu)化荷澤市水資源的重要手段。地下水庫投資少，見效快，受益持久，對改善生態(tài)環(huán)境有利■

（作者單位：山東省菏澤市水文局274000）