濟寧金黃莊水源地地下水動態變化分析

曹 燕，齊云婷

（濟寧市水文局，山東 濟寧 272019）

金黃莊水源地位于濟寧市高新區石橋鎮泗河與幸福河之間地段，西臨南陽湖，開采層位為第四系孔隙水，其中淺層水是當地農業灌溉的主要水源，深層水主要作為工礦企業及鄉村生活用水。

1 地下水開發利用現狀

根據魯南地質勘察院 《濟寧市任城區金黃莊水源地供水水文地質詳查報告》，金黃莊水源地淺層水總補給量為10.38萬m3/d，剩余可開采量為5.04萬m3/d；深層孔隙水總補給量為3.08萬m3/d，在現狀開采的基礎上，金黃莊水源地增采1.86萬m3/d是可行的。

淺層水是區內農業灌溉的主要水源。經調查統計，區域內有配套機電井2160眼，機井密度18.0眼/km2，現狀開采量 2056萬 m3。

深層水是工礦企業及鄉村生活的主要水源。經調查統計，生活用水多年平均開采量為150.1萬m3，現狀年增加到189.7萬m3，呈持續上升趨勢；工礦企業如濟三煤礦、泗河煤礦、濟三電廠，開采量分別為 3100m3/d、4000m3/d、15000m3/d。

2 地下水動態變化分析

2.1 淺層水動態特征

多年監測資料表明，區域淺層水動態呈總體穩定狀態，沒有出現總體下降的趨勢。金黃莊水源地東側北王莊、東北石橋水利站2處監測點水位資料顯示，自1990年以來，該兩地段地下水位大多在31～35m之間波動。2010年8月底該兩處地下水位均略高于1990年同期水位，繼續呈現多年穩定趨勢，埋深一般為0.5～4m。但在特殊豐水時段和特殊枯水時段的背景下，也曾出現地下水位超常漲升和超常下降的情況。

2.2 深層水動態特征

深層孔隙水上游補給區在鄒城、兗州一帶山前平原，水位變化在時間上滯后淺層孔隙水1～2個月，常年低于淺層孔隙水1～3m，承壓水頭年變幅相對較大，一般為3～6m。2006年以前深層地下水動態隨降水量的豐枯滯后變化，總體處于穩定狀態。金黃莊水源地2006年運行以來，持續開采量1.5萬m3/d，深層水靜水位同比降低3.44m～4.03m，動水位較同期靜水位降低8.98～17.70m，說明深層水位已顯現出總體下降趨勢。

3 地下水動態影響因素分析

3.1 影響淺層水動態的主要因素

1）大氣降水補給。大氣降水入滲是淺層孔隙水的主要補給來源。從長期情況看，多年系列的區域年降水量一直制約著淺層孔隙水的總體變化趨勢。有記錄以來地下水位基本是圍繞多年平均值上下波動，特殊豐水年和干旱年地下水位也曾大漲大落，但之后很快得到補充，沒有發生趨勢性變化。淺層孔隙水動態長期呈穩定狀態，說明大氣降水補給仍是影響淺層孔隙水動態的主導因素。

2）南陽湖水位漲落。從濱湖地段淺層孔隙水水位、南陽湖水位綜合過程線看出，除極特殊豐水年、枯水年以外，南陽湖水位一般在32.5～34.7m之間波動，其中2003年9月以來一直在34.0～34.7m之間波動，豐水期淺層孔隙水水位高于南陽湖水位，這期間湖水位與地下水位變化過程不同步，表明豐水期淺層孔隙水側滲補給南陽湖地表水；枯水期大部分時段南陽湖水位高于濱湖區淺層孔隙水水位，且變化過程較為同步，表明枯水期南陽湖地表水側滲補給淺層孔隙水。2002—2003年汛前南陽湖干涸期間，淺層孔隙水水位出現了數十年罕見的大幅度下降。這說明只要南陽湖有水，湖水對濱湖區淺層孔隙水動態長期起著穩定和保證作用。

3）泗河側滲補給。泗河河床高于兩岸地面，河床底部滲透性較好，地下水等水位線圖顯示，大部分時段對兩岸淺層孔隙水有補給作用，但枯水期部分時段補給作用暫停，泗河側滲補給對淺層孔隙水動態影響程度較小。

4）農業灌溉開采。農業灌溉開采的季節性、間歇性特征，使得農業灌溉開采高峰期淺層水位急劇下降，農業灌溉結束后水位迅速回升；在枯水年、特枯年地下水開采量加大時，淺層孔隙水水位大幅下降，之后的平、豐年份地下水位迅速恢復。說明以農業灌溉開采為主的開采量沒有超過補給量。

5）潛水蒸發消耗。本區域潛水蒸發的臨界深度為3.5m左右，而西部、西南部地下水埋藏較淺，特別是南陽湖農場至辛閘一帶地下水埋深多小于1m，潛水蒸發作用較強烈，是淺層水排泄的途徑之一。

6）工業開采。為盡量避免與農業爭水，該水源地工業開采的全部為深層孔隙水，未開采淺層孔隙水，開采量的月分配相對穩定。從2006年7月以來水源地開采量與附近淺層孔隙水監測資料看，淺層孔隙水動態總體上沒有隨水源地深層孔隙水開采量變化而發生明顯變化，說明淺層孔隙水水位季節性下降與水源地深層孔隙水開采沒有密切的相關關系。

3.2 影響深層水動態的主要因素

1）上游補給區降水補給。監測資料表明，上游補給區鄒城、兗州一帶降水量總體沒有減少趨勢。如果沒有過量開采等因素影響的話，深層孔隙水多年水位動態亦應呈總體穩定趨勢，實際情況是上游補給區的地下水已經處于入不敷出狀況，從而使上游側向徑流減少，深層孔隙水補給源得不到保障。

2）人工開采。現狀情況下，金黃莊水源地和鄉村生活供水（村村通工程）開采，是影響深層孔隙水動態的主要因素。此水源地運行以來靜水位和動水位均出現小幅下降的情況，表明已呈現程度較輕的采補失衡狀況。村村通自來水工程分散開采深層孔隙水，雖未形成大的降落漏斗，但加重了深層孔隙水的負荷。隨著城鎮化的加速，城鄉生活開采量還將加大。

綜上所述，上游補給區地下水開采量增加導致側向補給源不足、區域面上深層孔隙水開采量增加，是深層地下水小幅下降的主要原因。

4 淺層水與深層水關系分析

4.1 從地質結構、地下水賦存條件分析

金黃莊水源地地處汶泗河沖積扇前緣，深層水含水層組頂板埋深為50～70m，且與深層水含水層之間，有厚度20～50m的分布穩定、透水性極弱的黏土層相隔，決定了淺層孔隙水與深層孔隙水不具備直接密切水力聯系的地質條件。

4.2 從地下水化學特征分析

根據水化學資料進行對比分析，淺層水與深層水水化學特征，包括礦化度、總硬度、pH值、水化學類型、水中所含特殊成份都存在明顯的差異，說明兩者之間連通性不暢。

4.3 從地下水動態趨勢分析

在金黃莊水源地詳查階段，2006年4月17日～5月16日，進行了較大規模的深層孔隙水群孔抽水試驗，7井同抽，抽水流量1.8萬m3/d，持續時間30d。中心地段深層水位降低6.13m，而淺層水位只降了0.31m，漏斗區以外淺層水位也平均降了0.34m，降幅基本相當。

在金黃莊水源地持續開采，深層水位明顯下降的情況下，同一地段的淺層水并沒有形成降落漏斗，中心地段淺層水位不但沒有隨深層水開采出現持續下降，反而與區域淺層水同步上漲2m以上。說明該水源地一帶淺層水主要與降水補給關系密切，與深層孔隙水水力聯系微弱。

5 水源地保護措施

1）加強水源地科學管理、優化調度。根據歷年動態資料，進一步復核現狀條件下的資源量、可開采量，制定淺層水、深層水優化開采調度方案，保障其良性循環。

2）加強水源地及其附近地下水動態監測。在金黃莊水源地及周邊地段增設深層水和淺層水水位、水質長期監測點，系統地采集地下水動態數據，為合理開發、科學保護提供依據。

3）嚴格控制深層地下水開采量。針對水源地深層水位下降及上游側向補給減少的狀況，應統籌協調上下游關系，嚴格控制并盡量減少深層水開采量，使之采補平衡，避免過量開采引發地質環境問題。

4）嚴格成井工藝，避免串層污染。通過分析雖然目前淺層水與深層水水力聯系微弱，但必須高度重視成井質量，做好上層止水，防止兩層水發生聯系而相互影響。

5）加強點面污染源管控。在水源地及上游補給區，進一步加大點源整治和農村生活污水、垃圾、農藥化肥等面源污染的控制，從源頭上保護水源。

6）加強水源地及補給區生態環境治理，植樹造林、保持水土、涵養水源。