馬鞍山市地下水資源開發利用及保護對策探討

李 雷

(安徽省地勘局第二水文工程地質勘查院，安徽 蕪湖 241000)

馬鞍山市位于長江中下游、安徽省的東部。近年來，隨著人口增加、經濟與城市的發展，水資源需求量迅速增加，水資源短缺已成為全球性問題。同時，由于水資源的開發利用及污染日益加重，水環境不斷惡化。因開發利用地下水而引起的許多環境地質問題，如區域地下水位持續下降、水質惡化、地面沉降等公害，對人民生活與工農業建設帶來了嚴重影響和巨大損失。如何做到地下水可持續利用，防止地下水公害的發生與發展，對馬鞍山市社會經濟的可持續發展起到積極作用。本文正是基于這一點，分析地下水資源的分布特征，提出了馬鞍山市地下水資源可持續開發利用戰略方案和保護對策。

1 地下水資源量評價

地下水資源評價是為馬鞍山市水資源規劃、管理提供科學依據的重要工作。地下水資源計算的可靠性，取決于計算分區劃分的合理性和計算公式選擇的正確性，尤其是如何正確引用各類參數。

本次地下水資源的計算是在查明流域特征和含水巖組水文地質條件基礎上進行的。地下水資源分區以不同的地下水系統為基礎，充分考慮到地下水補給、徑流、排泄條件的統一性，亞區是在地下水系統分區的基礎上，根據含水巖組類型和水力性質的差異而劃分的。

在計算地下水天然補給資源時，不同的含水巖組類型采用了不同的計算方法。松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水的天然補給資源量采用補給量法進行計算，碎屑巖類孔隙水、巖漿巖類裂隙水天然補給資源量采用徑流模數法進行計算。其中，主要的參數(水力梯度、降水入滲系數等)是根據計算塊段的實測鉆孔數據及區域水文地質資料得來的，因此，參數的選擇較為合理，計算結果具有一定的可靠性。

結果表明：馬鞍山市多年平均地下水天然補給資源量合計為7.154億 m3/a(見表1)。其中，松散巖類孔隙水天然補給資源量為6.310億 m3/a，所占比例最大，為88.21%；碳酸鹽巖類裂隙巖溶水天然補給資源量為0.610億 m3/a，所占比例為8.53%；碎屑巖類孔隙水天然補給資源量為0.221億 m3/a，所占比例為3.09%；巖漿巖類裂隙水天然補給資源量為0.012億 m3/a，所占比例為0.17%。

表1 馬鞍山市天然補給資源量統計表 萬m3/a

馬鞍山市地下水天然補給資源模數為16.15～20.08萬 m3/km2·a，平均天然補給資源模數為17.79萬 m3/km2·a。地下水天然補給資源量的分布受水文地質、氣候、水文和水資源開發利用等因素的影響，全區孔隙水天然補給資源模數為5～30萬 m3/km2·a(見圖1)，其中波狀、淺丘狀平原為5～10萬 m3/km2·a，河谷平原為15～30萬 m3/km2·a；基巖裂隙水天然補給資源模數為5～10萬 m3/km2·a；巖溶水天然補給資源模數為20～50萬 m3/km2·a。

圖1 馬鞍山市地下水天然補給模數分區圖

2 地下水開發利用現狀

馬鞍山市地表水系較發育，屬長江水系，主要河流有長江、水陽江、青山河、姑溪河、采石河、裕溪河、牛屯河、姥下河、得勝河、清溪河、滁河等，湖泊有石臼湖、丹陽湖等，地表水資源相對豐富。區內以地表水作為主要的供水水源，地下水開發利用程度較低，主要為農村分散開采為主。未通自來水的地區，地下水是其主要的供水來源，已通自來水的村莊，已有水井僅作為生活洗滌用水使用或自來水停水時的備用水源。

受含水巖組富水性的制約，基本無規模集中開采的地下水水源地。丘陵區，尤其是巖溶裂隙水分布區，地下水資源相對豐富，當地因地制宜，將地下水用于生活及農業灌溉，部分泉水出露地帶，當地居民還采用護坡引流的方式充分利用地下水資源；丘崗地帶，地下水資源不但分布貧乏，而且分布極不均勻，大多數農村主要采用大口徑土井開采淺層孔隙水或下伏基巖頂部的風化帶網狀裂隙水，單井涌水量一般小于5 m3/d，基本可滿足家庭生活用水，據統計，在未通自來水的農村，分散供水井在生產和生活中起著重要的作用，幾乎每家都有一眼水井，水井深度深淺不一，一般為8.0～15.0 m，井深與松散層厚度有關，一般穿過松散層后深入基巖風化帶2～3 m，井口直徑0.4～0.6 m，井結構為磚沏或水泥管；單井開采量與家庭人口成正比，一般小于0.2，有的僅為0.01 m3/d，冬季更少；河谷平原區，地下水資源較為豐富，單井涌水量較大，井深一般與砂層頂板埋深有關，至砂層有水涌出即終孔，井深一般小于10 m，開采程度受經濟條件制約，但這些地區地下水重復利用率普遍較低，節水意識有待提高。

根據馬鞍山市水資源公報，全市總用水量為33.26億 m3，地表水源供水量為33.17億 m3，地下水源供水量為0.09億 m3，地表水和地下水供水比重分別為99.7%和0.3%。農田灌溉用水量為8.26億 m3，占總用水量的24.8%；林木漁畜用水量為0.51億 m3，占總用水量的1.5%；工業用水量為22.75億 m3，占總用水量的68.4%；城鎮公共用水量為0.40億 m3，占總用水量的1.2%；居民生活用水量為1.09億 m3，占總用水量的3.3%；生態環境用水為0.25億 m3，占總用水量的0.8%。從用水結構上看，工業用水所占比重最大，其次為農田灌溉用水，所占比重最小的為生態環境用水。

3 地下水開發利用分區

通過對馬鞍山市地下水資源分布特征分析，結合馬鞍山市地下水開發利用現狀，在遵循“地表地下水相結合，因地制宜，開源節流，合理開發，綜合利用”的原則指導下，劃定了馬鞍山市地下水資源開發利用分區。馬鞍山市地下水資源開發利用分區共分為不適宜開采區、一般開采區、開發利用潛力區、規劃水源地區4個區(見圖2)。

圖2 馬鞍山市地下水開發利用分區圖

3.1 不適宜開采區

不適宜開采區面積為1 758.64 km2，約占總面積的43.43%，主要分布于工作區西部及東北部的丘陵區、淺丘狀平原區及波狀平原區，區內地下水開采條件及水質較差，現狀、規劃期內開發利用條件差。

3.2 一般開采區

一般開采區面積為1 085.71 km2，約占總面積的26.82%，主要分布于工作區東部及西部的小河流河谷平原，人口密度較小，第四系松散孔隙含水層富水性一般，單井涌水量10～100 m3/d，地下水資源模數為15～20萬 m3/km2·a，地下水開采現狀基本呈散點狀，為單獨個體民井取水，很少或無以行政村為單位的集中供水井。本區地下水開采量較小，利用程度較低，為一般開采區。

3.3 開發利用潛力區

開發利用潛力區面積為1 204.65 km2，約占總面積的29.75%，主要分布于工作區長江及其支流兩側的河谷平原，第四紀覆蓋厚度大，水文地質條件好，地表水與地下水聯系密切，水質較好，水量豐富，單井涌水量1 000～3 000 m3/d，地下水資源模數為20～30萬 m3/km2·a，可加強地下水資源開發利用程度，增強開采。

3.4 規劃水源地區

規劃水源地區主要分布于姥橋鎮、采石磯及石橋鎮-黃池鎮一帶，總面積為481.39 km2，根據水文地質鉆探及抽水試驗資料，區內三個應急水源地單日可開采資源量總和為27.31萬 m3。

4 地下水資源保護區劃分

地下水資源保護區的劃分必須考慮經濟上的合理性和技術上的可行性。要求過嚴，則對經濟發展制約較大，且技術上一時也難以達到；要求過寬，則達不到防止污染，保護地下水資源的目的。

根據馬鞍山市地下水的補徑排條件及地下水賦存特征，結合地貌特征、地質構造及邊界條件，按含水層、隔水層的分布特點，通過對水位埋深、含水層上覆地層巖性和厚度進行賦值，確定綜合系數得分，最終生成工作區地下水資源保護區分區，各區分述如下：

4.1 Ⅰ類保護區

主要分布于長江及其支流兩側的河谷平原和西部的碳酸鹽巖分布區，面積為1 408.16 km2，占工作區總面積的34.78%。該區河谷平原區水文地質條件好，地表水與地下水聯系密切，水質較好，水量豐富，為應急地下水水源地的首選地段；碳酸鹽巖分布區巖溶裂隙發育，水量豐富，單井涌水量一般為1 000～3 000 m3/d，泉流量10～100 L/s，且沿裂隙或巖溶通道徑流，有利于地表水和地下水的補給。由于該區地下水防污性能較差，需加強對地下水的保護，因此，綜合評價為Ⅰ類保護區。

4.2 Ⅱ類保護區

主要分布于工作區較小河流的河谷平原和西部的碎屑巖分布區，面積為1 416.81 km2，占工作區總面積的34.99%。該區地下水類型以松散巖類孔隙潛水及碎屑巖類裂隙水為主，富水性一般，單井涌水量10～100 m3/d，地下水防污性能為中等。現狀地下水開采量較小，利用程度較低，基本呈散點狀，為單獨個體民井取水，很少或無以行政村為單位的集中供水井。因此，綜合評價為Ⅱ類保護區。

4.3 Ⅲ類保護區

主要分布于工作區的波狀平原，面積為1 224.03 km2，占工作區總面積的30.23%。該區地下水類型以松散巖類孔隙潛水為主，水量極貧乏，單井涌水量<10 m3/d，現狀地下水開采量較小，利用程度較低，地下水防污性能為較好。因此，綜合評價為Ⅲ類保護區。

5 保護對策分析

地下水資源可持續利用是經濟社會全面協調可持續發展的基礎支撐條件。新時期的地下水資源保護戰略應實現從重開發、輕保護到保護與開發利用并重的戰略轉變，加強地下水源保護，減少人為水災，促進人水和諧。

在此次水文地質調查的基礎上，以馬鞍山市地下水資源及地質環境特征等方面為依據，在地下水尤其是應急水源地地下水未集中開發之前，提出以下地下水開發利用和保護建議：

(1)加強地下水資源的管理。地下水的管理應當實行全面規劃、合理開發、科學利用、嚴格保護的方針，并堅持采補平衡的原則。加強地下水開發、利用計劃和年度用水計劃的制定和組織實施工作。在農村地區可以推廣淺井零星開采、分散家庭式的供水方式。可以根據水質類型，選取適當的水處理方式，使地下水達到生活飲用水標準，鼓勵村民使用地下水。

(2)加強對地下水水源地保護。應急水源地規劃后，樹立保護標志，對周邊可能存在的污染源(生活垃圾場等)進行搬遷，有效控制周邊人類活動對地下水的污染。

(3)制定保護地下水源的政策法規，加強工業廢水的回收利用。控制好地表污染源、農村管理好廁所、糞坑和垃圾等。水源地區域目前主要是農業用地，農業生產過程中使用的農藥、化肥等易污染地下水，因此應對農藥、化肥的使用進行控制，發展綠色現代農業，控制地表污染源。

(4)提倡節約用水，推廣農業節水灌溉。節水灌溉，是科學的、現代化的、減排的灌溉，往往與農作物施肥、使用農藥相結合，能有效地控制農業污染，興建“節水型住宅”，提高工業用水的反復多次使用率。

(5)統籌規劃，合理平衡水資源。合理開采地下水資源，實施地下水人工調蓄，建立地下水資源的分級預警制度，加強地面沉降監測工作。