山東省高青縣地下水資源可持續(xù)開發(fā)利用的對(duì)策

趙海濱，彭文泉，朱國(guó)慶，趙貞貞

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山東省高青縣地下水資源可持續(xù)開發(fā)利用的對(duì)策

趙海濱1，彭文泉1，朱國(guó)慶1，趙貞貞2

（1.山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東濟(jì)南 250014；2.山東省第八地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東日照 276826）

地下水是寶貴的自然資源，又是環(huán)境構(gòu)成的基本要素，與人類活動(dòng)和生存息息相關(guān)。開發(fā)利用地下水資源，一方面滿足了人們自身的需要，另一方面又在改變和破壞著自然環(huán)境的平衡。山東省高青縣水資源較為豐富，區(qū)內(nèi)主要開發(fā)利用地下水資源。長(zhǎng)期以來(lái)，不當(dāng)?shù)拈_發(fā)利用地下水資源誘發(fā)了諸如淺層地下水水質(zhì)惡化、土壤鹽堿化、深層地下水位持續(xù)下降等環(huán)境地質(zhì)問題，給人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)了負(fù)面影響。本文在分析山東省高青縣地下水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)和自然環(huán)境等情況，提出地下水資源開發(fā)利用對(duì)策，為指導(dǎo)高青縣合理開發(fā)利用地下水資源及有效防范環(huán)境地質(zhì)問題，提供了重要的參考依據(jù)。

地下水資源；開發(fā)利用對(duì)策；高青縣

0　引言

地下水是地球上水資源的一個(gè)重要組成部分，具有水質(zhì)潔凈、溫度變化小和分布廣泛等優(yōu)點(diǎn)，是居民生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)防建設(shè)的一個(gè)重要水源（籍傳茂等，1999）。近年來(lái)，隨著高青縣經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)和工業(yè)化進(jìn)程的加快，需水量與日俱增，供需矛盾日趨加大。因開發(fā)利用地下水而產(chǎn)生了一系列諸如水質(zhì)惡化、土壤鹽堿化、地下水位持續(xù)下降等環(huán)境地質(zhì)問題，給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)嚴(yán)重危害。故對(duì)地下水資源的合理開發(fā)利用提出有效對(duì)策，是非常有必要的。

1　高青縣地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀

高青縣地處魯北平原的東南部，是一個(gè)農(nóng)業(yè)大縣，總面積831.3km2。屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，氣候溫和，光能資源豐富。多年（1978—2004年）平均氣溫13.1℃，平均降水量為556.0mm，降水多集中在6—9月，其中7—8月最為集中；平均蒸發(fā)量為1589.4mm（高青縣地方史志編撰委員會(huì)，2004）。

全縣水系較為豐富，黃河位于縣境西北部及北部邊緣，境內(nèi)多年（1986—2000年）平均最大流量3095m3/s，主要用于灌溉。小清河位于南部邊緣，境內(nèi)河道長(zhǎng)46.4km，流域面積25km2。支脈河境內(nèi)長(zhǎng)36.5km，最大流量83m3/s，流域面積為341km2。北支新河境內(nèi)全長(zhǎng)43.24km，防洪標(biāo)準(zhǔn)為144m3/s。除北支新河外，均東流入海。

根據(jù)含水層的埋藏條件及分布規(guī)律，區(qū)內(nèi)地下水分為淺層淡水、淺層咸水、中層咸水及深層淡水等四大類。其中，淺層淡水、淺層咸水和深層淡水是主要開發(fā)利用對(duì)象。

高青縣多年（1991—2004年）地下水補(bǔ)給量約為1.65億m3/a，可開采量約1.72億m3/a，需水量2.46 億m3/a。地下水供需矛盾緊張（山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，2007；高青縣水資辦等，1993；高青縣水資源管理辦公室，1997）。

2　地下水開發(fā)利用引發(fā)的環(huán)境負(fù)效應(yīng)

2.1淺層地下水水質(zhì)惡化

小清河沿岸2km及其北支新河下游地帶的淺層地下水污染較嚴(yán)重，主要污染因子有揮發(fā)酚、個(gè)別重金屬離子（Mo）、氟化物和石油類。

本縣高城鎮(zhèn)的大蔡村、花孫、梁孫等地，村民普遍患氟斑牙癥。而發(fā)病區(qū)氟離子濃度在1.05～2.75mg/L之間，超出生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。氟離子超標(biāo)是誘發(fā)該地方病的主要原因，且區(qū)內(nèi)氟離子濃度自西往東沿地下水流向有逐漸增高的趨勢(shì)。

另外，在小清河沿岸地帶居民患肝大病呈逐年增加之勢(shì)。癌癥、小兒畸形、猝死比其它遠(yuǎn)離小清河的村莊也居多。黑里寨鎮(zhèn)、花溝鎮(zhèn)、樊林鄉(xiāng)、高城鎮(zhèn)的沿小清河村莊，其癌癥發(fā)病率為1.61%，同期遠(yuǎn)離小清河的田鎮(zhèn)鎮(zhèn)僅為0.3%；肝病發(fā)病率沿小清河村莊為0.46%，田鎮(zhèn)鎮(zhèn)僅為0.15%；沿清村莊小兒畸形發(fā)病率為0.38%，而同期田鎮(zhèn)鎮(zhèn)僅為0.05%。這表明小清河沿岸居民因長(zhǎng)期飲用受污染淺層地下水，已對(duì)身體健康產(chǎn)生極大危害（圖1）。

圖1　高青縣淺層地下水水質(zhì)分區(qū)圖Fig 1. Gaoqing shallow groundwater quality zoning map

2.2土壤鹽堿化

土壤鹽堿化一直是本區(qū)的主要環(huán)境地質(zhì)問題之一，1958年全縣開始大量引黃灌溉，由于新工程不配套，老排水系統(tǒng)被打亂，供水不暢，加之當(dāng)時(shí)灌溉方式不得當(dāng)，導(dǎo)致地下水位不斷上升，大片耕地次生鹽堿化，到1962年已達(dá)1.55萬(wàn)公頃，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到較大危害。為了打破這一局面，全縣有計(jì)劃的開始興建布局合理、配套齊全的治澇排堿工程。2004年，全縣治澇改堿繼續(xù)堅(jiān)持灌排并舉、以排定灌、重點(diǎn)防堿、綜合治理的方針，利用干、支、斗等各類配套溝渠排堿淋堿、蓄淡壓堿。經(jīng)過整治，現(xiàn)有0.3萬(wàn)公頃鹽堿地，鹽堿化已得到一定的治理。

2.3 深層地下水位持續(xù)下降

區(qū)內(nèi)深層地下水，多年來(lái)一直是本區(qū)工業(yè)生產(chǎn)，采油作業(yè)及居民生活用水的主要開采層位。據(jù)1989年水位監(jiān)測(cè)表明，縣城附近已形成降落漏斗，漏斗區(qū)平均水位埋深38m，外圍18～24m。1989年以來(lái)隨著勝利油田在高青的開發(fā)，深層地下水開采量大大增加，年均開采量約750萬(wàn)m3，由于開采量遠(yuǎn)大于補(bǔ)給量而不斷消耗深層淡水彈性儲(chǔ)存量，且開采井主要集中在縣城和采油區(qū)的趙店、高城等鎮(zhèn)，漏斗中心地下水位自1992年以每年3.84m的速度下降，使原來(lái)僅限于田鎮(zhèn)的降落漏斗迅速擴(kuò)展，2006年高青縣深層淡水降落漏斗的中心水位埋深117.46m（動(dòng)水位），外圍水位達(dá)60m，漏斗邊界已向西擴(kuò)展到木李鎮(zhèn)小田村—青城鎮(zhèn)王天佑、柳樹溝—花溝鎮(zhèn)八溝里—樊家林鎮(zhèn)前石門一線，北部與濱州市的降落漏斗相連，東北部已經(jīng)與濱州市博興縣的漏斗連接為一體，東南已發(fā)展到唐坊鎮(zhèn)孟君寺—高城鎮(zhèn)西呂、信家一線，南部已經(jīng)越過小清河，發(fā)展到了桓臺(tái)縣境內(nèi)，漏斗面積556.13km2，占全縣面積的66.9%，同時(shí)漏斗面積仍在不斷的增加（圖2）。

圖2　高青縣環(huán)境地質(zhì)圖Fig 2. Gaoqing Environmental geological map

3　地下水資源可持續(xù)開發(fā)利用對(duì)策

3.1優(yōu)化地下水開采布局

以環(huán)境地質(zhì)問題作為約束條件，最大限度地發(fā)揮地下水的潛力，使工農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)及人口適應(yīng)水資源的承載能力，在環(huán)境地質(zhì)問題惡化得到遏制的同時(shí)達(dá)到節(jié)水增產(chǎn)的目的（陳夢(mèng)熊，2003）。

（1）充分開發(fā)淺層地下淡水

淺層地下淡水循環(huán)交替積極，與水文氣象因素關(guān)系密切，具有可恢復(fù)性、水位埋深淺、開采容易等特點(diǎn)，具有一定的開采潛力（徐軍祥等，2001）。地下水位埋深過淺，易形成土壤鹽堿化，據(jù)前人資料，該區(qū)淺層地下水最優(yōu)水位埋深為4m。這時(shí)，地下水即由入滲—蒸發(fā)—開采型轉(zhuǎn)化為入滲—開采型，奪取了地下水蒸發(fā)量。具體措施為：在枯水期（春季）大量抽取淺層地下水進(jìn)行灌溉，促使地下水位下降，促進(jìn)土壤脫鹽，同時(shí)騰出更大的地下庫(kù)容，使汛期降水滲入量增加，地下水得到較多的補(bǔ)給，水位回升。待到枯水期再加以利用，實(shí)現(xiàn)地下水資源的豐枯調(diào)蓄，充分開發(fā)淺層地下水資源。

（2）適度開采深層承壓地下淡水

深層承壓地下淡水補(bǔ)給資源有限，水循環(huán)滯緩，基本屬于不可再生資源。目前，區(qū)內(nèi)開采量越來(lái)越大，已造成了大面積的水位下降漏斗。將引發(fā)一系列生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問題。因此，深層地下淡水不能作為主要水源，而只能作為后備水源或應(yīng)急水源。適度開采利用，優(yōu)先保證居民生活用水。

（3）擴(kuò)大咸水資源淡化

區(qū)內(nèi)微咸水、咸水分布面積約100km2，咸淡水界面埋深小于5m的面積達(dá)70km2。據(jù)地礦部試驗(yàn)資料，用2～3g/L的微咸水灌溉，它的土壤含鹽量平均在1%左右，農(nóng)作物能正常生長(zhǎng)。利用微咸水灌溉，可騰出地下庫(kù)容，獲取較多的大氣降水補(bǔ)給。促進(jìn)咸水的積極交替環(huán)境，使咸水水體朝著淡化的方向發(fā)展變化，大大緩解水資源供需矛盾。

3.2大力開展節(jié)水工作

（1）發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè)

高青縣有效灌溉面積6.41萬(wàn)ha，農(nóng)業(yè)灌溉用地下水占其用水總量的61%。農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)發(fā)展緩慢，傳統(tǒng)大水灌溉的灌溉技術(shù)使水的有效利用率還不足50%。面對(duì)水資源缺乏的現(xiàn)狀，農(nóng)業(yè)灌溉用水應(yīng)引起高度重視，農(nóng)業(yè)節(jié)水具有較大潛力。主要的措施有：①保濕土壤、充分利用土壤水。在農(nóng)作物播種期間，采用蓋膜、秸桿覆蓋、溝種、密植等方式減少水分蒸發(fā)，有效利用土壤水。 ②推廣膜下滴灌、低壓管灌、噴灌等新技術(shù)、新方法。③對(duì)灌溉渠系、管網(wǎng)等設(shè)施改造襯砌，合理布局，防止?jié)B漏。④根據(jù)不同農(nóng)作物在不同生長(zhǎng)期的需水量進(jìn)行定額適度灌溉，減少浪費(fèi)。

（2）發(fā)展節(jié)水型工業(yè)企業(yè)

高青縣工業(yè)用水占總用水量的27%，應(yīng)在工業(yè)企業(yè)中推廣節(jié)水設(shè)備、節(jié)水工藝、節(jié)水技術(shù)。根據(jù)工業(yè)企業(yè)對(duì)水質(zhì)要求，分為“采用新水”“利用回收水”“處理利用污水”類型，建立工業(yè)用水模式，加大水的重復(fù)利用率，降低萬(wàn)元產(chǎn)值耗水量。減少地下水開采量，特別是油田工業(yè)用水大戶，節(jié)水潛力巨大。

（3）地表水、地下水聯(lián)合調(diào)蓄

大量開采淺層地下水后，水位下降，騰出了可觀的地下水調(diào)蓄庫(kù)容，引縣境內(nèi)黃河地表水下滲補(bǔ)充地下水。通過地表水和地下水相互轉(zhuǎn)化，提高水資源的有效利用，實(shí)現(xiàn)地下水的保護(hù)和恢復(fù)。但是，高青縣現(xiàn)有水利工程不足以充分利用。充分利用本區(qū)地表水和引進(jìn)的黃河水，要增建攔河閘修建平原水庫(kù)，加大水利工程的調(diào)蓄能力。

（4）污水資源化，減輕地下水資源的壓力

目前高青縣年排污量達(dá)953.8萬(wàn)m3，建立污水處理廠，污水廢水處理達(dá)標(biāo)后再加以利用，減輕水資源的壓力，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3.3加強(qiáng)深層地下淡水降落漏斗監(jiān)測(cè)

高青縣深層地下淡水水位降落漏斗已從1991年的49km2發(fā)展到現(xiàn)在的556.13km2，漏斗區(qū)動(dòng)水位最大埋深達(dá)117.46m，靜水位埋深最深已達(dá)106.06m，比1991年下降了約45m。深層地下淡水目前已超量開采，為防止地下水位持續(xù)下降，必須限量開采。工業(yè)用水開采深層地下淡水必須經(jīng)有關(guān)部門批準(zhǔn)，否則對(duì)生態(tài)環(huán)境將產(chǎn)生較大的負(fù)面效應(yīng)，對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)造成威脅。為此應(yīng)在降落漏斗外圍區(qū)布設(shè)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)點(diǎn)，定期觀測(cè)水位埋深及水質(zhì)變化情況，嚴(yán)格控制漏斗范圍的擴(kuò)大。

3.4加強(qiáng)立法，政府客觀調(diào)控

為加強(qiáng)保護(hù)高青縣地下水資源，在以人為本的前提下，使當(dāng)?shù)厝嗣袢罕姾壬锨鍧崯o(wú)污染的地下水，使有限的地下水資源得到充分利用，應(yīng)制定相關(guān)的地方法規(guī)。

嚴(yán)管工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)污水廢水進(jìn)行凈化處理，降低懸浮物、BOD、COD、酚類、氰化物、石油類及重金屬污染物的含量，達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。在農(nóng)村，要減少農(nóng)藥、化肥、含磷物質(zhì)的使用，確保地下水不受污染。

加強(qiáng)控制油田對(duì)深層地下淡水的開采量，油井注水要利用淺層淡水或地表水，改變目前只使用深層淡水的局面。

制定用水收費(fèi)制度。城鎮(zhèn)居民用水浪費(fèi)現(xiàn)象比比皆是，自來(lái)水進(jìn)入用戶要實(shí)行一戶一表制，按水表計(jì)量收費(fèi)。在農(nóng)村以村為單位，每日定時(shí)定量供水，杜絕水資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。

4　結(jié)語(yǔ)

本文分析了高青縣地下水賦存條件及開采利用情況，就不當(dāng)開發(fā)利用地下水產(chǎn)生的水質(zhì)惡化、土壤鹽堿化、深層地下水降落漏斗等環(huán)境地質(zhì)問題，提出了相應(yīng)的對(duì)策，對(duì)指導(dǎo)本地區(qū)合理開發(fā)利用地下水具有重要的借鑒意義。

［1］ 籍傳茂，王兆馨.地下水資源的可持續(xù)利用［M］.北京：地質(zhì)出版社，1999.

［2］ 高青縣地方史志編撰委員會(huì).高青縣志［Z］.1978—2004.

［3］ 山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院.山東省高青縣油田開采對(duì)區(qū)內(nèi)深層地下水的影響調(diào)查報(bào)告［R］.2007.

［4］ 高青縣水資辦，山東省地礦工程勘察院.山東省淄博市高青縣水資源調(diào)查綜合評(píng)價(jià)報(bào)告［R］.1993.

［5］ 高青縣水資源管理辦公室.淄博市高青縣地下水開發(fā)利用研究［R］.1997.

［6］ 陳夢(mèng)熊.試論地下水資源的基本概念與評(píng)價(jià)原則［J］.資源科學(xué)，2003，5（4）∶11-18.

［7］ 徐軍祥，康鳳新.山東省地下水資源可持續(xù)開發(fā)利用研究［M］.北京：海洋出版社，2001.

The Development Countermeasures of Sustainable Utilization of Groundwater Resources in Gaoqing County， Shandong Province

ZHAO Haibin1， PENG Wenquan1， ZHU Guoqing1， ZHAO Zhenzhen2
（1. No.1 Institute of Geology and Mineral Resources of Shandong Province， Ji'nan 250014； 2. No.8 Institute of Geology and Mineral Resources of Shandong Province， Rizhao 276826）

Groundwater is a kind of valuable natural resource， but also the basic element of environment， which is closely related to human activities and survival. Exploitation and utilization of groundwater resources， on the one hand may meet the needs of people themselves， on the other hand， can change and destruct the balance of the natural environment. Water resources in Gaoqing County， Shandong Province are abundant， but Gaoqing County mainly develops and utilizes the groundwater resources. For a long time， the development and utilization of groundwater resources have caused the environmental geological problems such as the deterioration of groundwater quality， soil salinization， deep underground water level continuing to decline， etc.， which get the people's production and living to a negative impact. On the basis of the analysis of groundwater resources development and utilization in Gaoqing County， and local hydrological geology and natural environment， this paper puts forward the development countermeasures of water resources.

Groundwater resources； Exploitation； Gaoqing County

P641

A

1007-1903（2016）02-0074-04

10.3969/j.issn.1007-1903.2016.02.015

趙海濱（1982- ）男，工程師，主要從事水工環(huán)地質(zhì)勘查工作。