海陽(yáng)市丁字灣新城區(qū)地下水資源量及增源增采淺析

王有智，高松，王偉

(山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 煙臺(tái) 264003)

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海陽(yáng)市丁字灣新城區(qū)地下水資源量及增源增采淺析

王有智，高松，王偉

(山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 煙臺(tái) 264003)

海陽(yáng)市丁字灣新城區(qū)位于膠東半島南端，南臨黃海，為山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)規(guī)劃的新城區(qū)。該文在以往成果的基礎(chǔ)上系統(tǒng)分析了丁字灣新城區(qū)的水文地質(zhì)特征，并圈定了具有供水前景的富水地段，預(yù)測(cè)了遠(yuǎn)景開(kāi)采量，同時(shí)提出通過(guò)修建地下水庫(kù)，預(yù)測(cè)可增采的淡水資源量，為丁字灣新城區(qū)的開(kāi)發(fā)與建設(shè)提供地下水資源保障。

水文地質(zhì)特征；增源增采；地下水資源量；丁字灣新城區(qū)；海陽(yáng)市

2011年初，“十二五”首個(gè)國(guó)家戰(zhàn)略《山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展規(guī)劃》出爐，作為核心區(qū)之一的“丁字灣海上新城”位于海陽(yáng)市西南端，該地人均水資源占有量約257m3，不足全省人均占有量349m3的3/4，屬于山東省缺水地區(qū)。隨著丁字灣新城區(qū)的開(kāi)發(fā)建設(shè)，需水量會(huì)逐漸增加，水資源供需矛盾會(huì)不斷加劇，同時(shí)水污染、海水入侵等水資源問(wèn)題也日益突出，該文在系統(tǒng)分析該區(qū)水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，初步圈定了富水地段，同時(shí)提出增源增采資源量預(yù)測(cè)，為丁字灣新城區(qū)的水源地建設(shè)提供初步依據(jù)[1-9]。

1 地質(zhì)環(huán)境背景

海陽(yáng)市丁字灣新城區(qū)南臨黃海，北接煙臺(tái)、西臨青島、東靠威海，是三市的中心幾何點(diǎn)，區(qū)內(nèi)交通十分便利。該區(qū)屬典型的暖溫帶季風(fēng)型大陸性氣候，多年(1990—2013年)平均降水量705mm。區(qū)內(nèi)水系較發(fā)育，大小河流有數(shù)條，規(guī)模相對(duì)較大的河流有白沙河和紀(jì)疃河，由北向南徑流入黃海，河水流量季節(jié)性變化明顯。

該區(qū)大地構(gòu)造位置位于秦嶺-大別-蘇魯造山帶(Ⅰ級(jí))膠南-威海隆起區(qū)Ⅳ(Ⅱ級(jí))膠萊盆地東部Ⅳa(Ⅲ級(jí))海陽(yáng)-青島斷陷(Ⅳ級(jí))中東部。漫長(zhǎng)的地質(zhì)演化歷史，形成了十分復(fù)雜的構(gòu)造格局。區(qū)內(nèi)出露的地層主要有中生代白堊系的萊陽(yáng)群和青山群、新生代第四系松散沉積物。

2 水文地質(zhì)特征

2.1 含水巖組劃分及水文地質(zhì)特征

依據(jù)含水層巖性特征，該區(qū)含水巖組可劃分為3大類型：松散巖類孔隙含水巖組、碎屑巖類孔隙裂隙含水巖組和基巖裂隙含水巖組。

2.1.1 松散巖類孔隙含水巖組

此類含水巖組主要分布在白沙河、紀(jì)疃河流域兩側(cè)以及山間河谷地帶和濱海地帶，分布面積108.63km2，占該區(qū)總面積的45.26%，是該區(qū)的主要目的取水層。根據(jù)成因類型、分布部位及埋藏條件的不同，可將其進(jìn)一步劃分為丘陵坡麓谷緣洪坡積層、山前沖洪積層孔隙含水亞組和濱海平原孔隙含水亞組。

(1)丘陵坡麓谷緣洪坡積層含水亞巖組

該含水亞組主要分布在田村、迎春村以及白沙河和紀(jì)疃河流域兩側(cè)第四系逐漸尖滅地段，其他主要分布在趙家河、黃塘河等較小的獨(dú)流入海河流的河谷及階地內(nèi)。含水層巖性主要為含粘性土角礫及中粗砂，屬潛水，水位埋深0.50～5.81m。含水層厚度小于5m，頂板埋深1.20～8.53m，單井涌水量小于500m3/d。礦化度小于1g/L。

(2)山前沖洪積層孔隙含水亞巖組

白沙河流域沖洪積層孔隙水：白沙河在該區(qū)西部呈NE—SW向展布，上游地段含水層厚度一般2～4m，主要以中、粗砂為主；中下游含水層厚度3～7m，含水層巖性為中粗砂夾礫石，呈單元及二元結(jié)構(gòu)，河流兩側(cè)第四系平均寬度為1500m左右，地下水為潛水，局部為微承壓水。該區(qū)中下游地段單井涌水量500～1000m3/d，局部大于1000m3/d，其他地段小于500m3/d?？菟谒宦裆钜话銥?.7～4.2m，豐水期水位埋深一般為1.52～4.91m，礦化度小于1g/L。

紀(jì)疃河流域沖洪積層孔隙水：紀(jì)疃河流域在該區(qū)東部呈NE—SW向展布，上游地段含水層厚度2～4m，巖性主要以中、粗砂為主；中下游含水層厚度3～6m，巖性主要為中粗砂、礫石，呈單元及二元結(jié)構(gòu)，河流兩側(cè)第四系寬度為800～1600m，地下水為潛水，局部為微承壓水，在紀(jì)疃村—朱塢、從上—大荊家一帶富水性較好，單井涌水量500～1000m3/d，其他地段小于500m3/d，枯水期水位埋深在2.73～5.26m、豐水期埋深在1.52～3.81m，礦化度0.33～0.64g/L。

(3)濱海平原孔隙含水亞組

在該區(qū)南部沿海地帶，為海積、沖洪積互層，大部分為海水養(yǎng)殖區(qū)，含水層厚度多在4.0～6.5m，巖性主要為中粗砂，單井涌水量一般小于500m3/d，在河流入?？诟浇鼏尉克吭?00～1000m3/d之間，礦化度>1g/L。

2.1.2 碎屑巖類孔隙裂隙含水巖組

該含水巖組在區(qū)內(nèi)分布面積較廣，占該區(qū)面積的一半以上，巖性主要為砂巖、安山巖、英安巖及凝灰?guī)r，風(fēng)化裂隙一般發(fā)育，部分安山巖具不均勻的氣孔構(gòu)造，該含水巖組裂隙一般發(fā)育，含水較弱，單井涌水量多小于100m3/d，局部地段為構(gòu)造控水，單井涌水量200～500m3/d，礦化度小于0.5g/L。

2.1.3 基巖裂隙含水巖組

該含水巖組分布面積較小，主要分布在靠山村—向陽(yáng)村一帶，巖性以花崗巖、閃長(zhǎng)巖為主。地下水主要賦存在風(fēng)化裂隙較發(fā)育的風(fēng)化帶和構(gòu)造帶附近，因裂隙發(fā)育微弱，補(bǔ)給來(lái)源貧乏，富水性弱。在谷坡、沖溝上游地段，其單井出水量小于50m3/d，而在谷底、構(gòu)造破碎地帶以及粗?；◢弾r分布區(qū)，單井涌水量相對(duì)較大，一般小于100m3/d，礦化度小于0.5g/L。

2.2 地下水補(bǔ)徑排條件

松散巖類孔隙水補(bǔ)給方式既有垂直補(bǔ)給，又有水平補(bǔ)給。其主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水，區(qū)內(nèi)包氣帶巖性主要以黃土、砂土為主，結(jié)構(gòu)松散，滲透性強(qiáng)，為大氣降水就地入滲補(bǔ)給提供了有利條件。另外，在紀(jì)疃河、白沙河等河流側(cè)向補(bǔ)給及灌溉水的回灌補(bǔ)給也是松散巖類孔隙水重要的補(bǔ)給來(lái)源。地下水的運(yùn)動(dòng)特征主要受區(qū)內(nèi)地形地貌、含水層巖性、水力坡度和水文氣象等因素控制，松散巖類孔隙水沿河流徑流方向自北向南運(yùn)動(dòng)，最終徑流入海。排泄有3種途徑，分別是農(nóng)田灌溉排泄，河流排泄和地面蒸發(fā)。

碎屑巖類孔隙裂隙水分布于區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)，巖性大部分裸露和薄層粘性土覆蓋，巖石風(fēng)化層厚度一般在5～15m不等，多被粘性土充填，其主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水。地下水運(yùn)動(dòng)與地形變化一致，由于所有巖層透水性都比較差，水力坡度又小，徑流速度慢，徑流量小。排泄方式以地下徑流和人工開(kāi)采為主，其次在低洼水位埋藏較淺處，蒸發(fā)也是排泄方式之一。

基巖裂隙水以大氣降水補(bǔ)給為主，在地勢(shì)低處可接受松散巖類孔隙水和地表水的補(bǔ)給。其補(bǔ)給程度主要與地形地貌、裂隙發(fā)育程度關(guān)系密切。基巖裂隙一般發(fā)育細(xì)微，地形坡度較大，大部分降水以片流形式流失，僅部分大氣降水直接沿裂隙發(fā)育方向滲入地下形成徑流。在準(zhǔn)平原溝谷處，可接受高處基巖裂隙水徑流補(bǔ)給，隨地形起伏多呈散狀徑流；溝谷下游多以潛流形式排泄于松散層，排泄量一般較小。地下水位埋深程度隨地形由高到低呈起伏不平的地下水自由面。地下水徑流方向與地形傾斜方向基本一致。

2.3 地下水動(dòng)態(tài)特征

松散巖類孔隙水是本區(qū)研究的重點(diǎn)，因此以松散巖類孔隙水水位動(dòng)態(tài)特征為例進(jìn)行敘述：

(1)年內(nèi)地下水動(dòng)態(tài)：影響年內(nèi)水位動(dòng)態(tài)變化的主要因素一是大氣降水，二是農(nóng)灌開(kāi)采。依據(jù)2013年全年水位、開(kāi)采量觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析(表1)，水位變化特征是：一般自3月中旬至6月上旬是農(nóng)灌集中期，也是年內(nèi)降水枯水期，二者的共同作用，造成補(bǔ)給量小、開(kāi)采量大，最終導(dǎo)致地下水位持續(xù)降低，并在5月前后降至最低值。在6月份前后至9月，隨大氣降水量增加，對(duì)地下水產(chǎn)生充分補(bǔ)給，期間大部分農(nóng)灌活動(dòng)基本停止，地下水補(bǔ)給量大于開(kāi)采量，水位進(jìn)入回升期。爾后隨著降水量減弱，水位緩慢下降，降到較低水平。至次年3月份，農(nóng)灌活動(dòng)再次開(kāi)始，水位進(jìn)入新一輪下降期。該區(qū)年內(nèi)水位動(dòng)態(tài)變化曲線見(jiàn)圖1。

表1 松散巖類孔隙水2013年地下動(dòng)態(tài)變化統(tǒng)計(jì)(庶村)

圖1 松散巖類地下水2013年水位動(dòng)態(tài)曲線圖(庶村)

(2)年際地下水動(dòng)態(tài)：依據(jù)區(qū)內(nèi)觀測(cè)點(diǎn)(辛安鎮(zhèn)南)年際動(dòng)態(tài)觀測(cè)數(shù)據(jù)看(圖2)，年際平均地下水位動(dòng)態(tài)曲線呈“持續(xù)下降型”，即2007年年降水量最大，為1049.9mm，地下水位最高，為6.81m；2006年年降水量最小，為607.40mm，地下水位為6.06m；從水位特征看，最低水位出現(xiàn)在2012年，為5.16m，多年變幅為1.65m。從動(dòng)態(tài)圖可以看出年平均水位有逐漸下降的趨勢(shì)，主要是因?yàn)殡S著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，地下水用水量逐漸增加導(dǎo)致[3]。

圖2 松散巖類孔隙水年際水位動(dòng)態(tài)曲線圖

2.4 地下水水化學(xué)特征

地下水水化學(xué)特征與地下水的運(yùn)動(dòng)條件、巖性、地形及氣候等因素密切相關(guān)[9]。近年來(lái)受工、農(nóng)業(yè)污染、海水入侵等因素影響，水化學(xué)類型也由單一型向多型、簡(jiǎn)單型向復(fù)雜型轉(zhuǎn)變，受海水養(yǎng)殖、海水入侵的影響地下水中的氯離子普遍較高，礦化度也隨之增高。

圖3 第四系分布區(qū)地下水piper三線圖

3 地下水質(zhì)量及富水地段的圈定

3.1 地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB14848-2007)中的水質(zhì)分類標(biāo)準(zhǔn)。

評(píng)價(jià)方法：根據(jù)化驗(yàn)項(xiàng)目的齊全程度，選取19個(gè)項(xiàng)目作為參加評(píng)價(jià)的因子。首先對(duì)單項(xiàng)組分進(jìn)行分類，確定其評(píng)價(jià)分值Fi，根據(jù)公式計(jì)算出綜合評(píng)價(jià)分值F，根據(jù)F值劃分地下水質(zhì)量級(jí)別。

評(píng)價(jià)結(jié)果：該區(qū)地下水質(zhì)量整體內(nèi)陸好于沿海，丘陵地區(qū)好于平原地區(qū)(圖4)。

優(yōu)良區(qū)：主要分布北馬家北、牟格莊一帶，占該區(qū)面積的7.8%，該地區(qū)為丘陵山區(qū)，該區(qū)內(nèi)未見(jiàn)污染源，地下水質(zhì)好，需加強(qiáng)保護(hù)。

良好區(qū)：主要在朱塢村東北、行村鎮(zhèn)、牟格莊、大荊家北一帶的丘陵地區(qū)有零星分布，占全區(qū)面積的10.7%，地下水類型主要為基巖裂隙水，這些地區(qū)附近雖有少量污染源，但污染程度較低，地下水質(zhì)仍然較好。

較好區(qū)：主要分布于行村鎮(zhèn)、北馬家—黃家莊—北茂梓北部地區(qū)，南部在大山所、東田埠頭有分布，占全區(qū)面積的30.8%。

較差區(qū)：大面積分布于該區(qū)中南部，占全區(qū)面積的26.9%，該地區(qū)工業(yè)污水、生活污水排放嚴(yán)重。

極差區(qū)：大面積分布于該區(qū)沿海平原地帶，另外在烽臺(tái)西部地區(qū)也有小面積分布，占全區(qū)面積的23.8%，這些地區(qū)主要為海水入侵區(qū)和工業(yè)發(fā)達(dá)區(qū)。

圖4 地下水質(zhì)量分區(qū)評(píng)價(jià)圖

3.2 地下水富水地段圈定

該區(qū)內(nèi)地下水以松散巖類孔隙水為主，富水地段主要位于庶村—行村的白沙河中下游區(qū)域和紀(jì)疃河的朱塢北、大荊家一帶，單井涌水量多在500～1000m3/d,局部地段大于1000m3/d。2個(gè)富水地段允許開(kāi)采量預(yù)測(cè)為618.31萬(wàn)m3/a。

(1)白沙河流域富水地段：主要分布在白沙河中下游范圍內(nèi)(行村-庶村段)。含水層巖性主要以中、粗砂夾礫石為主，呈單元或二元結(jié)構(gòu)，含水層厚度4～7m，河流兩側(cè)第四系寬度為1500m左右，地下水為潛水，局部為微承壓水，單井涌水量500～1000m3/d，枯水期水位埋深一般為3.7～6.2m、豐水期水位埋深一般為1.52～4.91m，水化學(xué)類型主要為Cl·HCO3-Ca·Na型水，礦化度小于1g/L。依據(jù)抽水試驗(yàn)資料，采用平均布井法進(jìn)行計(jì)算，該地的地下水允許開(kāi)采量為381.04萬(wàn)m3/a。

(2)紀(jì)疃河流域富水地段：該富水地段主要分布在紀(jì)疃村—朱塢、從上—大荊家一帶，含水層厚度為4～6m，含水層巖性主要為中粗砂夾礫石，河流兩側(cè)第四系平均寬度為1200m左右，地下水為潛水，局部為微承壓水，單井涌水量500～1000m3/d,枯水期水位埋深一般為3.79～5.23m、豐水期埋深一般為2.52～4.81m，水化學(xué)類型主要為Cl·HCO3-Ca·Na型水，礦化度小于1g/L。采用平均布井法進(jìn)行計(jì)算，該地的地下水允許開(kāi)采量為237.27萬(wàn)m3/a。

4 地下水資源量增采措施分析

目前區(qū)內(nèi)雖有一定的淡水資源儲(chǔ)量，但隨著丁字灣新城區(qū)的建設(shè)發(fā)展，人類活動(dòng)的進(jìn)一步加強(qiáng)，區(qū)內(nèi)水資源供需矛盾會(huì)進(jìn)一步凸顯，為了解決未來(lái)的用水矛盾，依據(jù)以往成果*山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,王有智、程鑫等，山東省膠東半島地下水庫(kù)建設(shè)地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)研究，2013年。，可在白沙河中下游建設(shè)地下水庫(kù)，不但可以增加可利用的淡水資源量，還可解決海水入侵之患。

(1)壩址選擇。庫(kù)區(qū)截滲壩址最適宜地點(diǎn)為大雁頂—行村南200m一帶，該壩線長(zhǎng)度最短，為2180m，兩側(cè)壩肩巖性為砂巖類，該巖類風(fēng)化裂隙不甚發(fā)育，透水性差，風(fēng)化層厚度一般為8～12m，第四系的平均厚度8～12m，該處建設(shè)壩址不但很好的防治海水入侵，還可大量節(jié)省建設(shè)費(fèi)用。

(2)增采資源量預(yù)測(cè)?？稍谠搸?kù)區(qū)內(nèi)修建橡膠壩、入滲井[10]，這樣可以抬高地下水位，增加地表水的入滲量，調(diào)節(jié)地下水資源的時(shí)空變化，在人工調(diào)蓄的基礎(chǔ)上達(dá)到增采地下水資源量的目的。地下水庫(kù)建成后，該庫(kù)區(qū)通過(guò)人工調(diào)蓄的方法(水均衡法計(jì)算)在平水年地下水增采資源量可達(dá)217萬(wàn)m3/a。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以往調(diào)查成果圈定了具有供水前景的富水地段，并預(yù)測(cè)了地下水允許開(kāi)采資源量，為區(qū)內(nèi)建設(shè)水源地提供了初步依據(jù)。另外該區(qū)地下水資源人均占有量低于省內(nèi)人均占有量，屬缺水地區(qū)，隨著丁字灣新城區(qū)的建設(shè)和發(fā)展，該區(qū)地下水資源供需矛盾會(huì)進(jìn)一步凸顯。為了增源增采，提出了區(qū)內(nèi)建設(shè)地下水庫(kù)的可行性，并預(yù)測(cè)了地下水可增采的資源量。在該基礎(chǔ)上提出了以下地下水資源保護(hù)對(duì)策：

對(duì)重點(diǎn)工業(yè)污染源進(jìn)行重點(diǎn)治理，大力提倡修建不同規(guī)模的污水處理廠；對(duì)堆放固體廢棄物的臨時(shí)場(chǎng)地，采取防滲措施后再進(jìn)行堆放，雨雪天可加蓋覆蓋層(如塑料布等)，減少淋濾液的產(chǎn)生；嚴(yán)禁在河道濫采砂，保護(hù)含水層；對(duì)養(yǎng)殖地段進(jìn)行防滲處理，并禁止遠(yuǎn)距離明渠輸送海水興建海產(chǎn)養(yǎng)殖池；在白沙河中下游建設(shè)地下水庫(kù)[10]，不但可增加地表水的利用率，還可恢復(fù)咸淡水界面的原有平衡，預(yù)防和治理海(咸)水入侵，既涵養(yǎng)了水源，又可緩解水資源供需矛盾。

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Primary Analysis on Groundwater Resource and Increasing the Amount of Groundwater Resources and Exploitation in Dingziwan New District in Haiyang City

WANG Youzhi，GAO Song, WANG Wei

(No.3 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources, Shandong Yantai 264003, China)

Dingziwan new district in Haiyang city locate in southern Shandong Peninsula, and south to the Yellow sea. It is a new district of Shandong Peninsula Blue Economic Zone. Based on the former achievements, hydrogeological characteristics of Dingzifang new district have been analyzed systematically, rich water areas with water supply future have been delineated, and prospective exploitation has been predicated. It is regarded that underground reservoirs should be constructed, the amount of increased fresh water resources should be predicated in order to provide groundwater resources for the development and construction of Dingziwan new district.

Hydrogeological characteristics; increasing sources and increasing mining; groundwater resources; Dingziwan new district; Haiyang city

2016-03-21；

2016-05-11；編輯：陶衛(wèi)衛(wèi)

王有智(1981—)，男，山東日照人，工程師，主要從事水工環(huán)地質(zhì)工作；E-mail:wyouzhi@126.com

P581

B

王有智，高松，王偉.海陽(yáng)市丁字灣新城區(qū)地下水資源量及增源增采淺析[J].山東國(guó)土資源，2016,32(10)：39-43.WANG Youzhi，GAO Song，WANG Wei. Primary Analysis on Groundwater Resource and Increasing the Amount of Groundwater Resources and Exploitation in Dingziwan New District in Haiyang City[J].Shandong Land and Resources, 2016,32(10)：39-43.