濟(jì)寧金黃莊水源地地下水動(dòng)態(tài)變化分析

曹 燕，齊云婷

（濟(jì)寧市水文局，山東 濟(jì)寧 272019）

金黃莊水源地位于濟(jì)寧市高新區(qū)石橋鎮(zhèn)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(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)灌溉的主要水源，深層水主要作為工礦企業(yè)及鄉(xiāng)村生活用水。

1 地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀

根據(jù)魯南地質(zhì)勘察院 《濟(jì)寧市任城區(qū)金黃莊水源地供水水文地質(zhì)詳查報(bào)告》，金黃莊水源地淺層水總補(bǔ)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(bǔ)給量為3.08萬m3/d，在現(xiàn)狀開采的基礎(chǔ)上，金黃莊水源地增采1.86萬m3/d是可行的。

淺層水是區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)灌溉的主要水源。經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，區(qū)域內(nèi)有配套機(jī)電井2160眼，機(jī)井密度18.0眼/km2，現(xiàn)狀開采量 2056萬 m3。

深層水是工礦企業(yè)及鄉(xiāng)村生活的主要水源。經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，生活用水多年平均開采量為150.1萬m3，現(xiàn)狀年增加到189.7萬m3，呈持續(xù)上升趨勢(shì)；工礦企業(yè)如濟(jì)三煤礦、泗河煤礦、濟(jì)三電廠，開采量分別為 3100m3/d、4000m3/d、15000m3/d。

2 地下水動(dòng)態(tài)變化分析

2.1 淺層水動(dòng)態(tài)特征

多年監(jiān)測(cè)資料表明，區(qū)域淺層水動(dòng)態(tài)呈總體穩(wěn)定狀態(tài)，沒有出現(xiàn)總體下降的趨勢(shì)。金黃莊水源地東側(cè)北王莊、東北石橋水利站2處監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(dòng)。2010年8月底該兩處地下水位均略高于1990年同期水位，繼續(xù)呈現(xiàn)多年穩(wěn)定趨勢(shì)，埋深一般為0.5～4m。但在特殊豐水時(shí)段和特殊枯水時(shí)段的背景下，也曾出現(xiàn)地下水位超常漲升和超常下降的情況。

2.2 深層水動(dòng)態(tài)特征

深層孔隙水上游補(bǔ)給區(qū)在鄒城、兗州一帶山前平原，水位變化在時(shí)間上滯后淺層孔隙水1～2個(gè)月，常年低于淺層孔隙水1～3m，承壓水頭年變幅相對(duì)較大，一般為3～6m。2006年以前深層地下水動(dòng)態(tài)隨降水量的豐枯滯后變化，總體處于穩(wěn)定狀態(tài)。金黃莊水源地2006年運(yùn)行以來，持續(xù)開采量1.5萬m3/d，深層水靜水位同比降低3.44m～4.03m，動(dòng)水位較同期靜水位降低8.98～17.70m，說明深層水位已顯現(xiàn)出總體下降趨勢(shì)。

3 地下水動(dòng)態(tài)影響因素分析

3.1 影響淺層水動(dòng)態(tài)的主要因素

1）大氣降水補(bǔ)給。大氣降水入滲是淺層孔隙水的主要補(bǔ)給來源。從長(zhǎng)期情況看，多年系列的區(qū)域年降水量一直制約著淺層孔隙水的總體變化趨勢(shì)。有記錄以來地下水位基本是圍繞多年平均值上下波動(dòng)，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(bǔ)充，沒有發(fā)生趨勢(shì)性變化。淺層孔隙水動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期呈穩(wěn)定狀態(tài)，說明大氣降水補(bǔ)給仍是影響淺層孔隙水動(dòng)態(tài)的主導(dǎo)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(dòng)，其中2003年9月以來一直在34.0～34.7m之間波動(dòng)，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(cè)滲補(bǔ)給南陽湖地表水；枯水期大部分時(shí)段南陽湖水位高于濱湖區(qū)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(cè)滲補(bǔ)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(xiàn)了數(shù)十年罕見的大幅度下降。這說明只要南陽湖有水，湖水對(duì)濱湖區(qū)淺層孔隙水動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期起著穩(wěn)定和保證作用。

3）泗河側(cè)滲補(bǔ)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(shí)段對(duì)兩岸淺層孔隙水有補(bǔ)給作用，但枯水期部分時(shí)段補(bǔ)給作用暫停，泗河側(cè)滲補(bǔ)給對(duì)淺層孔隙水動(dòng)態(tài)影響程度較小。

4）農(nóng)業(yè)灌溉開采。農(nóng)業(yè)灌溉開采的季節(jié)性、間歇性特征，使得農(nóng)業(yè)灌溉開采高峰期淺層水位急劇下降，農(nóng)業(yè)灌溉結(jié)束后水位迅速回升；在枯水年、特枯年地下水開采量加大時(shí)，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(fù)。說明以農(nóng)業(yè)灌溉開采為主的開采量沒有超過補(bǔ)給量。

5）潛水蒸發(fā)消耗。本區(qū)域潛水蒸發(fā)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(nóng)場(chǎng)至辛閘一帶地下水埋深多小于1m，潛水蒸發(fā)作用較強(qiáng)烈，是淺層水排泄的途徑之一。

6）工業(yè)開采。為盡量避免與農(nóng)業(yè)爭(zhēng)水，該水源地工業(yè)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(duì)穩(wěn)定。從2006年7月以來水源地開采量與附近淺層孔隙水監(jiān)測(cè)資料看，淺層孔隙水動(dòng)態(tài)總體上沒有隨水源地深層孔隙水開采量變化而發(fā)生明顯變化，說明淺層孔隙水水位季節(jié)性下降與水源地深層孔隙水開采沒有密切的相關(guān)關(guān)系。

3.2 影響深層水動(dòng)態(tài)的主要因素

1）上游補(bǔ)給區(qū)降水補(bǔ)給。監(jiān)測(cè)資料表明，上游補(bǔ)給區(qū)鄒城、兗州一帶降水量總體沒有減少趨勢(shì)。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(dòng)態(tài)亦應(yīng)呈總體穩(wěn)定趨勢(shì)，實(shí)際情況是上游補(bǔ)給區(qū)的地下水已經(jīng)處于入不敷出狀況，從而使上游側(cè)向徑流減少，深層孔隙水補(bǔ)給源得不到保障。

2）人工開采。現(xiàn)狀情況下，金黃莊水源地和鄉(xiāng)村生活供水（村村通工程）開采，是影響深層孔隙水動(dòng)態(tài)的主要因素。此水源地運(yùn)行以來靜水位和動(dòng)水位均出現(xiàn)小幅下降的情況，表明已呈現(xiàn)程度較輕的采補(bǔ)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(fù)荷。隨著城鎮(zhèn)化的加速，城鄉(xiāng)生活開采量還將加大。

綜上所述，上游補(bǔ)給區(qū)地下水開采量增加導(dǎo)致側(cè)向補(bǔ)給源不足、區(qū)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(guān)系分析

4.1 從地質(zhì)結(jié)構(gòu)、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(wěn)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(lián)系的地質(zhì)條件。

4.2 從地下水化學(xué)特征分析

根據(jù)水化學(xué)資料進(jìn)行對(duì)比分析，淺層水與深層水水化學(xué)特征，包括礦化度、總硬度、pH值、水化學(xué)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(dòng)態(tài)趨勢(shì)分析

在金黃莊水源地詳查階段，2006年4月17日～5月16日，進(jìn)行了較大規(guī)模的深層孔隙水群孔抽水試驗(yàn)，7井同抽，抽水流量1.8萬m3/d，持續(xù)時(shí)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(qū)以外淺層水位也平均降了0.34m，降幅基本相當(dāng)。

在金黃莊水源地持續(xù)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(xiàn)持續(xù)下降，反而與區(qū)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(bǔ)給關(guān)系密切，與深層孔隙水水力聯(lián)系微弱。

5 水源地保護(hù)措施

1）加強(qiáng)水源地科學(xué)管理、優(yōu)化調(diào)度。根據(jù)歷年動(dòng)態(tài)資料，進(jìn)一步復(fù)核現(xiàn)狀條件下的資源量、可開采量，制定淺層水、深層水優(yōu)化開采調(diào)度方案，保障其良性循環(huán)。

2）加強(qiáng)水源地及其附近地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。在金黃莊水源地及周邊地段增設(shè)深層水和淺層水水位、水質(zhì)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)點(diǎn)，系統(tǒng)地采集地下水動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，為合理開發(fā)、科學(xué)保護(hù)提供依據(jù)。

3）嚴(yán)格控制深層地下水開采量。針對(duì)水源地深層水位下降及上游側(cè)向補(bǔ)給減少的狀況，應(yīng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)上下游關(guān)系，嚴(yán)格控制并盡量減少深層水開采量，使之采補(bǔ)平衡，避免過量開采引發(fā)地質(zhì)環(huán)境問題。

4）嚴(yán)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(lián)系微弱，但必須高度重視成井質(zhì)量，做好上層止水，防止兩層水發(fā)生聯(lián)系而相互影響。

5）加強(qiáng)點(diǎn)面污染源管控。在水源地及上游補(bǔ)給區(qū)，進(jìn)一步加大點(diǎn)源整治和農(nóng)村生活污水、垃圾、農(nóng)藥化肥等面源污染的控制，從源頭上保護(hù)水源。

6）加強(qiáng)水源地及補(bǔ)給區(qū)生態(tài)環(huán)境治理，植樹造林、保持水土、涵養(yǎng)水源。