碭山縣高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田地下水開發(fā)利用產(chǎn)生環(huán)境地質(zhì)問題對策建議

李向前

（安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，安徽 合肥 230001）

安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站承擔(dān)的“碭山縣高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田水文地質(zhì)調(diào)查評價項目（項目編號：2016-g-3-30）”是2016年度安徽省國土資源廳下達(dá)安徽省公益性地質(zhì)工作的第三批項目任務(wù)和投資計劃（皖國土資函[2016]1431號），該項目屬公益性地質(zhì)扶貧項目，工作區(qū)面積為139.2km2。

1 地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域地層

碭山縣地層屬華北地層大區(qū)晉冀魯豫地層區(qū)徐淮地層分區(qū)淮北地層小區(qū)。根據(jù)區(qū)域地層資料，碭山縣發(fā)育的主要地層有奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系、古近系、新近系及第四系。區(qū)域松散層厚300～600m，主要巖性為粘性土和砂性土，西北厚東南薄。

1.2 工作區(qū)地層

工作區(qū)發(fā)育的主要地層有二疊系、三疊系、古近系、新近系和第四系。巖性由老至新特征如下所述。

1.2.1 前新近系

前新近系地層均隱伏于新近系之下，上覆松散層厚310～600m，西北厚東南薄。前新近紀(jì)地層分布有二疊系、三疊系和古近系地層。

1.2.2 新近系

工作區(qū)新近紀(jì)地層廣泛分布，由東南向西北厚度逐漸增加，厚150～350m。

1.2.3 第四系

工作區(qū)第四紀(jì)地層廣泛分布，根據(jù)區(qū)域地層資料，第四系厚多在170m左右，由東南向西北厚度逐漸增加，最大厚度190m。

1.2.3.1 下更新統(tǒng)太和組（Qp1t）

區(qū)內(nèi)廣泛分布，地表無出露，隱伏第四系中更新統(tǒng)之下，以沖湖積為主。巖性為青灰、棕黃、紅棕色亞粘土夾棕紅色、棕黃色細(xì)砂、粉砂，一般有3～4個韻律。頂板埋深70～85m，厚75～100m。

1.2.3.2 中更新統(tǒng)臨泉組（Qp2l）

區(qū)內(nèi)廣泛分布，地表無出露，隱伏于第四系上更新統(tǒng)之下，早期以沖積為主，晚期以沖湖積為主。巖性為棕黃、褐黃色亞粘土和褐黃色、淺棕色粉細(xì)砂、亞砂土，含鈣質(zhì)結(jié)核，一般有1～2個韻律。頂板埋深40～50m，厚25～50m。

1.2.3.3 上更新統(tǒng)黃口組（Qp3h）

廣布全區(qū)，地表無出露，隱伏于第四系全新統(tǒng)之下，屬早期黃河泛濫沉積。巖性為黃棕、褐黃色亞粘土和褐黃、灰黃色粉砂、亞砂土，含鈣質(zhì)結(jié)核，一般有2～3個韻律。頂板埋深8～25m，厚25～40m。

1.2.3.4 全新統(tǒng)蕭碭組（Qh x）

區(qū)內(nèi)廣泛分布，出露地表，屬于晚期黃河泛濫堆積物，巖性為黃、灰黃、棕黃色粉砂、亞砂土、亞粘土，部分地區(qū)分布有褐黃色淤泥質(zhì)亞粘土、亞砂土。工作區(qū)沉積厚度8～25m。

2 水文地質(zhì)概況

2.1 含水巖組劃分

本項目在工作區(qū)施工成井淺層（50m）鉆孔20眼、中深層（150m）鉆孔3眼、深層（350m）鉆孔1眼，結(jié)合以往水文地質(zhì)勘查鉆孔資料，根據(jù)地下水含水介質(zhì)特征及含水空隙的類型，工作區(qū)勘察深度（350m）范圍內(nèi)地下水類型主要為松散巖類孔隙水，再根據(jù)地下水的埋藏情況及與大氣降水、地表水的交替強(qiáng)弱、巖性組合、水力性質(zhì)等將工作區(qū)松散層自上而下劃分為淺層孔隙含水巖組、中深層孔隙含水巖組和深層孔隙含水巖組，見表1。

表1 工作區(qū)地下水含水巖組劃分表

2.2 含水層組結(jié)構(gòu)及富水特征

2.2.1 淺層孔隙水含水層組

淺層孔隙水含水層組在工作區(qū)廣泛分布，主要由全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)組成，含水砂層頂板埋深5.15～29.20m，底板埋深37.40～52.20m，砂層累計厚度10.40～32.40m，一般有2～5個韻律層，巖性以亞砂、粉砂為主，次為粉細(xì)砂、細(xì)砂。地下水水力性質(zhì)為微承壓潛水，工作區(qū)淺層孔隙水水位埋深2.32～10.16m，水位標(biāo)高35.91～46.52m，總體地下水水位北西高南東低，水化學(xué)類型以HCO3-Na·Ca、HCO3·Cl-Na·Ca型為主，溶解性總固體在0.51～1.50g/L，單井涌水量一般為93～403m3/d。該層水是工作區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉的主要水源。

2.2.2 中深層孔隙水含水層組

中深層孔隙水含水巖組在工作區(qū)廣泛分布，主要有中、下更新統(tǒng)組成，砂層頂板埋深36.7～49.0m，底板埋深137.5～170.2m，砂層厚度一般32.7～44.7m。巖性以粉砂、粉細(xì)砂為主，局部為細(xì)砂。地下水水力性質(zhì)為承壓水，水位埋深在3m左右,最大水位埋深達(dá)13m，年內(nèi)地下水水位動態(tài)變化不明顯，多年地下水水位呈弱下降趨勢。水化學(xué)類型以HCO3-Na、HCO3-Na·Mg或HCO3-Ca·Mg型為主，地下水為溶解性總固體一般小1g/L，單井涌水量一般為100～500m3/d。

2.2.3 深層孔隙水含水層組

深層孔隙水含水巖組在工作區(qū)廣泛分布，主要由新近系組成，本次勘查位置位于碭山縣趙屯鎮(zhèn)趙屯村G310國道北側(cè)，揭露最大深度為352.85m。砂層頂板埋深239.7m，底板埋深336.7m，砂層累計厚度40.0m。巖性以粉細(xì)砂、細(xì)砂為主。地下水水力性質(zhì)為承壓水，水位埋深60.64m，多年地下水水位呈強(qiáng)下降趨勢。水化學(xué)類型一般為HCO3·Cl·SO4—Na型水，抽水試驗實測單井涌水量1328.16m3/d（10.43m降深單井涌水量）。深層孔隙水是碭山縣城及農(nóng)村生活主要供水水源。

3 地下水開發(fā)利用

碭山縣地表水資源相對匱乏，以開采孔隙水作為主要供水水源。20世紀(jì)50年代初開始進(jìn)行井灌試用，20世紀(jì)50～80年代，農(nóng)田灌溉、城鎮(zhèn)工礦企業(yè)和居民生活用水以開采淺層地下水為主，開采深度一般小于30m。80年代以后，農(nóng)村分散供水和農(nóng)田灌溉供水以外，城鎮(zhèn)工礦企業(yè)和縣城集中居民生活用水逐漸往開采中深層地下水為主過渡。20世紀(jì)90年代，地下水資源開采量繼續(xù)增加，深層孔隙水開采量增長幅度最大，開采深度進(jìn)一步加大，供水井的深度達(dá)300m以上。21世紀(jì)以來，農(nóng)村實施飲水安全工程，農(nóng)村居民生活用水也逐漸往開采深層地下水過渡。

2017年，地下水開發(fā)利用量達(dá)14160×104m3，占碭山縣供水總量的93.7%。淺層地下水年開發(fā)利用量為7934×104m3，占地下水年開發(fā)利用總量的56.1%。

碭山縣中北部由于地表河流較少，對地下水的依賴程度高于東南部地區(qū)，另外，局部地區(qū)淺層機(jī)井密度大，城區(qū)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)已開采的深層井群大都集中布置在某一區(qū)域，各類開采井越打越密，井間距離小，相互干擾強(qiáng)烈，也造成局部地下水位下降過快，由此，超采深層地下水會帶來一系列環(huán)境地質(zhì)問題。

4 地下水開采造成環(huán)境地質(zhì)問題

4.1 地下水水位持續(xù)下降

4.1.1 淺層地下水水位下降

碭山縣淺層孔隙水原有水位埋深一般在0.27～3.7m。據(jù)本次野外調(diào)查，水文年內(nèi)工作區(qū)水位埋深0.56～10.06m。與20世紀(jì)60年代相比，淺層地下水水位略有下降，下降幅度為1～6m。

4.1.2 中深層地下水水位下降

碭山縣中深層孔隙水原有水位埋深一般在0.07～2.83m，到2007年水位埋深降到了1.5～22.8m，到2017年底水位埋深降到了3～40m左右，多年地下水水位呈弱下降趨勢。

4.1.3 深層地下水水位下降

20世紀(jì)60年代，碭山縣深層孔隙水水位埋深一般在2.58～4.28m，1988年深層孔隙水水位埋深降到了27～28m。2014年，深層孔隙水水位埋深已經(jīng)達(dá)到了37～61m，截止到2017年12月，碭山縣深層地下水水位局部埋深達(dá)到70m左右，現(xiàn)形成了多個以地下水開采區(qū)中中心的深層地下水水位降落漏斗。

4.2 地面沉降

碭山縣水源井過于集中，并大量開采中深層地下水，縣城附近地區(qū)因深層開采量增加而導(dǎo)致該地區(qū)地下水水位呈強(qiáng)下降趨勢且已發(fā)生地面沉降，根據(jù)安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站2017年12月，提交的《宿州市地面沉降控制區(qū)范圍劃定成果報告》，1987～2017年碭山縣二等水準(zhǔn)點Ⅱ碭渦Ⅰ累計最大沉降量已達(dá)531mm，沉降量以17.13mm/a的速率增長。除此之外，通過復(fù)測碭山縣原有水準(zhǔn)點發(fā)現(xiàn)水準(zhǔn)點均有所下沉，見表2，且水位降深越深的位置沉降量越大。

表2 碭山縣測量高程變化統(tǒng)計表

4.3 地下水水質(zhì)原生異常

4.3.1 微咸水

微咸水溶解性總固體一般為1.0～3.0g/L。在20世紀(jì)70年代，工作區(qū)微咸水主要分布在玄廟鎮(zhèn)權(quán)集鄉(xiāng)、官莊壩鎮(zhèn)西南部、曹莊鎮(zhèn)北部、唐寨鎮(zhèn)西部、良梨鎮(zhèn)東部地區(qū)，分布面積約77.25km2。本次工作中通過對地下水水樣分析，工作區(qū)內(nèi)微咸水主要分布在周寨鎮(zhèn)西部、官莊壩鎮(zhèn)西部與東南部、曹莊鎮(zhèn)西北部、趙屯鎮(zhèn)南部、關(guān)帝廟鎮(zhèn)東部、李莊鎮(zhèn)西部、朱樓鎮(zhèn)西北部、良梨鎮(zhèn)東南部、唐寨鎮(zhèn)、程莊鎮(zhèn)北部地區(qū)，分布面積約189.48km2，水化學(xué)類型以HCO3·Cl-Na·Ca型、HCO3·Cl-Na·Mg·Ca型和HCO3·Cl-Na型為主。對人體健康的影響主要是口感不良,有苦澀味,并可引起腹瀉、腹痛等。

4.3.2 高氟水

21世紀(jì)初，工作區(qū)高氟水(氟含量＞1.0mg/L)，主要分布在工作區(qū)中周寨鎮(zhèn)、玄廟鎮(zhèn)北部、官莊壩鎮(zhèn)西南部、曹莊鎮(zhèn)、趙屯鎮(zhèn)、關(guān)帝廟鎮(zhèn)東部、唐寨鎮(zhèn)、程莊鎮(zhèn)東北部地區(qū)，分布面積約211km2。本次工作中通過對地下水水樣分析，高氟水超標(biāo)區(qū)在工作區(qū)內(nèi)大范圍分布，分布面積約356km2。飲水高氟則會對人體造成危害，主要是在骨骼方面，輕者表現(xiàn)為氟斑牙，重者可發(fā)展為氟骨癥，氟骨癥患者骨質(zhì)疏松、關(guān)節(jié)變形，部分或完全喪失勞動能力。

4.4 鹽漬土

工作區(qū)內(nèi)由20世紀(jì)80年代初期的108.01km2（10801ha），到目前降為0.5km2（50ha）左右，僅在程莊鎮(zhèn)東部王明集村分布，目前，該地區(qū)淺層地下水位埋深約為0.5～4.0m，鹽漬土分布區(qū)地表鹽斑已不多見。鹽漬化表土一般厚0.2～0.4m，在降水和蒸發(fā)作用下不斷地脫鹽和返鹽，對農(nóng)作物的幼苗和根系造成危害。

5 對策建議

（1）工作區(qū)地處黃泛沖積平原區(qū)，存在著蓄水能力不足、地表水水質(zhì)多為Ⅳ—劣Ⅴ類水，多數(shù)河流常年出現(xiàn)干涸或斷流現(xiàn)象。建議應(yīng)加強(qiáng)河道治理與污染防治工作，提升地表水蓄水能力，配合高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田區(qū)排澇灌溉設(shè)施合理進(jìn)行地表水、地下水聯(lián)合運用的井渠結(jié)合灌溉模式。

（2）工作區(qū)廣泛存在微咸水，淺層地下水富水性為弱富水—富水，結(jié)合開發(fā)利用現(xiàn)狀及地下水位埋深，在農(nóng)業(yè)開發(fā)利用量較小、水位埋深較淺（水位埋深小于3m）的地區(qū)，適度提高淺層地下水開采程度，可用于生活中分質(zhì)供水，以降低淺層地下水水位，減少由于地下水位淺埋受蒸發(fā)強(qiáng)烈而繼續(xù)導(dǎo)致地下水咸化，也有利增強(qiáng)土壤鹽漬化防治能力。

（3）建議大力發(fā)展節(jié)水灌溉，依托現(xiàn)有農(nóng)業(yè)水利設(shè)施，繼續(xù)開展高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田灌區(qū)現(xiàn)代化升級改造工程，全面實施區(qū)域規(guī)?；咝Ч?jié)水灌溉行動，大力推廣渠道防滲、噴灌、微灌、管道輸水等先進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)，提高地下水資源利用效率。