基于水庫調(diào)蓄和地災(zāi)協(xié)同控制的地下水資源高效利用研究

袁冬梅，齊躍明，黃光明，王俊萍，馬儀鵬

(1.中國礦業(yè)大學(xué) 資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇 徐州 221116；2.浙江省環(huán)境科技有限公司嘉興分公司，浙江 嘉興 314000；3.福建省煤田地質(zhì)勘察院，福建 福州 350005)

地下水是水資源的重要組成部分，是農(nóng)業(yè)灌溉、工礦和城市用水的重要水源之一[1-2]。巖溶地區(qū)由于生態(tài)環(huán)境脆弱、防污性能差，以往掠奪式開采的水資源開發(fā)利用方式往往會(huì)帶來許多環(huán)境問題，無法滿足現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)健康發(fā)展。因而，巖溶地下水資源開發(fā)要從單目標(biāo)的水庫調(diào)度逐漸過渡到多目標(biāo)的地表水與地下水聯(lián)合調(diào)度，從單純追求經(jīng)濟(jì)效益到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的綜合效益[3-5]。利用地下水庫調(diào)蓄水資源，可以通過對(duì)含水層有計(jì)劃地補(bǔ)給與回采，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，并有效改善生態(tài)環(huán)境[6-11]。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及以往資料[12-14]，福建永安-大湖盆地受地層、構(gòu)造控制，為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的開放式巖溶地下水庫。區(qū)內(nèi)地下水開采源以碳酸鹽巖類裂隙溶洞水為主，且地下水動(dòng)態(tài)主要受降雨因素影響，具有明顯的季節(jié)性變化特征。在巖溶地區(qū)地貌特點(diǎn)及其工程意義方面，前人做了較多的研究。趙舉興[15]、黃光明等[16-17]依托福建三明城市地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目，運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、微動(dòng)探測(cè)等方法對(duì)永安-大湖盆地巖溶地貌特征、雙向演化過程及工程地質(zhì)意義進(jìn)行了研究；趙天石[8]在地下水庫調(diào)蓄問題的探討中對(duì)環(huán)保型水資源開發(fā)提出了前景；王從榮等[18]在地下水庫研究的現(xiàn)狀和展望中指出，地下水庫的環(huán)境效益評(píng)價(jià)及地下水庫水質(zhì)的污染防護(hù)是近幾年地下水庫研究的重要內(nèi)容；肖飛鵬等[19]對(duì)漓江青獅潭水庫提出了具體的生態(tài)補(bǔ)償方式和手段。在地下水資源利用方面，陳洪元等[20]、顧尚義等[21]以貴州巖溶地下水庫為背景，從巖溶地質(zhì)概況、成庫條件、庫容分析、降雨補(bǔ)給及工程效益方面，闡述利用雨水資源在巖溶山區(qū)進(jìn)行地下水庫興建運(yùn)行的設(shè)想及可行性；齊躍明等[22]針對(duì)淄博農(nóng)業(yè)、生活供水短缺，提出在抽水試驗(yàn)基礎(chǔ)上，利用補(bǔ)償疏干法對(duì)巖溶地下水資源量進(jìn)行評(píng)價(jià)。在區(qū)域水資源規(guī)劃利用方面，李世君等[23]結(jié)合水文地質(zhì)條件和調(diào)蓄條件，論述了北京利用地下水庫調(diào)蓄功能建立應(yīng)急水源地的必要性和可行性，對(duì)應(yīng)急水源地的選址依據(jù)和規(guī)劃建設(shè)進(jìn)行了初步探討；王浩等[24]從內(nèi)在機(jī)制、實(shí)踐進(jìn)程和評(píng)價(jià)3方面系統(tǒng)評(píng)述了狹義流域水資源合理配置研究進(jìn)展；劉倞[25]針對(duì)我國地下水利用現(xiàn)狀提出具體的地下水資源合理開發(fā)利用措施。

然而，現(xiàn)有研究中，既考慮地下水庫調(diào)蓄能力，又考慮控制地下水開采所引起的環(huán)境地質(zhì)問題的水資源綜合利用研究甚少，特別對(duì)于福建永安-大湖地區(qū)，類似的研究還未見報(bào)道。顯然，對(duì)于巖溶地區(qū)，如果不考慮地下水庫調(diào)蓄能力與環(huán)境地質(zhì)問題協(xié)同控制的綜合約束，就無法科學(xué)合理地評(píng)價(jià)地下水可開采資源量，將導(dǎo)致區(qū)內(nèi)水資源補(bǔ)采不平衡，甚至出現(xiàn)巖溶地面塌陷問題。

本文在區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)測(cè)算，基于水庫調(diào)蓄和地災(zāi)協(xié)同控制綜合約束，提出科學(xué)控災(zāi)開采條件下的地表水-地下水聯(lián)合調(diào)蓄方法進(jìn)行水資源的高效利用。通過分區(qū)控制性開采規(guī)避巖溶塌陷，分質(zhì)供水、雨洪資源化緩解水資源污染，市場(chǎng)調(diào)節(jié)、改進(jìn)工藝、中水利用等節(jié)水手段實(shí)現(xiàn)水資源綜合配置平衡，抑制區(qū)域環(huán)境水文地質(zhì)災(zāi)害，實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用。同時(shí)，研究也為解決福建三明永安地區(qū)在地表水污染等緊急情況下的應(yīng)急供水問題，保護(hù)區(qū)域地下水環(huán)境、保障供水安全提供科學(xué)決策依據(jù)，為三明市整體社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供水資源基礎(chǔ)保障。

1 研究區(qū)概況

永安-大湖盆地所處區(qū)域?yàn)楦＝ㄊ∪魇兄攸c(diǎn)開發(fā)建設(shè)區(qū)域，經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，是新材料、竹產(chǎn)業(yè)、紡織等產(chǎn)業(yè)基地，主要包括永安市城區(qū)及其附近的大湖鎮(zhèn)和曹遠(yuǎn)鎮(zhèn)，位于117°17′～117°24′E、25°54′～26°05′N，北起大湖鎮(zhèn)嶺崗村，南止洛溪村，東起益口,西止蝦蛤，總面積71.14 km2。研究區(qū)屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，受大陸性和海洋性季風(fēng)的影響，形成氣候溫暖、潮濕、降水充沛、四季分明的特點(diǎn)。多年平均溫度19.07 ℃，多年平均降水量1 683.9 mm，多年平均蒸發(fā)量1 333.0 mm，降雨量大于蒸發(fā)量，為地下水提供了較豐富的補(bǔ)給源。中部和南部屬河谷地貌，北部屬低山丘陵地貌及巖溶地貌，地勢(shì)中間低，南、北兩側(cè)高。沙溪是研究區(qū)內(nèi)最大的地表徑流，屬雨水補(bǔ)給型河流，從中部貫穿全區(qū)，河水自西向東流，研究區(qū)南部的巴溪屬沙溪支流，河水自南向北匯入沙溪。

2 水文地質(zhì)條件

永安-大湖盆地巖溶地下水成北西向展布，長(zhǎng)條形，四面環(huán)山，巴溪-沙溪河貫穿南北，為一裸露-覆蓋-埋藏型為主的巖溶盆地。其東西分水嶺為地下水流動(dòng)系統(tǒng)外圍邊界，南部一段為斷層隔水邊界，一段為河流邊界，北部為給定水頭邊界，基底為變質(zhì)巖，區(qū)域內(nèi)溶洞發(fā)育，在垂直方向上多呈層狀分布，整體可看成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的開放式巖溶地下水庫。

根據(jù)《福建省區(qū)域地質(zhì)志》(2016版)及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，永安地區(qū)地層發(fā)育較全(表1)，地層自老至新有泥盆系桃子坑組(D3tz)、石炭系林地組(C1l)、二疊系船山組(P1c)、二疊系棲霞組(P2q)、二疊系文筆山組(P2w)、二疊系童子巖組(P2t)、二疊系翠屏山組(P3cp)、侏羅系長(zhǎng)林組(J3c)、侏羅系南園組(J3n)、侏羅系坂頭組(J3b)、白堊系沙縣組(K2s)、白堊系赤石群(K2ch)、第四系(Q)。區(qū)內(nèi)無侵入巖體分布，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂縱橫交錯(cuò)，主要分布有3條近平行的斷裂，斷裂走向北西-南東向，傾向北東，高傾角，區(qū)內(nèi)延伸長(zhǎng)度7～8 km，切割地層主要有二疊系童子巖組、文筆山組、棲霞組和石炭系林地組地層。

研究區(qū)地下水有松散巖類孔隙水、碎屑巖類孔隙裂隙水、基巖裂隙水、碳酸鹽類裂隙巖溶水4種類型，但前3種在研究區(qū)富水性貧乏，供水意義不大(圖1)。后一種含水巖組主要包括二疊系船山組和二疊系棲霞組灰?guī)r等，根據(jù)出露條件又可分為裸露型、覆蓋型和埋藏型3種類型。

裸露型碳酸鹽巖類裂隙溶洞水主要分布于永安盆地的大湖-坑邊一帶，地貌形態(tài)多為孤峰或殘丘，發(fā)育有溶洞、溶溝、溶槽、石林、巖壁、漏斗等。地下水賦存于裂隙溶洞中，以大氣降水垂直入滲為主，臨區(qū)基巖裂隙水以側(cè)向補(bǔ)給為輔，徑流較短促，并以泉的形式就近排泄。泉流量較大，多為1～10 L/s，富水性豐富-中等。

表1 地層一覽表

覆蓋型碳酸鹽巖類裂隙溶洞水分布于大湖、坑邊、大源、增田等溶蝕洼地，隱伏于第四系地層之下，埋深約10 m。巖溶發(fā)育，尤其與上部蓋層接觸界面最為強(qiáng)烈，溶洞高1～3 m居多，大多充填少量粘土、砂、碎石等。由于分布地形低緩，受裸露區(qū)巖溶水或其他基巖裂隙水的直接側(cè)向補(bǔ)給和蓋層孔隙水的垂向補(bǔ)給，富水性豐富，單井涌水量一般大于1 000 m3/d。

埋藏型碳酸鹽巖類裂隙溶洞水主要分布于益溪、東坡、埔?guī)X、吉山甲等地，地下水賦存于裂隙溶洞中，富水性豐富，具有較大的供水意義。

有地下水資源開發(fā)意義的地下水徑流深度約200 m。根據(jù)勘探結(jié)果，研究區(qū)巖溶富水性可分為豐富和中等2個(gè)片區(qū)。西北部裸露區(qū)：石洞寒泉及湖峰-永安水泥廠一帶為中等富水區(qū)，平均單井涌水量505.38 m3/d；其余為水量豐富區(qū)，地下水位埋深1.02～19.98 m，平均單井涌水量4 758.0 m3/d。埋藏區(qū)：大致以蝦蛤-城關(guān)為界，北部為淺埋水量豐富區(qū)，水位埋深8.12～51.30 m，平均單井涌水量3 158.86 m3/d；南部為深埋水量中等區(qū)，水位埋深28.46～150.30 m，平均單井涌水量為509.44 m3/d。

地下水從周圍丘陵低山區(qū)向盆地中央河谷區(qū)流動(dòng)。在同一水文地質(zhì)單元中，徑流方向大致為裸露區(qū)→覆蓋區(qū)→埋藏區(qū)，在適宜的地形或構(gòu)造條件下以泉的形式排泄于地表。規(guī)劃區(qū)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)可看成上覆松散巖類孔隙水，下伏碳酸鹽巖巖溶裂隙水的雙層含水層。潛水位之上的上層孔隙水和部分巖溶發(fā)育區(qū)域構(gòu)成地表入滲的包氣帶，潛水位以下的構(gòu)成地下水流動(dòng)的飽和帶，從而形成降雨-入滲-巖溶地下徑流-河流排泄(或人工開采)的地下水流動(dòng)系統(tǒng)盆地水循環(huán)模式。

3 盆地水資源調(diào)蓄

由于北側(cè)大湖盆地石灰?guī)r裸露，防污性能弱，且易發(fā)生地面塌陷等環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害，故在考慮水資源利用時(shí)，經(jīng)過區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、地下水流動(dòng)條件及環(huán)境問題分析，排除環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)域而合理圈定適宜開發(fā)利用的區(qū)域，平面面積為37.38 km2，如圖2所示。

圖2 盆地水資源調(diào)蓄范圍Fig. 2 Range of the basin water resources regulation and storage

圖3 地下水-地表水聯(lián)合調(diào)度模型Fig. 3 Groundwater-surface water jointoperation model

地下水和地表水聯(lián)合運(yùn)行是根據(jù)地下水和地表水的動(dòng)態(tài)特征，利用含水層空間的調(diào)蓄能力進(jìn)行的。永安-大湖盆地內(nèi)部殘留十幾座溶蝕殘丘、孤峰，把盆地分割成相對(duì)獨(dú)立的幾個(gè)溶蝕洼地，洼地局部發(fā)育為巖溶塌陷漏斗地形。地下巖溶形態(tài)主要有溶洞、埋藏石林和地下巖溶管道，局部發(fā)育有地下暗河。區(qū)內(nèi)地表水資源相對(duì)豐富，地表水和地下水水力聯(lián)系緊密，具備地表水和地下水聯(lián)合調(diào)蓄條件，且地下水庫有較大的可調(diào)蓄庫容。鑒于此，研究區(qū)水資源管理中可采用地下水-地表水聯(lián)合調(diào)蓄模型(圖3)，充分利用地下水儲(chǔ)存量和側(cè)向徑流量部分，枯水期除正常開采外，還可通過應(yīng)急開采，為城市供水。在特殊條件下(如地表水污染等)，還可擴(kuò)大開采，以彌補(bǔ)原來由地表水供水的份額，從而為城鄉(xiāng)供水提供水資源保障。地下水庫合理開采后，騰出地下儲(chǔ)存空間，便于豐水季節(jié)接受降水或地表徑流的有效回補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)盆地水資源合理高效調(diào)蓄的功能。

為便于計(jì)算，按地下水類型，在圖2中進(jìn)行富水性分區(qū)。根據(jù)全區(qū)鉆孔資料(表2)各項(xiàng)水文地質(zhì)參數(shù)情況，重新規(guī)劃的適宜開采區(qū)處于分區(qū)Ⅱ中。按照開采區(qū)面積37.38 km2與分區(qū)Ⅱ面積47.79 km2比例得到該巖溶區(qū)地下水庫的有效庫容為1.362×107m3，通過地下水位變化幅度、含水層分布面積及其給水度確定可調(diào)蓄庫容約為8.03×106m3。應(yīng)用Visual Modflow軟件對(duì)圈定的適宜開采區(qū)進(jìn)行數(shù)值模擬得到可開采資源量為40 619.45 m3/d，年可開采資源量1.482 61×107m3。模擬區(qū)基本對(duì)應(yīng)坑邊、蝦蛤、清水池計(jì)算區(qū)，經(jīng)水文分析方法計(jì)算可知，地下水可開采資源量36 957.48 m3/d(表3)，年度可開采資源量1.348 95×107m3。綜合考慮有效庫容及調(diào)蓄庫容，為安全保險(xiǎn)起見，最終可開采量取相對(duì)小的水文分析結(jié)果，即1.348 95×107m3/a。

表2 研究區(qū)水文地質(zhì)參數(shù)

表3 適宜開采區(qū)地下水可開采資源量

由于永安-大湖地區(qū)以往存在的巖溶塌陷現(xiàn)象以及地下水污染問題，蝦蛤地區(qū)水位最大允許降深為10.91 m，超過此值，河水會(huì)倒灌污染地下水，其他地區(qū)水位降深不能超過既定井結(jié)構(gòu)吸水管下置的最大深度，據(jù)以往資料表明不超過39.68 m。據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，現(xiàn)有開采量不會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。根據(jù)《城市居民生活用水量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50331—2002)，永安市地域分區(qū)為三，城市居民基本生活用水量標(biāo)準(zhǔn)為120～180 L/(人·d)，釆用人均日用水量方法進(jìn)行預(yù)測(cè)，可應(yīng)急30萬左右城市居民日需基本生活用水。同時(shí)還可通過人工回灌、雨洪資源化等方法增大地下水的可開采資源量，從而有力地保障當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

4 控災(zāi)科學(xué)開采

地下水資源的高效開采，不僅要考慮地下水資源量和調(diào)蓄空間的大小，還要考慮擬開采區(qū)環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的影響。對(duì)于永安-大湖盆地而言，研究區(qū)部分地區(qū)地下水受到污染，地表防污性能弱，易發(fā)生地面塌陷或已經(jīng)存在巖溶塌陷等環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害。為達(dá)到供水和環(huán)境的最佳效益，對(duì)永安-大湖盆地地下水資源進(jìn)行合理規(guī)劃，提出集中科學(xué)開采方法，以實(shí)現(xiàn)水資源的協(xié)同高效開采。

4.1 分區(qū)開采

巖溶塌陷一般指巖溶地區(qū)土層的塌陷、基巖的塌陷和上覆土層同下伏基巖一起坍塌的統(tǒng)稱。巖溶地面塌陷多在裸露型和第四系覆蓋型巖溶區(qū)，但當(dāng)覆蓋層包含基巖和碳酸鹽巖埋藏深度大于15 m時(shí)，巖溶地面塌陷甚少發(fā)生。據(jù)此，在碳酸鹽巖埋藏深度大于15 m的地區(qū)，加大中深層含水層的開采量，避免淺層含水層直接受擾動(dòng)，從而避免巖溶地面塌陷等環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害，從而實(shí)現(xiàn)水資源的合理分區(qū)開采。

4.1.1 集中開釆區(qū)

把清水池-蝦蛤、坑邊地帶定為集中開采區(qū)。該地區(qū)大部分為埋藏型巖溶含水層，頂板厚度大，穩(wěn)固性好，不易產(chǎn)生地面塌陷等不良地質(zhì)現(xiàn)象，地質(zhì)環(huán)境好。此外，巖溶裂隙較發(fā)育，水量豐富，單井出水量大于500 m3/d，可作中小型水源地，利于集中開采。

4.1.2 控制開釆區(qū)

把嶺干、大湖地帶定為控制開采區(qū)。該區(qū)主要為覆蓋型巖溶含水層分布區(qū)，較易產(chǎn)生巖溶塌陷，巖溶區(qū)“通天”溶洞發(fā)育，富水性強(qiáng)，連通性好，巖性結(jié)構(gòu)松散，粘結(jié)性和穏定性差。在大量抽取地下水或者其它人類活動(dòng)的影響下，破壞了含水層的水力平衡和覆蓋層巖性結(jié)構(gòu)，局部已經(jīng)產(chǎn)生巖溶塌陷。上覆的松散巖類孔隙水含水層易遭受生活垃圾、污水及施用化肥等污染，淺層地下水中的微生物及三氮含量較高。因此，在該區(qū)開采時(shí)要控制地下水開采量和下降速度，防止突然涌水，建立地面塌陷監(jiān)測(cè)網(wǎng)，必要時(shí)可采取工程手段，進(jìn)行塌洞回填、局部灌漿等，同時(shí)開采時(shí)應(yīng)防止上層水進(jìn)入水井中造成污染。

4.1.3 分散開采區(qū)

大湖、坑邊等地局部分布有泉水，可作為分散開采區(qū)，生活在該區(qū)的居民，生活用水可以引用泉水，有條件的地段也可以打井抽取地下水。

4.2 分質(zhì)供水

總體來說，永安-大湖盆地地下水水質(zhì)較好，雖然局部地段水質(zhì)變差，造成水質(zhì)不好的原因主要在于鐵、錳、氟、氨氮等嚴(yán)重超標(biāo)，鐵、錳嚴(yán)重超標(biāo)與地層形成的水文地質(zhì)化學(xué)環(huán)境有關(guān)，氨氮、亞硝酸鹽氮、高錳酸鹽指數(shù)等超標(biāo)與人類活動(dòng)有關(guān)，即地表水污染是主要原因之一。因此，建議采用“分質(zhì)供水”管理手段，將Ⅱ類優(yōu)質(zhì)水源作為城市供水的水源，將Ⅲ、Ⅳ類水源提供工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)灌溉和城市綠化及消防用水，促進(jìn)水資源的高效利用。

4.3 雨洪資源化

永安-大湖盆地年降水量豐富，呈季節(jié)變化，夏季降水豐富，冬季降水較少。因而，可大力發(fā)展集雨工程或人工蓄水塘，加大對(duì)地表徑流的攔截，增加地表徑流或蓄水塘以對(duì)流域地下水進(jìn)行補(bǔ)給，增加地下水儲(chǔ)存資源，減少雨洪災(zāi)害和水污染。開展雨水利用工作，收集的雨水可用于小區(qū)澆灑綠化、生活雜用水等。

4.4 節(jié)約用水

居民生活用水可通過合理調(diào)整水價(jià)、推廣節(jié)水器具和設(shè)備實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水。工業(yè)節(jié)水可通過強(qiáng)化節(jié)水技術(shù)、開發(fā)節(jié)水設(shè)備、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、改進(jìn)生產(chǎn)工藝達(dá)到節(jié)約用水。農(nóng)業(yè)節(jié)水可通過提高旱季農(nóng)作物灌概效率，進(jìn)行限水灌溉、局部灌溉、控制性根系交替灌溉技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)水。此外，還可進(jìn)行污水再生利用、中水回用、城市污水集中處理回用等，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益雙豐收。

5 討論

水資源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略資源和經(jīng)濟(jì)資源，水資源對(duì)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展起到重要作用。永安-大湖盆地水質(zhì)較好，地下水資源豐富，因而是良好的地下水應(yīng)急水源地。利用地下水庫對(duì)水資源進(jìn)行調(diào)蓄，可以調(diào)節(jié)河流的流量，控制地下水位，豐蓄枯采，最大限度利用水資源，通過優(yōu)化水庫調(diào)度還可以提高水庫的抗洪能力，兼顧防洪和興利，維護(hù)社會(huì)安定，具有極大的社會(huì)環(huán)境效益。地下水水位的控制有利于農(nóng)作物和植被的生長(zhǎng)，可以防止水土流失、減少地下水污染現(xiàn)象，保持生態(tài)平衡。合理規(guī)劃、分區(qū)控災(zāi)科學(xué)開采，可減少每年因巖溶塌陷現(xiàn)象而產(chǎn)生的1 000～2 000萬元工程治理費(fèi)用，除此之外，還可向工業(yè)企業(yè)和自來水公司提供水資源，帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)三明市人民政府2017年公布的永安地區(qū)民用水價(jià)為1.4元/m3，參考往年開采量及地下水庫調(diào)蓄量8.03×106m3/a計(jì)，每年可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約1 124.2萬元，大大加快城市發(fā)展的進(jìn)程。

本文以福建永安-大湖盆地為研究對(duì)象，對(duì)該地區(qū)作為應(yīng)急水源地的可開采資源量進(jìn)行計(jì)算，以解決該地區(qū)因特殊干旱年、地表水受極端事件(如嚴(yán)重污染)影響等特殊條件下的應(yīng)急供水水源問題。數(shù)值模擬法計(jì)算結(jié)果略大于水文分析法的原因在于區(qū)域劃分時(shí)，數(shù)值模擬范圍包括了計(jì)算區(qū)外的少量沙溪河南部東坡區(qū)域。2018年度，適宜區(qū)開采量為4.303 6×106m3/a，占可開采資源量的31.90%。據(jù)現(xiàn)有資料顯示，各水源地?zé)o超采現(xiàn)象，降落漏斗基本穩(wěn)定，地下水尚有開釆潛力。

若日常生產(chǎn)、生活長(zhǎng)期使用地下水資源是否適用未得到驗(yàn)證。對(duì)于其他北方干旱巖溶地區(qū)是否可用相同優(yōu)化方法進(jìn)行優(yōu)化未做深入對(duì)比研究。

由于詳細(xì)資料缺乏以及作者水平有限，在運(yùn)用Visual Modflow軟件的時(shí)候?qū)吔缢^、地下水補(bǔ)給來源處理時(shí)做了簡(jiǎn)化處理，將沙溪河視為定水頭邊界處理，怱略了基巖裂隙水對(duì)地下水的補(bǔ)給，對(duì)計(jì)算結(jié)果可能有一定的影響。

6 結(jié)論

本文研究了福建永安-大湖盆地地下水資源協(xié)同調(diào)度和高效利用，結(jié)論為：

1)永安-大湖盆地區(qū)域內(nèi)溶洞發(fā)育，在垂直方向上多呈層狀分布，地下水動(dòng)態(tài)主要受降雨因素影響，具有明顯的季節(jié)性變化特征，可利用盆地內(nèi)部溶洞聯(lián)合地表徑流對(duì)地下水進(jìn)行儲(chǔ)存調(diào)蓄，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)區(qū)域內(nèi)地下水位，同時(shí)改善地下水質(zhì)。

2)研究區(qū)存在地下水污染、水土流失、巖溶塌陷等環(huán)境地質(zhì)問題，為規(guī)避這些問題，將永安-大湖盆地進(jìn)行重新科學(xué)圈劃適宜開采區(qū)。工程地質(zhì)調(diào)查結(jié)果表明，全區(qū)可利用庫容為2.400×107m3，適宜開采區(qū)可利用庫容為1.362×107m3；全區(qū)可調(diào)蓄水量為1.168×107m3，適宜開采區(qū)可調(diào)蓄水量為8.03×106m3。數(shù)值模擬計(jì)算得到適宜開采區(qū)可開采資源量約為40 619.45 m3/d，而水文分析方法的結(jié)果為36 957.48 m3/d，兩者基本一致。

3)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，分析已存在及潛在的環(huán)境地質(zhì)問題，根據(jù)評(píng)價(jià)的巖溶地下水資源量和水質(zhì)特征提出了分區(qū)開采、分質(zhì)供水、雨洪資源化、節(jié)約用水4種水資源高效利用方案，以最大化地實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)及生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)健康發(fā)展。