沭阳县地下水资源保护研究

2017-11-17 05:47张超张海明
数码设计 2017年5期
关键词:沭阳县含水层全县

张超*,张海明



沭阳县地下水资源保护研究

张超*,张海明

(江苏省水文水资源勘测局宿迁分局,江苏宿迁,223800)

地下水资源是水资源的重要组成部分。通过对沭阳县地下水开发利用现状的调查与分析,指出了地下水资源保护存在的问题。将地下水划分成7个功能区,制定了地下水开采总量、水位、水质等控制目标,提出了替代水源、封停井、保护工程等工程措施及非工程措施。将为沭阳县地下水资源的有效保护、合理开发与可持续利用提供重要保障。

沭阳县;地下水资源;保护;开发利用;功能区划

引言

沭阳县位于江苏省宿迁市东北部,县域总面积2298km2,沂沭泗水系下游,属鲁南丘陵与江淮平原过渡带。地处黄淮平原,地势低平、平原广阔,河网密布,地势由西南向东北略有倾斜,地形呈“一丘突平原”状。沭阳县属于暖温带季风气候,全境气候温和,四季分明,日照充足,雨量丰沛。全县多年平均降雨量为937.6mm,多年平均地表水资源量5.137亿m3,多年平均浅层地下水资源量约3.671亿m3。

1 地下水分类及空间分布

沭阳县位于淮北平原,主要赋存有松散岩类孔隙水。根据含水层地层时代、埋藏分布及水力特征,可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个含水岩组。

Ⅰ含水岩组:属潜水或微承压水。含水层岩性为细砂,局部为中粗砂或粉质粘土、粉土,厚度为6m左右,埋深为4~10m。该层水与地表水水力联系密切,主要接受大气降水和地表水入渗补给,以蒸发、人工开采和侧向径流方式排泄,地下水水位年变幅较大。单井涌水量一般小于100m3/d,水质为HCO3-Ca•Na型和HCO3-Ca•Mg型淡水,矿化度小于1g/L。

Ⅱ含水岩组:Ⅱ承压水,含水层岩性主要为中粗砂、中砂或中细砂,顶板埋深为6~10m,含水厚度一般为42m。该层水有较好的隔水顶、底板,基本不受大气降水及地表水的影响。该层透水性、富水性一般。

单井涌水量一般达1500~2000m3/d,水化学类型以HCO3-Na• Mg和HCO3-Ca•Mg型淡水,矿化度一般小于1g/L。

Ⅲ含水岩组:为深层孔隙承压水,含水层岩性主要为中粗砂、中细砂,顶板埋深27~42m,厚度一般为4.17~19.7m。

单井涌水量一般达1500~2000m3/d,该层水水化学类型以HCO3-Na• Mg和HCO3-Na•Ca为主,矿化度一般小于1g/L。

第Ⅲ承压孔隙水与大气降水和地表水的联系更小,基本不参与水循环,其动态较稳定,水位上升往往是滞后降水一般时间,而不是立即得到补给。深层水水位变化幅度很小,无暴起暴落现象,但总体地下水的升降与大气降水有关。雨季结束后地下水位开始上升,只是由于含水层埋藏深,而不能立即得到补给,滞后的长短同含水层的岩性、结构以及上覆地层的透水性密切相关。其补给主要靠侧向径流;其水质基本不受地表水的影响,水质状况稳定。该层水的排泄主要是人工开采。

2 开发利用现状

2.1 开采井现状

据调查,沭阳县有深层地下水开采井644眼。全县地下水井按取水用途分类:城镇生活开采井135眼,占21.0%;农村生活开采井314眼,占48.7%;工业开采井195眼,占30.3%。

按取水层位分类:沭阳县对深层地下水的开采利用集中在第II、第III承压含水层,其中第II、III承压含水层混采井数483眼,占比75.0%;第II承压含水层开采井数93眼,占比14.5%;第III承压含水层开采井数68眼,占比10.5%;县区无开采Ⅳ承压含水层取水井。

2.2 开采量现状

按行政区统计:沭阳县全县地下水开采量为2248.89万m3。

按用水类别统计,全县地下水开采井按取水用途主要分为:城镇生活、农村生活、工业生产、农业灌溉等4大类。其中城镇生活开采量为585.05万m3、农村生活794.09万m3、工业生产869.75万m3,分别占全县地下水开采总量的26.0%、35.3%、38.7%。

按取水层位统计,全县地下水井按取水层位分类:第Ⅱ承压地下水开采量为363.16万m3,第Ⅲ承压地下水开采量为227.82万m3,第Ⅱ+Ⅲ混采承压地下水开采量为1657.91万m3,分别占全县地下水开采总量的16.2 %、10.1%、73.7%,地下水主要开采层位位于第Ⅱ+Ⅲ混采承压层。

2.3 水位动态变化情况

根据《江苏省地下水超采区划分方案》,对沭阳县境内第Ⅱ和第Ⅲ承压含水层位的地下水埋深设置了限制要求。根据方案成果,全县Ⅱ+Ⅲ层地下水限采水位埋深25m,禁采水位埋深53m。

为监测全县地下水位动态变化情况,共布设了4眼地下水位观测井,且全部为第Ⅱ和第Ⅲ混层开采井。根据沭阳县2010~2015年各县区地下水位埋深监测数据资料,沭阳县4眼井平均水位埋深由13.56m下降至17.05m。由监测数据,可知沭阳县地下水位有下降趋势,见表1。

表1 沭阳县近五年地下水水位埋深统计表

2.4 地下水超采状况

根据《江苏省地下水超采区划分报告(2002年本)》,沭阳县境内共有1个超采区,主要沭阳县城区(沭城镇),超采层位为第Ⅱ承压含水层,超采程度均为一般,级别均为小型。根据分析,由于沭城镇于2003年建设的城区地表水厂,市政自来水大量替代原取用的地下水源,城区取水井大量封填,地下水开采量大幅减少,地下水位逐渐上升恢复,现状已基本保持稳定,不再是超采区。根据2013年《江苏省地下水超采区划分方案》成果,沭阳县不存在超采现象,没有新的超采区形成。

2.5 地下水水质现状

根据江苏省水环境监测中心宿迁分中心的地下水监测资料,对沭阳县主城区及31个乡镇水厂水井展开的监测,涉及检测项目包括:pH、总硬度、矿化度、高锰酸盐指数、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、铜、锌、镉、铁、锰、六价铬、氟化物、氯化物、硒、汞、砷、铅、硫酸盐等19个项目。采用地下水质量综合评价法(评分法)对32个监测站点进行分析评价,评价结果见表2。

表2 沭阳县地下水水质情况统计表

3 存在问题

3.1 地下水水环境问题

(1)浅层地下水受污染严重

浅层地下水补给主要由地表水下渗和降雨下渗补充水源,其水环境与地貌情况密切相关,特别是与地表水体的水质及地面卫生状况有直接关系。目前,沭阳县境内的一般排涝河道及排污河道的水质较差,造成河道沿线附近的浅层地下水水质受到污染;另外由于部分城区及乡镇的垃圾收集和处理措施不到位,大量垃圾裸露地面,底部防渗措施不到位,引起降雨下渗的水质污染严重,从而造成浅层地下水污染。

(2)不规范开采造成深层地下水污染

深层地下水主要为第Ⅱ、Ⅲ层承压含水层的水资源量,深层地下水水量丰富、水质优良,是可供生活及工业生产的重要水源。由于受地貌、水文地质结构等因素,含水层埋深越深水质条件越好。根据相关规范要求,为防止地下水交叉污染,地下水开采是严格禁止混层开采的,目前沭阳县境内的大部分地下水开采井,凿井工艺不规范,混层开采情况严重,特别是废弃的深层井,未能做好封填工作,已成为连通不同含水层的通道,对地下水环境污染存在重大隐患。

3.2 地下水开发利用问题

(1)地下水资源分布与开采不均匀

地下水相对富足区主要集中在西南部,沭阳县中心地带以及东南部带状分布,其余部分地下水资源相对较少。

地下水作为优质水资源被广泛使用,地下水资源的开采受经济因素,人居因素等影响,开采井主要集中在工业园区、未覆盖区域供水的乡镇,取水用途主要集中在生产用水、城镇与农村的生活用水。地下水的集中开采易造成地下水水位急剧下降,地下水漏斗区的产生。

(2)地下水串层开采情况较多

地下水主要开采层位于第Ⅱ、第Ⅲ承压水含水层,早期由于自来水供水能力与供水覆盖率不足,各单位为了满足自身生产与生活要求,保证地下水井的出水量,大部分地下水开采井均为第Ⅱ、第Ⅲ层混采井,地下水串层开采,将不同层位地下水进行勾通,改变了原有水层水质,不利于地下水资源的保护和管理。

(3)监管难度大

对地下水资源的取用过程没有形成一个整体有效的管理,对水资源取用没有进行合理优化配置,没有很好地做到合理分配资源、优水优用。

水资源监测工作相对滞后,主要体现在地下水位、水量监测站点较少,没有建立完善的监测资料系统。

4 地下水功能区划

沭阳县地下水一级功能区2个,分别为开发区和保留区;地下水二级功能区7个,其中不宜开采区4个,储备区1个,应急水源区1个,分散式开发利用区1个,见表3。

表3 沭阳县地下水功能区划分成果表

5 地下水保护目标

(1)加快现有地下水井的封填停用,大幅削减地下水开采量,促进地下水位回升;

(2)压缩全县范围地下水开采规模,至2020年,地下水开采总量控制在1600万m3/a以内;

(3)加强对全县地下水开展水质、水位的监测工作,监测对象包括浅层、深层地下水;

(4)对工业集中区、垃圾填埋场等对地下水水质容易污染的区域,加强地下水水质监测,严控地表污水对地下水的影响,切实提高水质合格率;

(5)全县范围饮用地下水井众多,须按照规划设立饮水井的保护区范围,并采取规范的保护措施。

6 地下水保护措施

6.1 工程措施

6.1.1 替代水源工程

(1)南水北调东线、江水东引工程。通过沭阳县境内现有蔷薇河送清水工程,沭阳县主要的地表水水源有淮沭河和沭新河,淮沭河是江淮水北送的输水干线,为调水保护区,利用该河道引江淮水送至连云港市,主要补给水源为洪泽湖;沭新河是淮沭河的下游段,是为向沭阳县沂北地区及连云港送水而开辟的一条人工河道,主要通过淮沭河调引洪泽湖、江水北调水源。南水北调工程建成实施后,洪泽湖的可供水资源量及供水保证率已大大提高,淮沭河与沭新河的供水保证率也相应提高,可以为沭阳县乡镇的地表水厂提供充沛的水源。

(2)自来水区域供水工程。根据《沭阳县区域供水规划》(2013年5月),沭阳县区域供水范围近期(2015年)分为7个供水片区、远期(2030年)3个供水片区,主要由县区域水厂供水,部分由保留的乡镇水厂供水。目前沭阳县城区管网基本已成环状,乡镇管网多为枝状管网,近期各片区域供管网以枝状为主,远期各片区间基本实现联网供水。

(3)非常规水源工程。非常规水源利用主要包括中水利用和雨水直接利用。沭阳县目前没有规模性的中水利用工程,但远期规划应加强污水的资源再生利用,提高资源再生利用比例。雨水直接利用是指将雨水收集后直接回用,应优先考虑用于小区杂用水、环境景观用水和冷却循环用水等。由于县域内降雨量全年分布不均,故直接利用往往不能作为唯一水源满足要求,一般需与其它水源一起互为备用。

6.1.2 压采封停工程

根据《沭阳县地下水压采方案》,地下水压采封井工程实施进度主要根据替代水源工程建设进度以及供水管网铺设进度实施,做到水到井封。规划地下水压采工程共封停取水井395眼,其中永久填埋196眼,封存备用165眼,调整为监测井34眼,继续保留249眼。

从地下水资源优质优用的原则,除少数食品、酿酒等对水质有特殊要求的行业外,其他工业项目均应大力推进替代水源,封填工业取水井。全县封填停用的395眼取水井中,生活取水井365眼,工业取水井30眼。压采水量1103.37万m3/a,剩余开采量1145.52万m3/a,规划至2020年基本满足地下水用水总量控制在1600万m3/a以内的目标要求。

6.1.3 生活取水井保护工程

全县城镇生活及农村生活开采井共449眼,占现状开采井总数的69.7%。

针对实施压采封停工程后继续保留的生活取水井,按照《江苏省集中式饮用水源地达标建设标准》的有关规定,划分一、二级保护区和准保护区,并按规定报批。各类保护区边界设立警示标志,明确保护区地理界线和管理要求。建立一级保护区逐日巡查制度,二级保护区、准保护区范围内实行不定期巡查制度,密切跟踪水源地的状况。生活取水井应每两月至少开展一次水质监测。

6.2 非工程措施

6.2.1 行政管理制度建设

(1)建立地下水取用水总量控制制度,并根据经济社会发展适时进行调整。

(2)建立健全水权制度,开展取水权有偿取得和水权转让试点,积极运用市场机制优化水资源配置,充分合理利水资源。

(3)严格执行取水许可制度。

(4)加强用水定额管理。

(5)建立用水效率考核激励机制。

6.2.2 监测评价制度建设

应加大地下水监测网络基础建设投入力度,完善监测系统,开展地下水开采量、地下水水位埋深、地下水水质的监测,全面掌握全县区域内的地下水开发利用状况。在此基础上建立地下水评价制度,在充分掌握地下水资源信息的基础上,预测和估计开发利用地下水后将会对此区域产生的影响并采取相应的防范措施,科学地管理和保护地下水资源。

6.2.3 公共参与制度建设

公民有权利通过一定的程序参与与地下水保护相关的活动,开展地下水开发利用与保护的信息发布,实现信息化管理,提高地下水管理的透明度,拓宽公众参与管理的渠道,引导公众参与地下水管理活动的决策过程,并充分发表意见。

6.2.4 监督考核机制建设

县、乡(镇)、村三级应建立地下水开发利用与保护工作检查、评估及信息发布制度。对已关停的开采井进行定期检查,严肃查处擅自启用已封停开采井的行为。

建立地下水开发与保护绩效考核制度,重点是地表水厂建设以及配套管网建设、地下水压采水量、地下水井封停进度及生活取水井的保护力度。建立受水区地下水压采考核指标体系,把压采任务的完成情况纳入各级人民政府的考核目标。

7 结语

综上所述,将县域地下水划分为2个一级功能区和7个二级功能区,依其功能进行开发与保护;同时制定保护目标,并采取工程措施与非工程措施,地下水环境问题和开发利用问题将得到改善,为全县地下水资源的有效保护、合理开发与可持续利用提供技术支撑。

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Study on Protection of Ggroundwater Resource in Shuyang County

ZHANG Chao*, ZHANG Haiming

(Suqian Hydrology and Water Resources Investigation Bureau of Jiangsu Province, Jiangsu Suqian, 223800, China)

Groundwater resource is an important component of water resources.Based on the investigation and analysis of groundwater exploitation and utilization in Shuyang County,the problems of groundwater resources protection are pointed out.The groundwater is divided into seven functional areas, and the control targets of groundwater exploitation amount, water level and water quality are worked out. Put forward the alternative water sources, closure wells, protection works and other engineering measures and non-engineering measures.It will provide important guarantee for the effective protection, rational exploitation and sustainable utilization of groundwater resources in Shuyang county.

Shuyang County; Groundwater resources; Protection; Exploitation and utilization; Functional zoning

张超, 张海明. 沭阳县地下水资源保护研究[J]. 数码设计, 2017, 6(5): 159-161.

ZHANG Chao, ZHANG Haiming. Study on Protection of Ggroundwater Resource in Shuyang County[J]. Peak Data Science, 2017, 6(5): 159-161.

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.05.065

TU3

A

1672-9129(2017)05-0159-03

2017-01-23;

2017-02-26。

张超,男,1987年8月,学士,助理工程师,主要从事水资源监测与评价工作。E-mail:1170365880@qq.com

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