明 強(qiáng)
摘要:青島市地下水資源開發(fā)由來已久,歷史上由于供水產(chǎn)生了一些環(huán)境地質(zhì)問題,查清地下水資源開采潛力,更好的為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)成為當(dāng)前的工作重點(diǎn),本為從地下水開采潛力指數(shù)與地下水長期動(dòng)態(tài)兩個(gè)方面進(jìn)行分析,結(jié)果表明青島市供水水源地開采潛力不大,只在白馬河-吉利河地段存在一定的開采潛力。
關(guān)鍵詞:青島市;地下水資源;潛力;分析
引言
青島市的地下水資源開采由來已久,早在上世紀(jì)80年代,為了青島市的城市供水,在大沽河進(jìn)行了多次應(yīng)急供水工程。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開水的支持,查清青島市地下水資源現(xiàn)狀,還有多少水,這些水在那里等問題,顯得尤為重要。本文通過對(duì)青島市地下水資源分布、開采情況的分析,對(duì)地下水資源潛力分布情況進(jìn)行研究。
1地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀與存在的環(huán)境地質(zhì)問題
青島市現(xiàn)有主要地下水供水水源地有大沽河水源地、白沙河水源地、洋河水源地和王戈莊河水源地。白馬河—吉利河屬于尚未開發(fā)的富水地段。
1.1地下水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀
青島主要供水水源有大沽河水源地、白沙河—城陽河水源地、洋河水源地,白馬河—吉利河水源地,地下水類型均為孔隙水。主要工業(yè)供水水源地為洋河水源地,工業(yè)用水量0.41萬m3/d,主要工業(yè)利用單位為黃島發(fā)電廠。生活用水供水水源地有大沽河水源地、白沙河-城陽河水源地、洋河水源地、白馬河—吉利河水源地,供給量大沽河水源地10.3萬m3/d,白沙河—城陽河水源地1.49萬m3/d,洋河水源地1.51萬m3/d,王戈莊河水源地1.38萬m3/d。
1.2地下水開采引發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題。
1.2.1地下水降落漏斗
由于地下水的開采,在大沽河形成了地下水降落漏斗。2006年平度南洼枯水期漏斗面積146km2,漏斗中心水位埋深12.13m,最低水位標(biāo)高-1.56m;豐水期漏斗面積199.7km2,漏斗中心水位埋深12.94m,最低水位標(biāo)高-2.37m??偟膩砜?,平度南洼漏斗現(xiàn)處于收縮期,漏斗中心由蓼蘭向西移至中莊附近,這是由于蓼蘭新華造紙廠停產(chǎn),開采量減少,區(qū)域地下水逕流向西補(bǔ)給的必然結(jié)果。
1.2.2海水入侵
青島市海(咸)水入侵均起源于二十世紀(jì)70年代,由于過量抽取地下水,使部分地區(qū)地下水水位低于海平面,水力坡度向內(nèi)陸傾斜造成海(咸)水入侵;最嚴(yán)重的是在80年代中期,海(咸)水入侵導(dǎo)致大批機(jī)井報(bào)廢,糧田荒蕪,水質(zhì)惡化;90 年代后入侵區(qū)附近開采量大幅度減少,降水量較80年代增多,使地下水位有不同程度回升,部分漏斗平復(fù),海(咸)水入侵勢頭得到遏制,入侵面積退縮。2002年為特枯年,部分地區(qū)地下水位持續(xù)下降,入侵面積又有所擴(kuò)大。
目前研究區(qū)海(咸)水入侵主要發(fā)生在大沽河下游、白沙河—城陽河下游、洋河下游,入侵面積分別為64.88km2、21.53 km2、13.75 km2。
2供水水源地水文地質(zhì)特征
2.1大沽河供水水源地水文地質(zhì)特征
大沽河水源區(qū)主要含水巖組為第四系松散巖類孔隙含水巖組,主要含水巖層為沖積~沖洪積砂、礫石含水層(見圖1)。
2.2白沙河供水水源地水文地質(zhì)特征
白沙河—城陽河水源地位于白沙河-城陽河河谷地帶及兩河間沖洪積平原,下伏地層為白堊系下統(tǒng)青山群、王氏群及少量嶗山花崗巖,均為不透水層界面,上覆第四系上更新世-全新世沖積、沖洪積等多成因類型的松散堆積物,賦存孔隙潛水,局部由于構(gòu)造或上覆巖層覆蓋而微承壓。該層多為雙層結(jié)構(gòu),平均厚度18m,表層為粘性土層,底層以卵石、砂礫石及中粗砂為主,一般厚8~10m,最厚可達(dá)15m,是主要開采層,單井涌水量在1000m3/d以上。
2.3洋河供水水源地水文地質(zhì)特征。
洋河下游地下水類型分為松散巖類孔隙裂隙水和基巖裂隙水兩種,松散巖類孔隙裂隙水含水巖組為區(qū)內(nèi)主要含水巖組,主要由第四系沖積、沖洪積層不同粒徑的砂及砂礫石組成,厚度一般4-8m,透水性強(qiáng),水量豐富,單井出水量可達(dá)800m3/d以上,水位埋深一般2-4m,水力性質(zhì)基本屬于孔隙潛水。
2.4王戈莊河下流富水地段水文地質(zhì)特征。
王戈莊河下游富水地段位于膠南市城區(qū)附近,從鐵山鎮(zhèn)向下游經(jīng)膠南市城區(qū)南部延伸入海,以第四系為界,面積104.9km2。
根據(jù)成因類型,本地段內(nèi)第四系松散巖類含水層可以分成沖洪積層砂、砂礫石潛水及微承壓水含水層組;坡積及坡洪積砂及粘質(zhì)砂土夾碎石潛水含水層和沖積-海積砂層孔隙潛水微承壓水含水層。其中沖洪積層砂、砂礫石孔隙水含水層為工作區(qū)內(nèi)主要含水層。
2.5白馬河—吉利河下流富水地段水文地質(zhì)特征。
在白馬河—吉利河下游富水地段,位于膠南市南部,分布有寬度1-5km的河谷沖洪積平原,主要分布于白馬河-吉利河谷平原內(nèi),面積90.65km2,由于受白馬河、吉利河的泛流作用,因此在中、上游現(xiàn)今河道兩側(cè)以及河間地塊,下游兩河匯流的李家莊—卜家莊—干河—營南頭古河道地段均普遍發(fā)育著一層較為穩(wěn)定的砂層,其巖性為中粗砂夾礫石,在現(xiàn)今河道兩側(cè)以及古河道地段,在中粗砂夾礫石的砂層之上部,分布有厚2-3m,局部>4m的中細(xì)砂、粉細(xì)砂,局部中粗砂。上下砂層之間無穩(wěn)定的隔水層,只在下游局部地段有淤泥或粘質(zhì)砂土相隔,而呈斷續(xù)的透鏡體狀。因此上下兩個(gè)含水砂層水力聯(lián)系密切,組成了具有統(tǒng)一水面的孔隙水含水層組。
3 地下水供水水源地開采動(dòng)態(tài)特征及其潛力分析
3.1供水水源地開采動(dòng)態(tài)特征。
大沽河水源地在1976~1981年期間,基本處于連枯年份,又為開采前階段,地下水位基本處于緩慢下降階段;1981-1984年的連續(xù)枯水年系列中,大沽河水源地大量開采地下水,引起地下水位的大幅度下降,當(dāng)經(jīng)過1985年一個(gè)豐水年(降雨量886.3mm)后,在未采取人工回灌的條件下,地下水位就基本恢復(fù)到采前水平,且大沽河有3.91億m3的棄水外泄。該區(qū)處于多年采補(bǔ)平衡狀態(tài)。
洋河水源地從多年地下水動(dòng)態(tài)來看,地下水位無明顯下降趨勢,見該區(qū)代表性動(dòng)態(tài)監(jiān)測點(diǎn)的地下水位動(dòng)態(tài)曲線圖,從圖中可以看出,枯水年的枯水期水位降深達(dá)到8.0m以下,在豐水期基本能夠得到恢復(fù),在豐水年到來時(shí)水位得到完全恢復(fù),使水位埋深小于3.0m,該區(qū)已處于多年采補(bǔ)平衡。
白沙河—城陽河水源地從多年地下水動(dòng)態(tài)來看,地下水位無明顯下降趨勢,見該區(qū)代表性動(dòng)態(tài)監(jiān)測點(diǎn)的地下水位動(dòng)態(tài)曲線圖,從圖中可以看出,枯水年的枯水期水位降深達(dá)到2.0m以下,在豐水期基本能夠得到恢復(fù),在豐水年到來時(shí)水位得到完全恢復(fù),使水位埋深小于3.0m,該區(qū)已處于多年采補(bǔ)平衡。
王戈莊河水源地地下水位的年變化最劇時(shí)段,是發(fā)生在全年枯水期與汛期相銜接的階段。多年開采水位動(dòng)態(tài)曲線無明顯
下降趨勢,水源地處于多年采補(bǔ)平衡狀態(tài)。
白馬河-吉利河富水段現(xiàn)狀條件下僅供農(nóng)業(yè)用水,開采量較小,地下水動(dòng)態(tài)基本處于自然狀態(tài),水面形態(tài)沿河谷呈溝槽型;年內(nèi)受降水制約,季節(jié)性變化明顯,動(dòng)態(tài)曲線呈波狀起伏,總體變化規(guī)律為7~9月份為豐水期,地下水位回升呈波峰,之后隨降水減少及逕流和蒸發(fā)排泄,水位緩慢下降。11月至翌年3月用水、蒸發(fā)量均減少,地下水位持平后緩慢回升。4~7月份,干旱少雨,蒸發(fā)量增大伴隨春灌用水,地下水位急劇下降呈最低谷。年際間變化是遇豐水年水位回升,枯水年水位下降,地下水位無明顯下降趨勢,白馬河—吉利河富水段處于采補(bǔ)平衡狀態(tài)。
3.2地下水水源地開采潛力評(píng)價(jià)。
對(duì)地下水開采資源潛力評(píng)價(jià),采用地下水資源潛力指數(shù)法,按表2進(jìn)行評(píng)價(jià)。公式為:P=Q允/Q已,式中:Q允—允許開采量(萬m3/d);Q已—已開采量(萬m3/d)。
各地下水供水水源地地下水資源開采潛力見表2。
大沽河水源地、白沙河水源地、洋河水源地、王戈莊河水源地處于采補(bǔ)平衡,白馬河-吉利河富水地段有開采潛力。
3.3 地下水資源潛力分布。
白馬—吉利河富水地段允許開采量3.28萬m3/d,年均開采量0.58m3/d,開采可增采水量2.70m3/d,開采潛力較小。白馬—吉利河富水地段主要沿吉利河、白馬河兩側(cè)發(fā)育有一頂板埋深在3~4m的中砂含礫含水層。厚度在古河道帶4~6m,局部>8m,沿現(xiàn)代河床及其沿河兩側(cè)中砂含礫砂層之上有一層中細(xì)砂、粉細(xì)砂,厚度2-3m,局部>3m。上下砂層構(gòu)成一含水體,由于含水砂層顆粒粗,滲透性強(qiáng),大部河段河床底部砂層與含水砂層相通,沿河及古河道主流帶富水性強(qiáng),單井涌水量>1000m3/d,向其兩側(cè)及邊緣帶砂層厚度變薄,顆粒變細(xì),局部含泥,因此富水性差,單井涌水量500-1000 m3/d或<500m3/d。地下水位埋深較淺一般在2m左右,地下水年變化幅度大部地段<1m,地下水化學(xué)類型為重碳酸氯化物型,在下游及近海地段為海陸交互相沉積含水砂層顆粒變細(xì),層數(shù)增多,水化學(xué)類型為氯化物重碳酸鹽型及氯化物型水,水質(zhì)較差。
4結(jié)論
經(jīng)過地下水開采潛力指數(shù)與地下水動(dòng)態(tài)綜合分析,青島市大沽河水源地、白沙河水源地、洋河水源地、王戈莊河水源地處于采補(bǔ)平衡,白馬河—吉利河富水地段有開采潛力,可擴(kuò)大開采2.0萬 m3/d左右。