謝振濤
潁上縣位于安徽省淮北平原南端,東鄰鳳臺,西毗阜南,南隔淮河與壽縣、霍邱相望,北與阜陽、利辛接壤。轄30個鄉(xiāng)鎮(zhèn),總面積1885km2,2010年總?cè)丝?66.56萬,人口自然增長率6.79‰,其中,農(nóng)村人口148.23萬,非農(nóng)業(yè)人口18.33萬。全縣耕地面積10.33萬hm2,其中水稻面積3.71萬hm2,旱糧面積6.62萬hm2。
潁上縣屬暖溫帶與北亞熱帶的過渡地帶、半濕潤季風(fēng)氣候區(qū),季風(fēng)明顯,四季分明,氣候溫和,降水適中,日照充足,無霜期長,適宜多種農(nóng)作物生長。在氣候特點(diǎn)上,春季少雨多風(fēng),易出現(xiàn)干旱;夏季炎熱多雨,常發(fā)生洪澇;夏秋之交,時遇伏旱;冬季寒冷干燥,雨水偏少。多年平均降水量942mm,降水年際變化大,年內(nèi)分布不均,年最大降水量達(dá)1722.5mm(1954年),年最小降水量僅406.8mm(1966年),豐枯比達(dá)4.2;降水集中在夏季6~8月份,占全年降水量的60%以上;全縣年均降水日數(shù)為107d,年平均氣溫15.1℃,年平均日照時數(shù)為2213.3小時,平均全年10℃~20℃之間的氣溫日為 177d,積溫4133.5℃;多年平均無霜期221d,多年平均蒸發(fā)量為942mm,年最大和最小蒸發(fā)量分別為1214.9mm和680.8mm。
潁上縣南臨淮河,北毗西淝河,境內(nèi)河流眾多,溝渠成網(wǎng)。主要河道有淮河、潁河、潤河、濟(jì)河、西淝河。分屬焦崗湖、西淝河、潁河、潤河四大自然水系。雖然地表水豐富,但由于水污染、離河較遠(yuǎn)、供水保證率不高等原因,地表水難以作為農(nóng)村人飲工程水源,因此,地下水仍是潁上縣農(nóng)村人飲工程首選水源。本文主要探討該水源可靠性問題。
淺層地下水含水層全區(qū)都較發(fā)育,主要由第四系全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)及部分中更新統(tǒng)組成,該含水層組為一開放的地下水含水系統(tǒng),主要由上更新統(tǒng)(Q3)亞粘土、亞砂土及粉細(xì)砂組成。底板埋深30~60m,砂層累計(jì)厚度10~25m,西部紅星~耿棚一帶砂層尤為發(fā)育,厚度一般大于20m。本縣淺層地下水資源豐富,單井涌水量在1500~2000m3/d,安全開采模數(shù)在10~12 萬 m3/a·km2,富水性好。
目前全縣約有120萬農(nóng)村人口仍然采用手壓井取淺層地下水飲用。根據(jù)抽樣調(diào)查,潁上縣境內(nèi)的淺層地下水,在人口聚集地的村莊基本不符合安全飲用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);即使在遠(yuǎn)離人口聚集區(qū)的田野,由于受面源污染(主要是化肥、農(nóng)藥的長期過量使用),淺層地下水質(zhì)也普遍超標(biāo)。由此可見,潁上縣農(nóng)村人口飲水安全問題比較嚴(yán)重。
淺層地下水不能作為飲用水的主要原因,一是原生的地質(zhì)和地理原因;二是人類活動造成的污染,其中人為影響是最主要的因素。
地理原因:在縣內(nèi)北部和南部沿淮行蓄洪區(qū),由于地下水埋深淺(不足2m),且水分運(yùn)移交替滯緩,蒸發(fā)強(qiáng)烈,使鹽堿濃縮、集積,導(dǎo)致該區(qū)淺層地下水水質(zhì)表現(xiàn)為苦咸水。
地質(zhì)原因:由于地層中原生鐵、錳、鈣、鎂等金屬含量高,導(dǎo)致礦化度高、色黃、混濁;有的地層為湖相地質(zhì),淤泥質(zhì)成分多,土腥味重,水質(zhì)口感不佳。
人類活動:人為影響主要集中在城鎮(zhèn)工業(yè)廢水、生活污水、工業(yè)及生活垃圾、農(nóng)業(yè)化肥農(nóng)藥的使用等,這些因素通過直接污染或者由地表水間接污染影響地下水質(zhì)。
淺層地下水主要污染因子為總硬度、鐵、氟、錳、“三氮”、砷、鉛、農(nóng)藥殘留物超標(biāo)等。
通過歸納分析淺層地下水污染最主要原因還是人為活動的加劇破壞。如工業(yè)、生活用水等造成的地表水污染、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動引起的面源污染等,構(gòu)成了污染主體,人類活動的加劇程度關(guān)系到地下水污染的變化趨勢。
潁上縣全境屬第四紀(jì)地質(zhì),結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變,呈多層狀,分別由沖積、沖洪積、湖積組成,沉積層最深可達(dá)地面以下500m。按構(gòu)造單元分類,大致可分為全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)和中下更新統(tǒng),其中全新統(tǒng)為近代黃泛、淮泛沉積物及河川剝蝕堆積組成,厚度在地面以下40m左右;上更新統(tǒng)在地面以下約40~110m;中下更新統(tǒng)約在地面以下110~500m左右,中深層含水層組主要由第四系下更新統(tǒng),第三系上新統(tǒng)亞粘土層、粉砂層、中細(xì)砂層和粗砂層組成。含水層上部均有厚度不等的亞粘土弱透水層,因而深層水具有明顯的承壓性。南部頂板埋深70~90m,北部100~120m,砂層累計(jì)厚度30~50m。單井涌水量在1000~1500m3/d,安全開采模數(shù)在 2~3 萬 m3/a·km2。
由于氣候、新構(gòu)造運(yùn)動、地貌等主要因素控制的沉積物不同,以及沉積物的成因類型、厚度及巖性的差異,造成孔隙水的水質(zhì)變化不定。礦化度總體北高南低,地層由上而下水質(zhì)由HCO3-Ca向HCO3-Na型水變化。深層地下水局部有礦化度大于1g/L的HCO3·SO4型、SO4·HCO3型和 SO4·Cl型水,向地層深部有礦化度增高趨勢,在240~300m間反而沒有理想含水層。在距地下110~180m地層屬第三系上新統(tǒng)地層(N2),地層形成年代距今約250~530萬年,該地層含水層厚度大,水質(zhì)屬HCO3-Ca型,除少數(shù)區(qū)域外水質(zhì)基本良好,是農(nóng)村安全飲水工程主要選用水源,目前全縣農(nóng)村有居民飲水深井94眼,覆蓋農(nóng)村人口28.2萬。
潁上縣有兩塊區(qū)域下部有基巖層,北部以張村~蘭廟(陳圈門)~謝橋~龔集一線基巖層距地表80~120m,在距地表50m基巖層間有15~20m含水層,含水層為中細(xì)砂,色澤黃色或淺黃色,主要成分為石英、長石,石英占60%~70%,長石占15%~25%,鐵的含量達(dá)0.3~0.5mg/L,鐵錳含量高。成井出水量一般在30~40 m3/h之間。
南部以廟臺~垂崗~周臺~魯口一線距地表150~200m處有基巖層。在距地表100m基巖層間有30m以上含水層。含水層為中粗砂含礫石,色澤白色或奶白色,主要成分為石英、長石、方解石,出水量大于60m3/h,水質(zhì)達(dá)標(biāo)。
在潁上縣江口~新集一線區(qū)域,屬第四紀(jì)沿淮凹陷亞區(qū)北部邊緣(其以北屬相對隆起亞區(qū)),在距地表100~160m間有30m以上含水層,含水層為中粗砂,色澤白色居多(上部多為黃色、淺黃色),主要成分為石英、長石,石英占70%,長石占25%。單井出水量大于50m3/h,水質(zhì)達(dá)標(biāo)。
在潁上縣西部南照~六十鋪~五十鋪一線以西區(qū)域?yàn)殍F錳高含量區(qū),在距地表200m以內(nèi)幾乎沒有水質(zhì)達(dá)標(biāo)的含水層,含水層為中粗砂,色澤黑色、黃色,有大量銹染及原生鐵。
在潁上縣東部楊湖~劉集~八里河一線,在距地表110~240m之間有60m左右的理想含水層,含水層多為中粗砂,部分地層含礫石,色澤白色,出水量大于70m3/h,水質(zhì)達(dá)標(biāo)。
在潁上縣城中心約100km2的區(qū)域內(nèi),在距地表90~300m地層中有120m(間斷,不連續(xù))以上的理想含水層,含水層多為中粗砂含礫石,色澤白色,單井出水量大于100m3/h,水質(zhì)達(dá)標(biāo)。
潁上縣人飲工程的水源都是采用中深層地下水,盡管中深層地下水受人類活動影響很小,但由于地層形成條件不同,地質(zhì)結(jié)構(gòu)有較大差異。有的地層原生鐵、錳、氟及腐質(zhì)物等含量較高,水質(zhì)有害物超標(biāo),部分地層還存在鉛、汞等重金屬超標(biāo)現(xiàn)象。
若采用水質(zhì)處理設(shè)備解決,不僅投資加大,也會加大運(yùn)營成本。只有選對合格水層,封閉一切不良水層才是解決問題的最佳辦法。
綜上所述,潁上縣合格的水源地主要為中深層含水層組,由第四系下更新統(tǒng)、第三系上新統(tǒng)亞粘土層、粉砂層、中細(xì)砂層和粗砂層組成。含水層上部均有厚度不等的亞粘土弱透水層,因而深層水具有明顯的承壓性。南部頂板埋深70~90m,北部100~120m,砂層累計(jì)厚度30~50m。單井涌水量在1000~1500m3/d,安全開采模數(shù)在2~3萬m3/a·km2。除少數(shù)區(qū)域外水質(zhì)基本良好,礦化度總體北高南低,地層由上而下水質(zhì)由HCO3-Ca向HCO3-Na型水變化。深層地下水局部有礦化度大于1g/L的HCO3·SO4型、SO4·HCO3型和 SO4·Cl型水,向地層深部有礦化度增高趨勢,在240~300m間反而沒有理想含水層。成井時,需要認(rèn)真判別含水層礦物質(zhì)成分,放棄不良及可疑含水層,做好止水工作。只有摸清區(qū)域水文地質(zhì)條件,分析地下水源可靠性,采用合格地下水作水源,才能提高農(nóng)村人口飲水工程水質(zhì)水量的可靠性,確保全縣農(nóng)村人口的飲水安全