萬 響
針對(duì)阜陽市區(qū)因地下水長(zhǎng)期超采導(dǎo)致的河湖干涸、地面沉降等問題,通過對(duì)市區(qū)地下水補(bǔ)給排泄條件、水位動(dòng)態(tài)演化特征分析,發(fā)現(xiàn)了其地下水主要補(bǔ)給來源為大氣降水入滲補(bǔ)給,主要排泄項(xiàng)為人工開采和側(cè)向徑流,其中人工開采是影響深層和中深層地下水位動(dòng)態(tài)和空間分布的主要因素。基于此提出了該市區(qū)地下水管控建議,即注重節(jié)水,對(duì)于地下水漏斗區(qū)進(jìn)行壓采,利用地表水源替代地下水源。
阜陽市位于安徽省西北部,黃淮海平原的南端,總面積9775km2,人口1056 萬,轄區(qū)地勢(shì)平坦開闊,略呈西北高,東南低之勢(shì)。沙潁河與汾泉河在市區(qū)交匯。該市地處我國(guó)南北氣候過渡地帶,季風(fēng)盛行,冬季寒冷干燥;夏季溫暖濕潤(rùn);人口稠密,人均水資源占有量不到500m3,約為全國(guó)人均水資源占有量的1/5,屬于嚴(yán)重缺水地區(qū)。
阜陽市地下水蘊(yùn)藏量豐富。根據(jù)地下水含水巖組地層巖性,含水空隙的類型,可以將其含水巖組劃分為4 種基本類型:松散巖類孔隙含水巖組、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水含水巖組、碎屑巖類孔隙裂隙含水巖組和巖漿巖類裂隙含水巖組。其中,松散巖類孔隙含水巖組幾乎遍布整個(gè)平原區(qū)。
因?yàn)楫?dāng)?shù)厮Y源短缺,導(dǎo)致了阜陽市地下水長(zhǎng)期超采。根據(jù)《安徽省人民政府辦公廳關(guān)于公布地下水超采區(qū)、限采區(qū)范圍的通知》,阜陽市區(qū)、太和縣、界首市、臨泉縣和潁上縣各有1 個(gè)孔隙第三含水層組超采區(qū),總超采面積1652.1km2,年均實(shí)際開采量2.33 億m3。根據(jù)全國(guó)第三次水資源調(diào)查評(píng)價(jià)成果,阜陽市2001—2018年孔隙第三含水層組地下水漏斗中心年均水位下降速率為0.2~1.0m。
因地下水超采導(dǎo)致了河湖干涸、地面沉降、建筑物傾斜、開裂,橋梁、道路變形等問題,亟需對(duì)地下水開采行為進(jìn)行管控,對(duì)超采問題進(jìn)行整治。
阜陽市屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)。多年平均降水量850~950mm。降水主要集中在6—9月。大氣降水入滲補(bǔ)給是本區(qū)淺層孔隙水的主要補(bǔ)給源,灌溉回滲補(bǔ)給量較少。據(jù)2016—2019年資料分析,全市大氣降水入滲量為1.3450 億m3/a,灌溉回滲補(bǔ)給量為95 萬m3/a,合計(jì)為1.3545 億m3/a。
蒸發(fā)、農(nóng)業(yè)灌溉、農(nóng)村居民用水開采、側(cè)向徑流是地下水排泄主要途徑。根據(jù)2019年阜陽市區(qū)9月份淺層地下水位等值線圖,淺層地下水泉河南及阜南路西高于28.00m;潁河?xùn)|阜蚌路南及潁州王店鎮(zhèn)至三十鋪南淺地下水等水位低于27.00m;泉河北、阜蚌路北及其他地區(qū)在27.00~28.00m 之間。2019年9月份阜陽市區(qū)淺層地下水動(dòng)態(tài)變化受氣候變化影響,一般埋深1.94~4.76m。
中深層孔隙水水位動(dòng)態(tài)亦為開采動(dòng)態(tài)類型,市區(qū)地下水流向開采中心,地下水降落漏斗呈現(xiàn)一長(zhǎng)軸為北東-南西向的橢圓形(圖1)??拷猩顚拥叵滤德渎┒分行谋O(jiān)測(cè)孔水位波動(dòng)較大,水位呈持續(xù)下降趨勢(shì)。
圖1 阜陽市區(qū)中深層地下水位等值線圖(2019年9月)
深層孔隙水水位變化趨勢(shì)與中深層類似,9月份平均埋深86.35m。市區(qū)南王店鎮(zhèn)的9月份平均埋深52.59m;市區(qū)北周棚9月份平均埋深58.69m。
淺層地下水年內(nèi)水位動(dòng)態(tài)隨降水量、蒸發(fā)量和開采量的季節(jié)性變化呈周期性變化。一般來說,每年的11月份至翌年的2月份,降水量、蒸發(fā)量和開采量都較少,地下水位是一年中相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)期;3—5月份為主要的農(nóng)業(yè)灌溉期,降水量少,潛水蒸發(fā)增大,農(nóng)業(yè)開采量大,除沿淮及一些沿河流局部灌區(qū)外,平原地區(qū)地下水位均呈大幅度下降趨勢(shì),一般5月下旬到6月上旬出現(xiàn)年內(nèi)最低水位;6—9月份為雨季,降水量較大,約占全年的70%~80%,由于得到降水入滲補(bǔ)給,且開采量又少,地下水位普遍大幅度回升,至9月下旬或10月上旬達(dá)到年內(nèi)的最高水位。此后,地下水位將緩慢下降回落并漸漸趨于平穩(wěn)。如此,地下水位完成了“穩(wěn)定—下降—上升—穩(wěn)定”的年內(nèi)周期性變化(見圖2),淺層地下水位年變幅最大為3m 左右,升降與河水位同步。年最高水位出現(xiàn)在河流行洪期和集中降水期,最低水位則出現(xiàn)在河水流量最枯,降水量少、蒸發(fā)量大的時(shí)期。因此,阜陽市區(qū)淺層地下水動(dòng)態(tài)類型主要為氣象—水文型。
圖2 2017—2018年度阜陽市區(qū)城市水源地淺層孔隙水水位歷時(shí)曲線圖
中深層地下水位動(dòng)態(tài)變化與降水補(bǔ)給有關(guān),但反應(yīng)遲緩。圖3表明:中深層地下水變化周期與降水周期相比,水位上升期較雨季滯后2~3 個(gè)月左右,水位下降期較非雨期滯后5 個(gè)月左右。這些動(dòng)態(tài)特征表明,中深層地下水系統(tǒng)因上覆有較厚的隔水層,難以接受大氣降水的直接補(bǔ)給而是通過接納來自距離較遠(yuǎn)補(bǔ)給區(qū)的地下水徑流,間接接受大氣降水補(bǔ)給。該層地下水水位變化與開采密切相關(guān)。因此,中深層地下水動(dòng)態(tài)類型主要為氣象—水文―開采型,受開采影響最為顯著。深層地下水動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)與之類似。
圖3 中深層福潤(rùn)站觀測(cè)孔水位動(dòng)態(tài)變化過程線圖(2018年)
圖4為2017年12月中深層地下水埋深等值線圖。該圖顯示,阜陽市區(qū)中深層地下水開采漏斗在潁州區(qū)和潁東區(qū),漏斗面積約為825km2。潁州區(qū)形成以水資源處觀測(cè)站為中心的中深層地下水開采漏斗,漏斗中心地下水埋深42.27m。潁東區(qū)形成以向陽路為中心的中深層地下水開采漏斗,漏斗中心埋深59.18m。
圖4 阜陽市區(qū)中深層地下水埋深等值線圖(2017年12月)
圖5為2018年12月中深層地下水埋深等值線圖。與2017年數(shù)據(jù)相比,該圖顯示,2018年中深層地下水開采漏斗面積約為827km2,比上年擴(kuò)大了2km2。潁州區(qū)漏斗中心埋深42.77m,比上一年加深了0.5m。潁泉區(qū)漏斗中心埋深59.04m,比上一年減小了0.14m。
圖5 阜陽市區(qū)中深層地下水埋深等值線圖(2018年12月)
根據(jù)阜陽市區(qū)地下水動(dòng)態(tài)演化和地下水漏斗發(fā)展趨勢(shì)分析可知,其淺層孔隙水主要接受大氣降水及農(nóng)灌回滲和側(cè)向徑流補(bǔ)給,蒸發(fā)、農(nóng)業(yè)灌溉和農(nóng)村居民用水開采、側(cè)向徑流是其主要排泄途徑,地下水流場(chǎng)受河流水位影響明顯。淺層地下水動(dòng)態(tài)類型主要為氣象—水文型。阜陽市區(qū)中深層孔隙水水位動(dòng)態(tài)表現(xiàn)為氣象—水文—開采動(dòng)態(tài)類型,受開采影響最為顯著??拷猩顚拥叵滤德渎┒分行谋O(jiān)測(cè)孔水位波動(dòng)較大,城北周棚水位呈持續(xù)下降趨勢(shì)。
阜陽市區(qū)淺層地下水位呈現(xiàn)西北高—東南低,形成以示范觀測(cè)站為中心的漏斗區(qū)。阜陽市區(qū)中深層地下水開采漏斗在潁州區(qū)和潁東區(qū),漏斗面積約為825km2。潁州區(qū)形成以水資源處觀測(cè)站為中心的中深層地下水開采漏斗,潁東區(qū)形成以向陽路為中心的中深層地下水開采漏斗,且有擴(kuò)展的趨勢(shì)。
在豐水年、平水年和多年阜陽市區(qū)淺層地下水平均補(bǔ)給量均大于排泄量,處于正均衡,總體上未呈明顯趨勢(shì)性升降變化,年水位基本隨降水豐枯變化,說明阜陽市區(qū)淺層地下水還有開采潛力。
據(jù)2018年資料分析,阜陽市區(qū)中深層地下水總補(bǔ)給量為0.359 億m3,人工開采量為0.4700 億m3,表現(xiàn)為負(fù)均衡,水位呈下降趨勢(shì),漏斗面積仍在擴(kuò)大。
阜陽市區(qū)中深層和深層地下水位持續(xù)下降導(dǎo)致了地面沉降、地表建筑物變形等局部問題,亟需整治。建議:(1)調(diào)減潁州區(qū)和潁東區(qū)的地下水開采量,防止地下水位繼續(xù)下降。為了滿足各區(qū)用水要求,應(yīng)開辟新水源。市區(qū)應(yīng)盡快調(diào)整現(xiàn)狀開采方案,盡力壓采中深層和深層地下水,嚴(yán)禁新增中深層和深層地下水開采量,以遏制其地下水位的下降趨勢(shì)。在開采淺層地下水時(shí)應(yīng)進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià),確立最佳開采方案。(2)合理利用地表水源和外調(diào)水源,以應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)厮床蛔銌栴}。(3)強(qiáng)化節(jié)水,推廣節(jié)水新技術(shù),發(fā)揮市場(chǎng)調(diào)節(jié)作用,以降低用水總量。農(nóng)業(yè)節(jié)水方面,大力推廣噴滴灌、管道灌等節(jié)水設(shè)備和技術(shù),使有限的水資源在總體上發(fā)揮最大的效益。(4)加強(qiáng)非常規(guī)水資源利用,鼓勵(lì)道路澆灑、降塵、綠化、農(nóng)業(yè)灌溉等方面使用中水。(5)加強(qiáng)地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)預(yù)警,為地下水管控提供依據(jù)■