畢寶華

關(guān)鍵詞：鹽山縣；地下水；地質(zhì)資源；承載力

前言

華北平原為半干旱半濕潤地區(qū)，區(qū)域水資源有限且氣候處于暖干化狀態(tài)。華北因過量開采從而導(dǎo)致該地區(qū)成為了全球最大的“地下水降落漏斗”，引起了地表塌陷與沉降、地裂縫等一系列生態(tài)環(huán)境問題，引起了社會(huì)各界的高度重視。鹽山縣位于華北平原東南部，地處環(huán)京津地區(qū)，地質(zhì)條件復(fù)雜，地質(zhì)環(huán)境相對脆弱，淡水資源短缺。因此，對該區(qū)域地下水資源承載力研究有助于優(yōu)化國土空間布局，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)保協(xié)調(diào)發(fā)展。目前，國內(nèi)關(guān)于水資源承載力的研究方法主要包括模糊綜合評(píng)判法、多目標(biāo)決策分析法、層次分析法。國際上，關(guān)于地下水資源承載力的研究比較罕見，基本都將其融人可持續(xù)發(fā)展理論研究中。但是，現(xiàn)如今關(guān)于地下水資源可持續(xù)利用的相關(guān)研究越來越受到研究者的追捧，已經(jīng)成為全球的研究熱點(diǎn)，相關(guān)的研究成果能夠?yàn)槠渌麌姨峁┛煽康睦碚撘罁?jù)。

文章在考慮資料的系統(tǒng)性和可獲得性基礎(chǔ)上，采用綜合打分法，對鹽山縣區(qū)地下水資源承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)，分別采用地下水資源的數(shù)量和質(zhì)量因子進(jìn)行本底評(píng)價(jià)，利用地下水開采程度進(jìn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)，通過本底和狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果。

綜合評(píng)價(jià)地下水開采潛力，以此為地下水資源的開發(fā)與保護(hù)提供重要依據(jù)。

1自然地理

鹽山縣位于中國河北省東南部，經(jīng)緯度坐標(biāo)為東經(jīng)116°59'～117°30'、北緯37°49'～38°06'。新京滬高速、邯黃鐵路、205國道等國家公路橫穿全縣境內(nèi)，使得該地區(qū)的交通十分便利。區(qū)內(nèi)地勢呈現(xiàn)北東低，南西高的特征，平均海拔高程4m～7m，坡度2/10000，為低平原區(qū)，地貌分為沖、海積地貌，湖積地貌和沖，在河流、湖泊和海洋三者共同作用下形成了此種地貌特征。鹽山縣地處華北平原黑龍港流域，以農(nóng)業(yè)為主，輔以鋼管生產(chǎn)。

2地質(zhì)背景

2.1地質(zhì)概況

研究區(qū)的地層類型豐富，地層層位完整，沉積物類型和成因多變且復(fù)雜，以不膠結(jié)和半膠結(jié)的砂質(zhì)（粉、細(xì)．中砂）以及粘土等為主，其沉積深度為400～550米。地層分類可以分為第四系、新近系、古生界的石炭系一二疊系、古近紀(jì)、寒武一奧陶系及太古界的變質(zhì)巖系。

鹽山縣總共分為三級(jí)構(gòu)造單元，一二三級(jí)依次為：中朝準(zhǔn)地臺(tái)基、華北斷層、黃驊臺(tái)陷和埕寧臺(tái)拱。

鹽山地區(qū)的早、中更世是火山活躍的區(qū)域，火山巖分布范圍廣，各鉆孔同一時(shí)期的火山巖分布不連續(xù)。巖性包括玄武巖、凝灰?guī)r、凝灰?guī)r、凝灰?guī)r、凝灰?guī)r等。

2.2水文地質(zhì)概況

根據(jù)第4系含水巖系劃分原理，將研究區(qū)由上至下劃分為I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個(gè)含水層群。該區(qū)域的地下水主要由降雨人滲、灌溉和地表水補(bǔ)給，深層地下水補(bǔ)給困難。其補(bǔ)給量分別為降雨平均每年補(bǔ)給4748萬立方米、灌溉平均每年補(bǔ)給3370萬立方米、地表水平均每年補(bǔ)給6419.5萬立方米。本區(qū)位于河北平原東南部，處于沖、湖積和沖、海積兩種沉積作用的交替地帶。多變復(fù)雜的形成原因類型導(dǎo)致了該區(qū)域形成了多層結(jié)構(gòu)的含水地質(zhì)體。第四系水質(zhì)結(jié)構(gòu)垂向上為淡一咸一淡和咸一淡型。淺水區(qū)的淡水以河流帶型為主，在鹽水上方以透鏡體形為主。咸水體主要分布于淺層含水組，局部延伸至深部含水組頂部。咸水體由西向東呈楔狀逐漸增厚，本區(qū)淺層咸水發(fā)育，加劇了本區(qū)地下水資源短缺。

3鹽山縣地下水資源承載力評(píng)價(jià)

3.1評(píng)價(jià)方法

2017年，該地區(qū)最主要的地下用水資源就來自于鹽山縣，主要用途為農(nóng)業(yè)和生活，部分用于工業(yè)。在地質(zhì)條件、生產(chǎn)生活的影響下，本區(qū)地下水面臨著超采、地面沉降、污染、咸水分布廣泛等地質(zhì)環(huán)境問題。為了實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展，文章采用綜合打分法，以鹽山縣域?yàn)檠芯繉ο?，針對地下水資源建立承載能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，選擇適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)因子、評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用資料收集、野外調(diào)查和綜合研究等手段獲取所需數(shù)據(jù)資料，對縣域范圍內(nèi)的地下水資源進(jìn)行承載本底、承載狀態(tài)和承載潛力的全面評(píng)價(jià)，并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果提出相關(guān)的建議。

3.2鹽山縣地下水資源本底評(píng)價(jià)

3.2.1評(píng)價(jià)指標(biāo)

根據(jù)本區(qū)地下水開采現(xiàn)狀，選擇地下水資源的數(shù)量和質(zhì)量作為評(píng)價(jià)因子，將深層地下水可利用量模數(shù)、淺層地下水資源模數(shù)以及水質(zhì)和深層水水質(zhì)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，根據(jù)本區(qū)對地下水的開發(fā)利用結(jié)構(gòu)對各評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)，搭建相關(guān)的評(píng)價(jià)體系，結(jié)果見表1。

3.2.2評(píng)價(jià)模型

通過收集資料、野外調(diào)查、綜合調(diào)查等方法，對以上各項(xiàng)指標(biāo)按地質(zhì)條件進(jìn)行了科學(xué)的劃分與評(píng)價(jià)，利用百分?jǐn)?shù)對其進(jìn)行評(píng)定。以GIS的空間解析函數(shù)為基礎(chǔ)，對所選擇的各項(xiàng)評(píng)估指數(shù)按不同的類型劃分成不同的數(shù)據(jù)層，對各異的評(píng)估指數(shù)進(jìn)行重新組合，根據(jù)指標(biāo)專題圖層來組織，各評(píng)價(jià)單元綜合分值就是每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)得分×權(quán)重和，即：

3.2.3評(píng)價(jià)結(jié)果分級(jí)

通過上述模型的計(jì)算方法，可得到各個(gè)評(píng)價(jià)層的承載本底評(píng)價(jià)分。將其分為五個(gè)級(jí)別，即當(dāng)分值大于等于85為高、分值在（85，65]為較高、分值在（65，40]為中、分值在（40，20]為較低、分值小于20為低五個(gè)級(jí)別。由此得出各評(píng)估層次的承載性基礎(chǔ)評(píng)估分?jǐn)?shù)。

3.2.4鹽山縣地下水資源承載本底評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)每個(gè)單元的地下水資源承載本底評(píng)價(jià)得分，將鹽山縣地下水資源承載本底評(píng)價(jià)結(jié)果分為三級(jí)，即較低、中等和較高。受地質(zhì)環(huán)境等影響，鹽山縣區(qū)內(nèi)淺層地下水礦化度由南西向北東有升高趨勢，水質(zhì)普遍較差；深層地下水由于前期的大量開采，水位較低，可利用量較低。因此，地下水承載本底也存在自南西向北東降低的趨勢。

較高區(qū)僅分布在韓集鎮(zhèn)北部，地下水礦化度小于2mg/L，地下水資源模數(shù)淺層水為7.5～10.0×104m3/km2·a，深層水小于1×104 m3/km2·a，水質(zhì)主要為Ⅲ類、Ⅳ類；中等區(qū)大多數(shù)分布于縣區(qū)南西部，零星少量分布于北東部，并且呈不規(guī)則條帶狀的特征。地下水礦化度淺層水1～3mg/L，深層水小于2mg/L，地下水水質(zhì)主要為Ⅳ類、V類，水資源模數(shù)淺層水為5.0～10.0×104m3/km2·a，深層水<1x104m3/km2·a；縣區(qū)南西呈條帶狀分布。地下水礦化度淺層水南西部一般為2～3mg/L，北東大于3mg/L，深層水小于2mg/L，地下水資源模數(shù)淺層水為7.5～10.0×104m3/km2·a，北東部地區(qū)地下水量雖然較大，但是礦化度普遍大于5mg/L，導(dǎo)致其無法有效利用，深層水小于1×104m3/km2·a，水質(zhì)主要為Ⅳ類、V類。

3.3鹽山縣地下水資源承載狀態(tài)評(píng)價(jià)

3.3.1評(píng)價(jià)指標(biāo)

淺層地下水和深層地下水開采度的選擇是評(píng)估的主要依據(jù)，評(píng)價(jià)地下水資源現(xiàn)狀特點(diǎn)，并根據(jù)開采結(jié)構(gòu)對各評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)，形成評(píng)價(jià)體系，結(jié)果見表2。

3.3.2評(píng)價(jià)結(jié)果分級(jí)

通過前述模型的計(jì)算方法，可以得到每個(gè)評(píng)價(jià)分層的承載狀態(tài)評(píng)價(jià)得分。分別劃分為五級(jí)，即分值大于等于70為盈余、分值在（70，40]為均衡、分值在（40，25]為輕度超載、分值在（25，15]為中度超載、分值小于15為重度超載5個(gè)等級(jí)。

3.3.3承載狀態(tài)評(píng)價(jià)及結(jié)果

此次地下水資源承載狀態(tài)依據(jù)淺層和深層地下水的開采程度兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，鹽山縣地下水資源承載狀態(tài)為西南大部分為均衡，東北部分地區(qū)輕度超載，具體見圖1。

由于地下水本底狀態(tài)差異，本區(qū)對地下水利用具有明顯結(jié)構(gòu)性特點(diǎn)。淺層水大多數(shù)用于農(nóng)田灌溉及生產(chǎn)、生活；深層水主要用于生活飲用，部分用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)。均衡區(qū)淺層水開采程度相對較低，具有開發(fā)潛力，深層水則大部分處于超采狀態(tài)。輕度超采區(qū)淺層水礦化度高，無法對其有效利用，深層水處于超采狀態(tài)。

3.4鹽山縣地下水資源承載潛力評(píng)價(jià)

3.4.1評(píng)價(jià)指標(biāo)

依據(jù)本底和狀態(tài)評(píng)價(jià)所得結(jié)果，綜合評(píng)價(jià)本區(qū)地下水資源承載潛力，等級(jí)見表3。

3.4.2承載潛力評(píng)價(jià)結(jié)果

鹽山縣地下水資源承載潛力可分為較小和小兩個(gè)等級(jí)，具體見圖2。

地下水資源承載潛力較小區(qū)域主要分布于圣佛鎮(zhèn)～千童鎮(zhèn)南西、小莊鄉(xiāng)～韓集鎮(zhèn)中北部、常莊鄉(xiāng)及望樹鎮(zhèn)局部地區(qū)。該區(qū)淺層地下水可利用量相對較大，礦化度淺層水1～3mg/L，水質(zhì)主要為Ⅲ～V類，開采程度為均衡或盈余；深層地下水可開采量小，為超采狀態(tài)。地下水資源承載潛力小區(qū)域主要分布在縣區(qū)北東大部，南部呈不規(guī)則條帶狀分布。該區(qū)淺層地下水礦化度北東大于3mg/L，南西部處于2～3mg/L之間，水質(zhì)主要為Ⅳ類、V類，地下水開采程度較低，大部分屬于均衡和盈余狀態(tài)，但高礦化度導(dǎo)致大部分地區(qū)地下水無法有效利用。深層水主要為超采狀態(tài)。

4開發(fā)利用建議

在對地下水資源的可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，合理控制地下水資源開發(fā)利用，對研究區(qū)的地下水資源分區(qū)劃分為控制性采空區(qū)和限壓型開采區(qū)。

4.1控制開采區(qū)

主要位于地下水潛力較小區(qū)。該區(qū)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)條件好，適宜農(nóng)業(yè)的園區(qū)化、規(guī)?；l(fā)展，可適當(dāng)增加淺層地下水開采利用，特色產(chǎn)品種植，打造精品農(nóng)業(yè)。另外，進(jìn)一步工業(yè)、化肥、農(nóng)藥等對地下水的污染，減少深層水開采，開展地表水置換。

4.2調(diào)減開采區(qū)

主要位于地下水承載潛力小區(qū)。該區(qū)應(yīng)加大微咸水、咸水的開發(fā)利用研究，調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，因地制宜地發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)，擴(kuò)大耐鹽堿，耐干旱作物的種植規(guī)模。同時(shí)，防止地下水進(jìn)一步污染，減少深層水開采，開展地表水置換，實(shí)現(xiàn)水資源的保護(hù)性開發(fā)。

5結(jié)論

為保證生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展，以鹽山縣為例，采用綜合打分法對其地下水資源承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)，分別采用地下水資源數(shù)量和質(zhì)量因子進(jìn)行本底評(píng)價(jià)，利用地下水開采程度進(jìn)行承載狀態(tài)評(píng)價(jià)，通過本底和狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果，綜合評(píng)價(jià)地下水開采潛力。評(píng)價(jià)結(jié)果顯示：鹽山縣地下水資源承載本底分為較高、中等和較低區(qū)，較高區(qū)僅分布在韓集鎮(zhèn)北部；中等區(qū)多數(shù)分布在縣區(qū)南西部，少量分布于北東部；較低區(qū)主要分布在縣區(qū)北東部。承載狀態(tài)為均衡、輕度超采：南西大部分為均衡；北東部分地區(qū)輕度超載。承載潛力為較小和小，承載潛力較小區(qū)域主要分布于圣佛鎮(zhèn)——千童鎮(zhèn)南西、小莊鄉(xiāng)——韓集鎮(zhèn)中北部、常莊鄉(xiāng)及望樹鎮(zhèn)局部地區(qū)；承載潛力小區(qū)域分布在縣區(qū)北東大部。