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长江流域皖江沿线地下水统测分析

2022-09-14陈占生李建德艾晓军侯立柱

地下水 2022年4期
关键词:皖江水位

陈占生,李建德,艾晓军,霍 东,侯立柱

(中国地质调查局地球物理调查中心,河北 廊坊 065000)

水资源包括地下水、地表水、大气水、海洋水,地下水是水资源的重要组成部分,具有分布广泛、水质优良、储量稳定、易于开采等特点[1]。地下水是保障粮食安全、城乡居民生活用水、生态安全以及支持社会经济发展的重要战略资源,在维持生态系统安全和生态环境建设方面具有十分重要作用[2]。

长江流域地下水资源丰富,但局部地区不合理的开发利用也带来了一系列的生态环境地质问题[3]。皖江流域地区生活用水以地表水为主,地下水开采程度低,利用前景广阔。随着城市的快速发展,合肥地区水资源需求量逐年攀升,作为补充和后备应急水源的地下水显得尤其重要,地下水质量和污染问题成为制约城市发展的重要因素[4]。因此,准确查清皖江流域地下水资源的变化情况,对如何合理地开发利用地下水;对如何保护地下水资源,以促进水资源的可持续利用;对坚持以水定城、以水定地、以水定人、以水定产;对山水林田湖草沙系统保护修复,以及客观评价水资源在经济社会发展和生态系统保护修复中的支持作用具有重要意义。

2006年,中国地质调查局在安徽省首次启动了“安徽平原地区( 淮河流域)地下水污染调查评价”项目,工作区覆盖宿州市、淮北市、亳州市、阜阳市、蚌埠市和淮南市[5-8]。2011年,中国地质调查局再次启动“东南地区主要城市地下水污染调查评价”项目,工作区包括安徽省合肥市、芜湖市、马鞍山市、铜陵市、安庆市和池州市以及福建省晋江市[9]。

本文对长江流域下游皖江沿线地下水水位进行了统测。通过对研究区均匀布点,统一调查,查明了地下水水位、埋深变化特征,分析了地下水水位现状,发现了过度开采区可能存在小型漏斗,为地下水资源合理开发利用提出了应对建议。

1 研究区概况

1.1 水文地质特征

皖江沿线地下水水位统测工作区涉及主要行政区为安徽长江沿岸市县(合肥、安庆、池州、铜陵、芜湖、马鞍山,共计25个县市)(图1)。研究区涉及江淮丘陵、沿江平原和皖南山地等地貌单元,地势南北高、中间低,整体上自西南向东北倾斜。沿长江展布,以长江两岸冲洪积平原阶地及中低山丘陵为主。处于中纬度,降水随季风的递转,有明显季节变化,夏雨比较集中,降水丰沛。多条高速贯穿全境,省道、县道、乡道勾连全区,交通条件较好。

图1 皖江流域地下水位统测工作区范围示意图

长江在安徽境内呈西南-东北流向,属长江中、下游,流经安徽省境内长416 km,流域面积66 000 km2,约占安徽省面积47.5%。年平均流量2.95×104m3,最小为2.43×104m3。每年3-4月份开始上涨,7-8月出现洪峰;枯水期在12月至翌年2、3月,支流水文动态与干流基本一致,但水位退落相对较早,一般于10-11月进入枯水期,安徽省境内较大的长江支流共18条。

1.2 地下水赋存特征

研究区在地貌、构造、岩性等多种因素交互作用下,形成了特有的地下水赋存条件和分布规律,长江沿岸丘陵平原区水文地质有四大特点:(1)在坳陷及深大断裂带附近,发育与构造线延展方向一致的第四系冲积层,如长江、青弋江等河谷平原的第四系冲积层,这些冲积层利于地下水的赋存;(2)广泛分布在丘陵区的碳酸盐岩类岩石,在北东、北北东、北西及东西向断裂、褶皱作用下,岩溶发育,利于地下水赋存;(3)由于新构造运动的作用,在山前倾斜平原地区发育有第四系冲洪积层,此类冲洪积层也较利于地下水的贮存;(4)中新生代陆相坳陷分布广泛,但其地下水赋存条件差,燕山期侵入岩除构造裂隙发育外,地下水赋存条件差。

1.3 地下水类型

根据统测区内地下水的含水介质的不同,可分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水、基岩裂隙水及红层孔隙裂隙水等4种类型。区内松散岩类孔隙水按富水性等级划分为水量丰富、中等、贫乏和极贫乏等四种;碳酸盐岩类裂隙岩溶水,主要分布在大龙山、杨桥一带,含水层岩性主要为三叠系南陵组及石炭系黄龙组、船山组灰岩、裂隙等现象,白云质灰岩、灰质白云岩、泥灰岩等,岩溶中等发育,地下岩溶现象则主要表现为溶孔;基岩裂隙水赋存条件主要取决于裂隙的发育特征。而断裂的发育又受构造、岩性等因素的控制及后期风化作用的影响。本区的基岩裂隙水分成一般构造裂隙水和风化带网状裂隙水两个亚类;红层孔隙裂隙水,含水层岩性为白至系砂岩、砾岩等,由于岩石泥质含量较高,抗风化能力差,裂隙大多被充填,其富水性差。

1.4 水资源现状

由于安徽省特定的自然地理环境和地质条件,地下水开发利用程度存在明显的地域性特征,皖南、皖西山地和江淮波状平原地下水相对贫乏,地表水资源丰富,地下水开发利用程度低,沿江丘陵平原区和淮北平原地区地下水资源丰富,但沿江丘陵平原区地表水资源充沛,多以开发利用地表水为主,淮北平原区是安徽省地下水开发利用程度最高的地区。

安徽省2019年供水总量277.72亿 m3。其中:地表水源供水量244.07亿 m3,占87.9%;地下水源供水量29.09亿 m3,占10.5%,其中深层地下水供水量4.09亿 m3;其他水源供水量4.56亿 m3,占1.6%。淮北、毫州、宿州、阜阳、蚌埠市供水水源中,地下水源供水分别占68.6%、65.3%、70.0%、42.2%、15.7%。其他各市主要由地表水源供水,地下水源供水量比例均小于5%。地表水源按供水形式分为蓄水、引水、提水,各类供水量分别为101.73亿 m3、35.28亿 m3、100.14亿 m3[10]。

2 研究方法

本次统测工作在河积、湖积平原均主要以浅层水(潜水)为主,基岩裂隙水为辅。统测点的布设以控制全区地下水水位分布规律和绘制等水位线的角度出发,在类型区划分、复杂程度分区及地下水开采程度分区的基础上进行。水位统测网分别平行和垂直于区域水文地质条件变化最大方向的观测线、统测点组成,统测点主要为机民井。本次地下水统测工作区域共统测点位390个,其中合肥162个。统测时间为该地区的丰水期,外业调查工作在30天内完成,以保证统测数据的时效性。

3 结果分析

3.1 统测结果的可靠性分析

统测点位地下水水位埋深比较浅,390处统测数据中,有381个地下水水位埋深小于10 m,占全部统测数据的97.7%,其它的统测点地下水水位埋深在10~23 m之间。调查人员在进行水位埋深测量时,两人互相报数一次,测量两次,以避免发生误测、误记录。而且在每天调查后,进行小组自检互检,对比上期统测相差较大点位,及时核对复查,保证了数据的准确可靠。

3.2 地下水水位、埋深变化特征

本次调查点位共390个。水位埋深变化小于1m的点位304个,水位埋深变化超过1 m的63个点,其中水位下降的27个点位,其中下降最大8.838 m,位于安徽省合肥市庐阳区岗集镇前丰村;水位上升的36个点位,其中上升最大的13.995 m,位于安徽省合肥市肥东县元疃镇。水位下降点位共128个,下降不到1m的点位101个,占比78.9%。水位上升点位261个,上升不到1 m的点位225个,占比86.2%。水位无变化的点位1个(图2)。

图2 地下水水位变化分布图

3.3 调查区地下水开采分析

潜层地下水开采现状。潜层地下水开采区域主要是在乡镇地区,用以满足居民洗涤与家禽饲养需求,开采量小,易接受大气降水补给,地下水处在拟稳定状态。而部分乡镇由于发展需要,引入大量工业企业进行投资开发,致使加大了地下水开采量,用水量较大的地区造成了地下水位明显下降,例如肥西县严店乡地区,疑似形成局部小型浅层地下水漏斗。

本次统测在合肥重点区发现肥西县严店乡及周边的丰乐镇、三河镇,可能存在小范围浅层地下水降落漏斗,位于巢湖西岸。严店乡周边浅层地下水统测调查井水位埋深在10 m以内,而严店乡浅层地下水统测调查井水位埋深在22.794 m,较去年下降1.08 m。紧靠严店乡的三河镇太华村水位埋深7.145 m,较去年下降幅度较大,为6.095 m;三河镇清平社区水位埋深6.304 m,较去年下降3.694 m。漏斗区有向严店乡南部扩大的趋势。经走访了解,近年严店乡及周边发展迅速,引进多家企业,建设工业园区,周边农村大多已搬迁,很可能是工业发展,导致地下水开发利用程度升高,形成小范围内浅层地下水降落漏斗(图3)。

图3 地下水等水位线埋深分布图

3.4 建议

根据地下水开发利用现状分析,提出以下建议:

(1)不合理开发利用地下水引发了一系列生态环境和地质问题,主要包括:岩溶塌陷、地面沉降和咸水上溯。统测区潜层地下水开采区域主要是在乡镇,但是部分乡镇由于经济发展需要,引入大量工业企业进行投资开发,致使不断增加地下水需求,加大了开采量,用水量较大的地区造成了地下水位明显下降,长时间的过度开采会逐渐形成局部小型浅层地下水漏斗,而漏斗的长期存在又会导致地面沉降。

(2)随着水资源需求的不断增加,地下水开发利用程度不断提高,应继续控制区域地面沉降、岩溶地面塌陷易发区地下水开采,及时加强水资源的全要素调查、监测、评价以及保护工作。一是严格执行《地下水管理条例》,开展地下水状况调查评价工作;二是倡导节约用水,通过监测地下水水位埋深监测地下水取水总量;三是加强山水林田湖草沙一体化和地下水、地表水、大气水、海洋水循环转化的研究。

4 结语

本次统测完成水文地质调查面积68 300 km2、地下水水位统测390个点。通过分析气象资料、水文地质条件及以往相关资料得出:

(1)长江流域皖江沿线地下水水位小幅上升,由于合肥市用水量大,合肥市地下水水位下降区较多,研究区总体地下水位呈上升趋势。能够满足城乡居民日常生活、生产用水需求。

(2)部分地区由于水资源需求不断增加,地下水开采力度增大,导致产生小型漏洞,需加强监测,合理开发利用地下水资源。

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